DE3844266C1 - Inspection apparatus for shaft retaining rings - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Prüfung eines Montageverbundes von Welle und Wellensicherungsring auf Vor handensein, Einpreßtiefe, Einrastung und Unversehrtheit des Siche rungsrings.The invention relates to a device for automatic testing a composite assembly of shaft and shaft retaining ring on front presence, depth of engagement, engagement and integrity of the safety ring.
In der DIN 471 sind Sicherungsringe oder Halteringe für Wellen nor miert, wie sie prinzipiell in Fig. 2 dargestellt sind. Sie dienen zum Festlegen von Bauteilen, z.B. Wälzlager auf Wellen. Sie können auch als Endanschläge beim Einsetzen einer Welle in ein Gehäuse ver wendet werden. Die Sicherungsringe sind exzentrisch geformt und wer den federnd in Nuten in der Welle eingesetzt und sind für die Über tragung von axialen Kräften geeignet. Das offene Auge dient zum Aus einanderspreizen des Ringes zum Einsetzen in die Wellennut.In DIN 471, circlips or retaining rings for shafts are standardized, as they are shown in principle in Fig. 2. They are used to fix components such as roller bearings on shafts. They can also be used as end stops when inserting a shaft into a housing. The circlips are eccentrically shaped and who used the resiliently in grooves in the shaft and are suitable for the transmission of axial forces. The open eye is used to spread the ring apart for insertion in the shaft groove.
Bei der automatischen Montage derartiger Sicherungsringe auf Wellen kann es zu Störungen der verschiedensten Arten kommen. Zum einen kann der Sicherungsring durch axiale Versetzung nicht in der vorge sehenen Nut eingerastet sein, d.h. die axiale Tiefe ist fehlerhaft. Weiterhin kann der Sicherungsring nicht vollständig in der Nut ein gerastet sein, was zu einem fehlerhaften Montageverbund führt. In the automatic assembly of such circlips on shafts various types of interference can occur. On the one hand the locking ring cannot be pre-adjusted due to axial displacement seen groove, i.e. the axial depth is incorrect. Furthermore, the locking ring can not completely in the groove be locked, which leads to a faulty assembly.
Schließlich kann der Sicherungsring insgesamt auch fehlen oder bei spielsweise an einem Auge oder sonstwo beschädigt sein.Finally, the locking ring may also be missing or at for example, be damaged in one eye or anywhere else.
In der automatischen Montage müssen derartige Fehler erkannt und be hoben werden.In automatic assembly, such errors must be recognized and be be lifted.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in An spruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.The underlying object is achieved by the in An claim 1 marked device solved.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Prüfung eines Montageverbundes von Welle und Wellensicherungsring hat den Vorteil, daß eine 100%ige Kontrolle bei der Montage ermöglicht wird, und zwar sowohl auf axiale Tiefe als auch auf richtiges Einrasten des Siche rungsrings in der zugehörigen Nut in der Welle. Gemäß der Erfindung läßt sich demnach der Montageverbund zwischen Welle und Wellensiche rungsring sowohl auf Vorhandensein, Einpreßtiefe und Einrastung des Sicherungsrings überprüfen. Dabei sind sämtliche Sicherungsringe nach DIN 471 überprüfbar, d.h. Sicherungsringe die in einer Nut ei ner Welle einrasten und hierfür ein Aufspreizauge aufweisen.The inventive device for automatic testing of a Assembly of the shaft and shaft retaining ring has the advantage that 100% control during assembly is made possible both on axial depth and on correct locking of the siche ring in the corresponding groove in the shaft. According to the invention can therefore be the assembly network between the shaft and shaft lock ring on both presence, press-in depth and engagement of the Check the circlip. All circlips are included verifiable according to DIN 471, i.e. Circlips in a groove Snap in the shaft and have a spreading eye for this.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat weiterhin den Vorteil, daß sie in Montageautomaten integrierbar und als preisgünstige Einrichtung universell einsetzbar ist. Sie ermöglicht es erstmals, daß eine vollautomatische Montage derartiger Sicherungsringe auf Wellen er folgen kann, da die Nachprüfbarkeit der ordnungsgemäßen Montage in vollem Umfang gewährleistet ist. The device according to the invention also has the advantage that it Can be integrated into automatic assembly machines and as an inexpensive device is universally applicable. It makes it possible for the first time that a fully automatic assembly of such circlips on shafts can follow, since the verifiability of the correct assembly in is fully guaranteed.
