DE3046708A1 - "mantellinienpruefgeraet fuer zylindrische teile, insbesondere fuer kurbelwellenzapfen" - Google Patents

Description

• Mantellinienprüfgerät für zylindrische Teile, insbesondere für
• Kurbelwellenzapfen Die Erfindung betrifft ein Mantellinienprüfgerät für zylindrische Teile, insbesondere für Kurbelwellenzapfen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Die für die Lebensdauer und Betriebssicherheit von Maschinenteilen mit zylindrischen Laufflächen oft sehr wichtige Achsparallelitä-t und Geradheit der Mantellinien ihrer Zylinderflächen wird bisher meist mittels großer stationärer Meßgeräte nach Fertigstellung der Werkstücke im eßlabor geprüft. Dies hat den Nachteil, daß etwaige Abweichungen an den Fertigungstoleranzen erst mit erheblichem zeitlichem Abstand nach dem Bearbeitungsvorgang festgestellt werden können, was, insbesondere bei Serienfertigung, einen rechtzeitigen Eingriff in die Bearbeitung der folgenden Werkstücke ausschließt.
• Es ist zwar auch schon ein tragbares Mantellinienprüfgerät bekannt, das mit Hilfe unterschiedlicher Auflage- und Spanneinrichtungen in die jeweils erforderliche Meßposition zu der zu untersuchenden Zylinderfläche gebracht werden kann.Auch dieses Gerät ist aber noch relativ groß und unhandlich. Insbesondere kann mit ihm eine Prüfung von zwischen hohen Flanschen oder Bunden liegenden Zylinderflächen, z.B. an Kurbelwellen, nicht befriedigend durchgeführt werden, weil das Gerät wegen seiner großen Breite nicht zwischen die Flansche bzw. Kurbelwangen eingeführt und keine Messung in dem Bereich durchgeführt werden kann, in dem sich das Gerät mittels seiner Prismaflächen auf dem zylindrischen Teil abstützt. Die bei diesem Gerät vorgesehene Verwendung langer Taststifte zur Überbrückung großer Meßabstände führt zu Ungenauigkeiten der Meßergebnisse. Eine ausreichend genaue und auch schnelle Mantellinienprüfung an Kurbelwellenzapfen bis in den Bereich der Abrundungen zu den Kurbelwangen ist mit den bekannten Geräten nicht ohne großen Aufwand und nicht unmittelbar an der Fertigngsstraße möglich.
• Der Erfindung licht deshalb die Aufgabe zugrunde, ein einfach zu handhabendes Mantellinienprüfgerät für zylindrische Teile1 insbesondere für Kurbelwellenzapfen, anzugeben, das es ermöglicht, auch die Mantellinien von zwischen hohen Flanschen oder Wangen befindlichen Zylinderflächen unmittelbar nach deren Bearbeitung in der Nühe der hierfür benutzten Maschine, z.B. einer Schleifmaschine, schnell zu überprüfen. Dabei soll die Messung bis möglichst nahe an die Flansche bzw. Wangen in den Bereich der Ubergangs-Ausrundungen hinein durchgeführt werden können.
• Diz Lösung dieser Aufgabe geschieht, ausgehend von einem Mantellinienprüfgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindunc;sgemäB durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs.
• iterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die Erfindung beruht auf der Uberlegung, daß ein für die angegebenr Meßbedingungen brauchbares Prüfgerät leicht und möglichst mit nur einer Hand auf die jeweils zu prüfende Zylinderfläche aufsetzbar sein muß. Seine Breite darf nur so groß sein, daß das die Meßeinrichtung enthaltende Gehäuse zwischen die Flansche bzw. die Kurbelwangen eingeführt werden kann, wobei der Taststift annähernd die §esamte Gehäusebreite überstreichen soll. Von besonderer Bedeutung ist hierfür die Ausbildung des Antriebs der Tasteinrichtung als seitlicher Lenkerantrieb und die Anordnung der Geradführung im Gehäuse.
• 1 folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: figur 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Mantellinienprüfgerätes, teilweise im Schnitt, aiqur 2 einen Schnitt durch das Gerät längs der Linie A - B in der Figur 1, Figur 3 ein Blockschaltbild des Gerätes nebst Speicher, Anzeigeeinrichtung und Steuerung.
• Das Prüfgerät ist in einem C-förmiqen Gehäuse 1 mit einem J'bdeckblech 1 b untergebracht. An dem Gehäuse 1 befindet sich ein fester Handgriff 2 und ein kniehebelartig gegen die Kraft einer Feder 2 c beweglicher Griff 2 a, der über eine Stange 2 b mit einem Spannhebel 2 d verbunden ist. Mit dieser spannzangenähnlichen Hebelanordnung kann das Prüfgerät auf ein zylindrisches Teil, z.B. einen Kurbelwellenzapfen 3, aufgesetzt werden, der sich zwischen Kurbelwangen 3 a befindet. Eine definierte Lage des Gehäuses 1 zu der Zylinderfläche des Kurbelzapfens 3 wird durch Prismaflächen 4 an der Unterseite des Gehäuses qewährleistet. Um ein Aufbiegen des unten mit einem durchgehenden Schlitz 1 a versehenen Gehäuses 1 zu vermeiden, sind an den Enden des Schlitzes dünne Blechstege angebracht.
