DE4414551B4

DE4414551B4 - Testvorrichtung zur Vornahme von Messungen an einer gekrümmten Scheibe

Info

Publication number: DE4414551B4
Application number: DE4414551A
Authority: DE
Inventors: Chungsik Hwasung Ham; Hosung Hwasung Lee; Jongduk Hwasung Kim
Original assignee: Samsung Corning Co Ltd
Current assignee: Corning Precision Materials Co Ltd
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2014-04-27
Also published as: JPH0721919A; JP3670679B2; KR950001604U; US5426862A; CN1102010A; CN1085885C; DE4414551A1

Abstract

Testvorrichtung zur Vornahme von Messungen an einer gekrümmten Scheibe, mit
a) einer Hebevorrichtung 1), welche die Scheibe (F) von einer Zuführungsposition in eine Scheiben-Testposition transportiert,
b) einer Scheiben-Tragevorrichtung (3, 9) zum Halten der Scheibe (F) in einer vorgegebenen Position während des Betriebs der Testvorrichtung (4) und
c) mehreren Führungselementen (8), welche die Führung des Hochfahrens und Absenkens der Scheibe (F) in Bezug auf die Testvorrichtung (4) gewährleisten,
gekennzeichnet durch
d) eine Einrichtung (2) zum Messen der inneren Scheibenkrümmung, die mehrere Sensoren (21a bis 21n) zum Erkennen von Krümmungen aufweist, wobei die Sensoren (21a bis 21n) die Krümmung der inneren Oberfläche der Scheibe (F) messen, nachdem diese in eine Testposition gebracht wurde,
e) eine Rand- oder Eckmesseinrichtung (4) zum Messen der Abweichung der Dicke eines Randbereichs durch Berühren eines äußeren Sensors (52) und eines inneren Sensors (58) mit äußeren bzw. inneren Oberflächen der Scheibe;...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist in der Lage, nacheinander die Meßwerte zu erfassen, die sich auf die Dicke in der Mitte oder am Rand einer solchen Scheibe beziehen. Auch die Krümmung einer inneren Oberfläche sowie die Anordnung und die Höhe eines Kettenstegs oder Lagerzapfens in einer Farbfernsehröhre (Color Picture Tube = CPT) können durch eine solche Vorrichtung erfaßt werden.
Eine Farbfernsehröhre weist einen Kolbenboden bzw. eine Frontschale, einen Bildröhrenkolben aus Glas und einen Bildröhrenhals auf. Rote, grüne und blaue Leuchtpunkte sind auf der Innenseite des Kolbenbodens bzw. der Frontscheibe angeordnet und bilden eine fluoreszierende Oberfläche. Außerdem ist eine Lochmaske in einer bestimmten Position zu den Leuchtpunkten angeordnet. Ein Kettensteg oder Lagerzapfen ist an einer vorgegebenen Stelle auf der Innenseite des Kolbenbodens versenkt und befestigt, um die Lochmaske anzubringen.
Bei der Farbfernsehröhre werden Elektronenstrahlen von Elektronenstrahlkanonen ausgesandt, die durch Öffnungen in der Loch- oder Schattenmaske auf jeweils zugeordnete Leuchtpunkte der fluoreszierenden Oberfläche treffen. Die fluoreszierende Oberfläche leuchtet beim Auftreffen der Elektronenstrahlen, und das hierbei entstehende Licht bildet die Bildpunkte, aus denen sich ein Bild zusammensetzt.
Weil das Bild der Farbfernsehröhre durch eine äußere Oberfläche der Scheibe betrachtet wird, haben die Dicke und die Krümmung der inneren Oberfläche der Scheibe bzw. des Kolbenbodens einen großen Einfluß auf die Bildqualität. Da außerdem der Lagerzapfen die relative Anordnung der Schattenmaske, die eine Loch- oder auch eine Schlitzmaske sein kann, zu den Elektronenstrahlen bestimmt, kann kein qualitativ hochwertiges Bild erzeugt werden, wenn sich die Lochmaske nicht in ihrer richtigen Position befindet.
Aus den vorstehend genannten Gründen ist man deshalb bestrebt, den Standard der Farbfernsehröhrenscheibe oder -Frontschale während eines Inspektionsprozesses genau zu überprüfen.
Während dieses Inspektionsprozesses wird die Normalie der Scheibe geprüft, indem die Dicke eines Randbereichs und die Dicke eines zentralen Bereichs gemessen werden. Üblicherweise wird ein linearer veränderbarer Differentialtransformator zur Messung des Standards einer Farbfernsehröhrenscheibe verwendet. Dieser Transformator ist eine bekannte Vorrichtung, die ein elektrisches Signal der Induktanz abgibt, wenn sie mit dem zu messenden Gegenstand in Berührung gebracht wird. Das von dem Transformator abgegebene Signal hängt von dem Abstand zwischen dem Transformator und dem zu messenden Gegenstand ab.
Eine Bedienungsperson kann selbstverständlich mehrere dieser Transformatoren vorsehen, um die Dicke der Scheibe an verschiedenen Stellen der Scheibe sowie die Krümmung auf der Innenseite der Scheibe zu messen.
Um die erwähnten Transformatoren für die genaue Messung des Standards einer Farbfernsehröhre verwenden zu können, muß die Scheibe mindestens dreimal geprüft werden, wobei jedesmal eine Bedienungsperson eingeschaltet werden muß, die den Aufbau der Scheibe und der Transformatoren gewährleistet. Somit erweist sich die Verwendung von speziellen Transformatoren für die Messung des Standards einer Scheibe als ein personenintensiver Vorgang, der eine lange Inspektionszeit pro Scheibe benötigt.
Man strebt deshalb die Konstruktion einer Scheibentest-Vorrichtung an, die sukzessive und automatisch die Dicken der Ränder und des zentralen Bereichs der Scheibe, die Krümmung einer inneren Oberfläche der Scheibe sowie die Position eines Zapfens auf der Innenfläche der Scheibe derart messen kann, daß der Testvor gang vereinfacht, die Testzeit pro Scheibe verringert und die Produktivität der Bedienungsperson verbessert sowie die erforderlichen Arbeitskräfte reduziert werden.