Die Erfindung geht von dem Prinzip des Ertastens der Lage des Wellensicherungsrings auf der Welle und seiner Formgebung im montierten Zustand aus. Über eine Längenmessung wird die richtige axiale Lage oder das Vorhandensein des Ringes erfaßt. Ein drehbarer Fühldorn erkennt den richtigen Sitz des Sicherungsrings in der Nut und eine eventuelle Beschädigung.The invention is based on the principle of feeling the position the shaft retaining ring on the shaft and its Shaping when assembled. Over a Length measurement is the correct axial position or that Presence of the ring is detected. A rotating mandrel recognizes the correct seating of the circlip in the groove and possible damage.
Entsprechende Meßeinrichtungen zeigen eventuelle Fehler an.Corresponding measuring devices show possible errors at.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläuerten Ausführungsbeispiel. Es zeigenFurther features and advantages essential to the invention result from the following with reference to the drawing illustrated embodiment. Show it
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention and
Fig. 2a und b eine Darstellung des Sicherungsrings in verschiedenen Stellungen. FIGS. 2a and b an illustration of the locking ring in various positions.
Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Prüfvorrichtung 1 dient zur Prüfung des Montageverbundes von einer Welle 2 mit einem Wellensicherungsring 3. Der Wellensicherungsring 3 sitzt in einer Einstichnut 4 der Welle. In Fig. 2a ist ein ungespannter und in Fig. 2b ein aufgespreizter Wellensicherungsring 3 dargestellt.The test apparatus 1 shown in Fig. 1 in longitudinal section used to test the assembly misalignment Federal of a shaft 2 with a shaft securing ring 3. The shaft locking ring 3 sits in a groove 4 of the shaft. In Fig. 2a an unclamped and in Fig. 2b a spread shaft locking ring 3 is shown.
Bei einer fehlerhaften Montage können sich folgende Fehler einstellen:If the assembly is incorrect, the following errors can occur to adjust:
- a) Die Welle 2 weist keine oder keine ordnungsgemäße Nut 4 auf;a) The shaft 2 has no or no proper groove 4 ;
- b) Die Nut 4 ist an der falschen Stelle;b) The groove 4 is in the wrong place;
- c) Die Nut 4 ist zu eng;c) The groove 4 is too narrow;
- d) Der Wellensicherungsring sitzt vor oder hinter der Nut 4;d) The shaft locking ring sits in front of or behind the groove 4 ;
- e) Beim Wellensicherungsring ist ein Auge abgebrochen;e) One eye has broken off at the shaft retaining ring;
- f) Der Wellensicherungsring ist überhaupt nicht vorhanden.f) The shaft retaining ring is not at all available.
Um diese Vielfalt der Fehlermöglichkeiten prüfen zu können, bedient sich die Prüfvorrichtung 1 verschiedener Fehlererkennungs- und Meßmethoden.In order to be able to test this variety of error possibilities, the test device 1 uses various error detection and measurement methods.
Hierfür weist die Prüfvorrichtung 1 eine Hülse 6 auf, deren Stirnseite 7 als axiale Anschlagfläche gegenüber dem Wellensicherungsring 3 dient. Der den Wellensicherungsring 3 überragende Wellenstumpf 8 der Welle 2 ragt in das Innere der Hülse 6 hinein und drückt stirnseitig gegen die Stirnseite 9 eines in der Hülse 6 axial verschiebbar gelagerten Stößels 10.For this purpose, the test device 1 has a sleeve 6 , the end face 7 of which serves as an axial stop surface in relation to the shaft locking ring 3 . The shaft stub 8 of the shaft 2 projecting beyond the shaft securing ring 3 projects into the interior of the sleeve 6 and presses on the end face against the end face 9 of a plunger 10 which is axially displaceably mounted in the sleeve 6 .