• Der automatische Antrieb der im Inneren des Gehäuses 1 befindlichen Tasteinrichtuno erfolgt durch einen in dem dem Handariff 2 abaewandten Teil des Gehäuses angeordneten Getriebemotorfi 5, der mit einer Welle 6 gekuppelt ist.
• Ein auf der Welle 6 sitzendes Potentiometer 13 ermittelt die Winkelstellung der Welle und schaltet bei Erreichen einer vorgegebenen Endstellung der Tasteinrichtung den Motor 5 auf Rücklauf bis die Tasteinrichtung wieder ihre Startrosition erreicht hat und der Motor abgeschaltet wird. An der Welle 6 sind senkrecht zur Wellenachse zwei parallele Führungsstangen 7 befestigt, auf denen ein Läufer 8 geführt ist. Der Läufer 8 ist über zwei parallele Blattfedern 9 mit einem Träger 10 verbunden, der in einer Bohrung einen Induktivtaster 11 mit einem beweglichen, den Schlitz 1 a durchsetzenden Taststift11 a.trägt. Der Träger 10 ist über je eine Stützkugel 15 bzw. 15 a autiner Geradführung abgestützt, die von zwei feinstbearbeiteten Schienen 12 bzw. 12 a gebildet ist. Die Schienen sind so angeordnet und justierbar, daß die Lauffläche der einen Schiene 12 bei auf ein genau zylindrisches Teil (Zylindernormal) aufsesetzte Prüfgerät in einer Ebene liegt, die parallel ist zu einer Ebene durch die zu prüfende Mantellinie des zylindrischen Teils, während die Lauffläche der anderen Schiene 12 a in einer Ebene liegt, die senkrecht auf der oben genannten Bezuasebene steht und parallel zur Zylinderachse verläuft. In der Symmetrieebene MM der Prismenflächen 4 liegen sowohl die zu prüfende Mantellinie als auch die Zylinderachse. Damit bei den Messungen des für eine hohe Meßgenauigkeit erforderliche Abbesche Prinzip verwirklicht ist, d.h. Meßstrecke und Normal fluchtend hintereinander angeordnet sind, muß die Stützkugel 15 in der Ebene MM liegen. Aus diesem Grund ist der Taster 11 schräg zu dieser Ebene angeordnet. Durch die z.B. von entsprechend bemessenen Endmaßen gebildeten Schienen 12 und 12 a wird der Träger 10 über die Stützkugeln 15 und 15 a über die gesaite Meßstrecke so geführt, daß die Spitze des Taststifts 11 a längs der zu untersuchenden Mantellinie verläuft. Durch die Blattfedern 9 ist der Träger 10 gegen die Schiene 12 vorgespannt, w~hrend die Vorspannung gegen die Schiene 12 a durch eine zwischen der Welle 6 und dem Läufer 8 angeordneten Schraubenfeder 14 erfolgt.
• Durch die elastische Vorspannung des Trägers 10 durch die Federn 9 und 14 wird eine exakte Geradführung des Trägers und damit des Tasters 11 ermöglicht, obwohl der Motorantrieb den Führungsstangen 7 eine Kreisbewegung erteilt.
• In der Figur 3 ist in Blockdarstellung die Schaltung eines erfindungsgernäßen Prüfgerätes gezeigt. Danach wird das Meßsignal des ;ncuktivtasters 11 im Meßkopf A in einem Trägerfrequenzmeßverstärker 13 verstärkt und für jeweils einen Tastvorgang längs einer Manveliinie in einen Digitalspeicher C eingeschrieben. Von dort wird der Signalverlauf über den Tastweg auf einem Oszilloskop D in beliebiger Überhöhung dargestellt. Der Signalverlauf bleibt solange au dem Oszilloskop sichtbar, bis ein neuer Tastvorgang gestartet wird. Ein Steuersystem E steuert den Funktionsablauf und die Synchronisierung des Signals.
• Mit dem erfindungsgemäßen Mantellinienprüfgerät können sehr geringe Abweichungen der Mantellinien zylindrischer Teile, insbesondere von Kurbelwellenzapfen, von einer Geraden oder von einem alideren vorgegebenen Verlauf in der Größenordnung von wenigen N ^ometer sofort nach Entnahme des Teils aus der Bearbeitungsmaschine, z.B. aus einer Schleifmaschine, erkannt und, z.B. durch Abrichten der Schleifscheibe, diese Fehler an den nachfolgenden Werkstücken vermeiden werden. Die besondere Konstruktion des Antriebs und der Geradführung für den Taster ermöglicht eine schule Bauweise des Gerätes, das auch zwischen Kurbelwangen leicht eingeführt werden kann und ein Abtasten der Kurbelzapfen bis in die Übergangsabrundungen hinein ermöglicht.