Mittels einer Überfederung, hervorgerufen durch die Federkräfte der Federn 11 im Trommelrevolver 12, wird eine Kraft über den Ring 13 übertragen, so daß sich die Hülse 6 stirnseitig gegen den Wellensicherungsring 3 anlegt.By means of an overspring, caused by the spring forces of the springs 11 in the revolver 12 , a force is transmitted via the ring 13 , so that the sleeve 6 rests against the shaft securing ring 3 on the end face.
Mittels des innenliegenden Stößels 10, an dessen Stirnseite 9 die Stirnseite der Welle 2 anliegt und dem Anschlag der Stirnseite 7 der Hülse 6 am Wellensicherungsring erfolgt demnach eine genaue Differenzmessung der Lage des Wellensicherungsrings 3, d. h. der Abstand l 1 zwischen Stirnseite der Welle 2 und der Lage des Wellensicherungsrings 3 und damit ggf. der Lage der Nut 4 wird erkannt. Hierfür ist ein Wegaufnehmer 14 vorgesehen, der an eine nicht näher dargestellte Auswertelektronik angeschlossen ist und eine Gut /Schlechtaussage macht. Die Wegmeßeinheit mit Wegaufnehmer 14 zur Tiefenabfrage des Sicherungsrings 3 auf der Welle 2 und die zugehörige Auswertelektronik dient demnach zur Lageerkennung sowohl des Sicherungsrings 3 als auch der Nut 4.By means of the internal plunger 10 , on the end face 9 of the end face of the shaft 2 and the stop of the end face 7 of the sleeve 6 on the shaft retaining ring, an exact difference measurement of the position of the shaft retaining ring 3 is carried out , ie the distance l 1 between the end face of the shaft 2 and the The position of the shaft locking ring 3 and thus possibly the position of the groove 4 is recognized. For this purpose, a displacement transducer 14 is provided, which is connected to evaluation electronics (not shown in more detail) and makes a good / bad statement. The displacement measuring unit with displacement transducer 14 for the depth interrogation of the locking ring 3 on the shaft 2 and the associated evaluation electronics are therefore used for position detection of both the locking ring 3 and the groove 4 .
Als weitere Fehlerquelle ergibt sich die Möglichkeit, daß der Wellensicherungsrings 3 nicht richtig in der Nut 4 eingerastet ist, was beispielsweise in Fig. 2b dargestellt ist, oder daß das Auge 5 des Sicherungsrings 3 beschädigt ist.As a further source of error arises the possibility that the shaft securing ring 3 is not properly engaged in the groove 4, as shown for example in Fig. 2b, or that the eye is damaged 5 of the locking ring 3.
Hierfür ist auf der Hülse 6 eine weitere axial verschiebbare Mitnehmerhülse 15 aufgesetzt, die sich gegenüber der Hülse 6 axial verschieben kann. Die zusätzliche Mitnehmerhülse 15 ist über einen radialen Bolzen 32 mit einen Fühldorn 16 verbunden, der in einer Längsaussparung 31 der Hülse 6 geführt ist und dessen Außendurchmesser D derart bemessen ist, daß er durch ein aufgespreiztes Auge 5 des Wellensicherungsrings 3 hindurchpaßt (siehe Fig. 2b), während der Fühldorn 16 in Normallage des Wellensicherungsrings 3 das Auge 5 nicht passieren oder durchdringen kann. Der Fühldorn 16 wird über die Mitnehmerhülse 15 mittels der Druckfeder 17, die sich an der Hülse 6 abstützt, gegen die Stirnseite des Wellensicherungsrings 3 gedrückt. Dabei liegt die radiale Anordnung r 1 der Längsachse 33 des Fühldorns 16 derart, daß sich der Fühldorn bei ordnungsgemäßer Montage des Wellensicherungsrings 3 gegenüber dem Sicherungsring 3 abstützt und keine zusätzliche axiale Bewegung erfährt. For this purpose, a further axially displaceable driving sleeve 15 is placed on the sleeve 6 , which can move axially relative to the sleeve 6 . The additional driving sleeve 15 is connected via a radial bolt 32 to a feeler mandrel 16 which is guided in a longitudinal recess 31 of the sleeve 6 and whose outer diameter D is dimensioned such that it fits through a widened eye 5 of the shaft locking ring 3 (see FIG. 2b ), while the mandrel 16 cannot pass or penetrate the eye 5 in the normal position of the shaft locking ring 3 . The sensor mandrel 16 is pressed on the drive sleeve 15 by means of the compression spring 17, which is supported on the sleeve 6 against the end face of the shaft securing ring. 3 The radial arrangement is r 1, the longitudinal axis 33 of the sensing mandrel 16 such that the sensor mandrel upon proper assembly of the shaft securing ring 3 relative to the securing ring 3 is supported and does not undergo any additional axial movement.