Claims (5)

1. Patentansprüche ' X Mantellinienprüfgerät für zylindrische Teile von Werkstücken, insbesondere für Kurbelwellenzapfen, mit einem über Prismaflchen auf dem zylindrischen Teil festspannbaren Gehäuse, das eine in dieser Stellung des Gehäuses zur Zylinderachse parallele le Geradführung für einen Taster mit längs der zu untersuchenden Mantellinie bewegbarer Tastspitze enthält sowie mit einer Anzeige- und/oder Aufzeichnungseinrichtung für die Bewegungen der Tastspitze relativ zu der Geradführung, dadurch gekennzeichnet, daß a) das Gehäuse (1) mittels eines gehäusefesten Handgriffes (2) und eines demgegenüber gegen die Kraft einer Feder (2c) beweglichen Hebelgetriebes (2a bis 2d) über unmittelbar an dem Gehäuse (1) angebrachte Prismaflächen (4) spannzangenartiq auf das zylindrische Teil (Kurbelzapfen 3) aufsetzbar ist und b) im Inneren des Gehäuses (1) ein längs der zu den Prismaflächen (4) ausgerichteten Geradführung (12, 12a) mittels eines seitlichen Lenkerantriebs (5 bis 9) bewegbarer Träger (10) für den Taster (11) vorgesehen ist, dessen Taststift (11a) das Gehäuse (1) in einem Schlitz (la) zwischen den Prismaflachen (4) so durchsetzt, daß seine Spitze die jeweils zu prüfende Mantellinie des zylindrischen Teils über annähernd die gesamte Breite des Gehäuses (1) bestreicht.
2. 2. Mantellinienprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Lenkerantrieb (5 bis 9) des Trägers (10) eine von einem Getriebemotor (5) angetriebene Welle (6) mit zwei parallelen, radial zur Achse dieser Welle verlaufenden Führungsstangen (7) aufweist, auf denen ein über eine Blattfederparallelführung (9) mit dem Träger (10) verbundener Läufer (8) verschiebbar geführt ist.
3. 3. Mantellinienprüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradführung für den Taster (11) aus zwei feinstbearbeiteten, im Gehäuse (1) justierbaren Schienen (12, 12a), z.B. aus zwei Endmaßen, besteht, von denen die eine (12) mit der Querrichtung ihrer Führungsfläche senkrecht und die andere (12a) parallel zur Mittelebene (M) der Prismaflächen (4) verläuft und daß der Träger (10) des Tasters (11) durch die vorgespannte Blattfederparallelführung (9) bzw. durch eine zwischen der Welle (6) und dem Läufer (8) angeordnete Schraubenfeder (14) über je eine Stützkugel (15,15a) gegen die Schienen (12,12a) gedrückt wird.
4. 4. Mantellinienprüfgerät nach Anspurch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (11), schräg zur Symmetrieebene (wo1) der Prismaflache (4) angeordnet ist, in der die eine Stützkugel (15) und die Spitze des Taststifts (11a) liegen.
5. 5. Mantellinienprüfgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (6) ein Winkelmeßsystem, insbesondere ein Potentiometer (13), vorgesehen ist, das die Winkelstellung der Welle ermittelt und bei Erreichen der jeweils für den Träger (1C) vorgesehenen Endpositionen den Gtriebemotor (5) umschaltet bzw.

   abschaltet.

   . Plantellinienprüfgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal des im Meßkopf (A) des Gerätes enthaltenen Induktivtasters (11) über einen Trägerfrequenzmeßverstärker (Bj und einen Digitalspeicher (C) auf einem Oszilloskop (D) vergrößer darstellbar ist.