Das entscheidende Merkmal, ob der Wellensicherungsring in der Wellennut 4 eingerastet ist oder nicht, ist demnach die Aufweitung "s" des Auges 5. Eine Durchmessererweiterung am Sicherungsring infolge nicht eingerastetem Teil in der Wellennut führt demnach zu einer Aufweitung des Auges, was zu erfassen ist.The decisive feature as to whether the shaft locking ring is engaged in the shaft groove 4 or not is accordingly the widening "s" of the eye 5 . A widening of the diameter of the locking ring as a result of a part that is not engaged in the shaft groove accordingly leads to widening of the eye, which is to be detected.
Die Lage des Auges 5 des Sicherungsrings kann jedoch bei jeder zu prüfenden Welle 2 stets woanders sein, d. h. sie kann oben, unten oder seitlich angeordnet sein. Um dies zu erfassen, wird der Fühldorn 16 über die Mitnehmerhülse 15 in eine Drehbewegung < 360° versetzt. Die Durchführung der Drehbewegung erfolgt über eine Antriebseinheit 18, die über das Zahnrad 19 einen Mitnehmer 20 antreibt. Über einen Einklauenzapfen 21 wird weiterhin die Hülse 6 und mit dieser die Mitnehmerhülse 15 einschließlich der Feder 17 und damit der Fühldorn 16 in eine Drehbewegung versetzt. Die Lagerbuchse 22 hat dabei Spiel, um ein Schwimmen der Meßeinrichtung auch während der Rotation, d. h. einen Ausgleich des Rundlauffehlers, zu realisieren. Dabei treten nur geringe Momente und keine radialen Kräfte auf. Die Hülse 6 selbst ist schwimmend gelagert, wobei der Spielausgleich über die beiden O-Ringe 23, 24 erfolgt. Dabei haben die beiden Führungen 25, 26 des Stößels 10 genügend radiales Spiel.However, the position of the eye 5 of the locking ring can always be somewhere else for each shaft 2 to be tested, ie it can be arranged above, below or to the side. In order to detect this, the feeler mandrel 16 is set into a rotational movement <360 ° via the driving sleeve 15 . The rotary movement is carried out via a drive unit 18 which drives a driver 20 via the gear wheel 19 . About a claw pin 21 , the sleeve 6 and with this the driving sleeve 15 including the spring 17 and thus the feeler mandrel 16 is further rotated. The bearing bush 22 has play in order to realize a floating of the measuring device also during the rotation, ie a compensation of the concentricity error. Only small moments and no radial forces occur. The sleeve 6 itself is mounted in a floating manner, the play compensation being carried out via the two O-rings 23 , 24 . The two guides 25 , 26 of the plunger 10 have sufficient radial play.
Durch die Drehbewegung des Fühldorns 16 um mehr als 360° kann demnach jede Lage des Auges 5 des Wellensicherungsrings erfaßt werden. Dabei erfolgt der Ablaufstart der Antriebseinheit 18, die als Gleichstrommotor ausgebildet ist, erst nach der Aussage, daß die Einpreßtiefe, d. h. die axiale Lage mit dem Abstand l 1 des Wellensicherungsrings 3 auf der Welle 2, in Ordnung ist. Über eine separate Steuerung wird der Motor der Antriebseinheit 18 gestartet und die Drehbewegung des Fühldorns 16 über einen solchen Zeitraum durchgeführt, der eine Drehbewegung von mindestens oder größer als 360° bewirkt. Ergibt sich hierbei keine Längsverschiebung des Fühldorns 16 und damit kein Signal am Meßschalter 27, so ist die erfolgte Montage auch diesbezüglich in Ordnung. Ist jedoch das Auge 5, z. B. infolge eines nicht ordnungsgemäß eingerasteten Sicherungsrings, zu weit geöffnet, so stößt der Fühldorn 16 durch die Öffnung des Auges 5 hindurch, was zu einem Signal am berührungslosen Endschalter 27 führt. Hierbei handelt es sich stets um ein positives Signal (Sicherheitsabfrage), da bei allen Arten von Nichtbedämpfung des Endschalters 27 eine Aussage über einen Defekt erfolgt. Hierfür weist die Mitnehmerhülse 15 einen umlaufenden Steg 28 als Kontakt gegenüber dem Endschalter 27 auf.Due to the rotary movement of the mandrel 16 by more than 360 °, every position of the eye 5 of the shaft locking ring can be detected. The sequence start of the drive unit 18 , which is designed as a DC motor, takes place only after the statement that the press-in depth, ie the axial position with the distance l 1 of the shaft locking ring 3 on the shaft 2 , is in order. The motor of the drive unit 18 is started by means of a separate control and the rotary movement of the feeler mandrel 16 is carried out over a period of time which causes a rotary movement of at least or greater than 360 °. If there is no longitudinal displacement of the feeler mandrel 16 and thus no signal at the measuring switch 27 , the assembly that has taken place is also in this regard in order. However, if the eye is 5 , e.g. B. too wide opened due to a not properly locked circlip, the feeler pin 16 pushes through the opening of the eye 5 , which leads to a signal at the non-contact limit switch 27 . This is always a positive signal (safety query), since all types of non-damping of the limit switch 27 provide information about a defect. For this purpose, the driving sleeve 15 has a circumferential web 28 as a contact with respect to the limit switch 27 .
Neben der Wegmeßeinrichtung 14 zur Erfassung der Einpreßtiefe l 1 weist die Prüfeinrichtung demnach die weitere Möglichkeit der Erkennung der Form des Sicherungsrings 3 auf. Dabei wird durch eine Drehbewegung um mindestens 360° der Fühldorn 16 rundherum um den Sicherungsring 3 geführt. Ist die Aufweitung des Auges 5 oder - durch Abbruch eines Augenteils - eine nicht vorgesehene Öffnung vorhanden, so bewegt sich der Fühldorn 16 in axialer Richtung (Pfeil 29), was zu einer Fehleranzeige des Endschalters 27 führt.In addition to the displacement measuring device 14 for detecting the press-in depth l 1 , the testing device accordingly has the further possibility of recognizing the shape of the locking ring 3 . In this case, the feeler mandrel 16 is guided around the locking ring 3 by a rotary movement of at least 360 °. If the widening of the eye 5 or - due to the breaking off of an eye part - an opening which is not provided, the sensing mandrel 16 moves in the axial direction (arrow 29 ), which leads to an error display of the limit switch 27 .
In der Fig. 1 ist mit Position 30 das gemeinsame Joch für die einzelnen Vorrichtungsbestandteile und damit die ortsfeste Lage gezeigt.In Fig. 1, the common yoke for the individual device components and thus the fixed position is shown at position 30 .
Die Überprüfung des Sicherungsrings erfolgt demnach im einzelnen wie folgt:The circlip is therefore checked in individual as follows:
Fehler A: Der Wellensicherungsring ist nicht richtig eingerastet oder überhaupt nicht vorhanden: Error A: The shaft lock ring is not correct engaged or not available at all:
Dies wird erfaßt über die Wegabfrage l 1 des Stößels 10 und über die unzulässige Aufweitung des Auges über den Fühldorn 16.This is detected by way of the travel query l 1 of the plunger 10 and by the impermissible widening of the eye via the guide pin 16 .
Fehler B: Der Wellensicherungsring entspricht nicht der vorgeschriebenen DIN-Norm oder ist defekt:Error B: The shaft retaining ring does not match the prescribed DIN standard or is defective:
Dies wird durch die axiale Verschiebbarkeit des Fühldorns 16 erfaßt.This is detected by the axial displaceability of the mandrel 16 .
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1988
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Non-Patent Citations (1)
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Cited By (4)
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| WO1994021421A3 (en) * | 1993-03-19 | 1994-11-10 | Bermo Inc | Apparatus for detecting fault conditions |
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