Es ist bereits eine Sondenanordnung in einer Vorrichtung zur Prüfung der Oberflächenform von Scheiben mit einem länglichen Gehäuse, das an einem Ende ein Kopfteil mit einer axialen Bohrung zur Aufnahme einer axial bewegbaren, herausnehmbaren Sonde aufweist, bekannt ( DE 29 45 846 C2 ). Diese Sondenanordnung weist auch eine Hebevorrichtung auf, welche die Scheiben von einer Zuführungsposition in eine Scheiben-Testposition transportiert. Außerdem ist eine Scheiben-Tragevorrichtung zum Halten der Scheiben in einer vorgegebenen Position während des Betriebs der Anordnung vorgesehen. Zur guten Führung beim Hochfahren und Absenken der Scheiben dienen mehrere Führungselemente. Mit einem Sensor, den die bekannte Anordnung ebenfalls aufweist, kann jedoch keine Krümmung festgestellt werden, da sich dieser Sensor auf dem Umfang der Scheiben befindet, also nur die Konturen misst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Scheiben-Testvorrichtung zu schaffen, mit der auch die Krümmungen von Scheiben gemessen werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Scheibentestvorrichtung;
2 eine vergrößerte Teil-Darstellung, welche die Verbindung einer Scheibenaufnahme und einer Halterung gemäß 1 zeigt;
3 eine Darstellung, welche die Struktur einer Vorrichtung gemäß 1 zeigt, mit der die inneren Krümmung der Scheibe gemessen werden kann;
4 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß 1, wobei ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Elementen dargestellt ist, die sich auf die Messung der Randbereiche einer Scheibe beziehen;
5 einen vergrößerten Teil-Schnitt, welcher die Darstellung einer Randmeßeinrichtung zeigt, die in 4 dargestellt ist;
6 eine vergrößerte Teil-Ansicht, die eine Vorrichtung zum Nivellieren eines Zapfens zeigt;
7A eine vergrößerte Teil-Ansicht, die eine Einrichtung zum Messen der Position eines Zapfens oder Kettenstegs gemäß 4 zeigt;
7B eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 7A;
7C eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Messung der Zapfenposition, gesehen von der rechten Seite der 7A;
8 eine vergrößerte Seitenansicht, die einen in 7A dargestellten Puffer zeigt;
9 eine Seitenansicht, welche die Struktur einer Meßvorrichtung zum Messen des Zentralbereichs zeigt, wie sie in 4 dargestellt ist;
10 eine vergrößerte Seitenansicht, die ein in der 4 gezeigtes Führungselement darstellt;
11 eine Schnittdarstellung, die eine Ausführungsform einer Scheiben- Stützvorrichtung zeigt, welche für die Erfindung geeignet ist;
12 ein Flußdiagramm, welches die Betriebsweise beim Einsatz der Endung zeigt;
13 eine Seitenansicht, die eine andere Ausführungsform der in der 9 gezeigten Randmeßeinrichtung zeigt;
14 die im allgemeinen vermessenen Bereiche einer Scheibe in Verbindung mit einem Standard-Test;
15 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Messung der Krümmung einer inneren Oberfläche einer Scheibe (= Stand der Technik).
Im allgemeinen wird die Maßhaltigkeit der Frontseite einer Farbfernsehröhre während einer Inspektion in der Weise überprüft, daß – wie es die 14 zeigt – die Dicke eines Randbereichs E_t von zwei Punkten pro Seite der Scheibe sowie die Dicke des Zentralbereichs C_r von einem bildschirmseitigen Zentrum der Scheibe aus gemessen wird. Eine Krümmung der inneren Oberfläche der Scheibe wird in der Weise ermittelt, daß die Höhe eines Zentralbereichs C_r von einem bestimmten Niveau aus sowie die Höhe von vier Punkten A_r um das Zentrum herum gemessen werden.
Üblicherweise werden lineare variable Differentialtransformatoren (linear variable differential transformers = LVDT) verwendet, um die Maßhaltigkeit einer Farbfernsehröhre zu überprüfen. Der LVDT ist eine bekannte Vorrichtung, die ein elektrisches Signal einer Induktanz abgibt, wenn sie mit einem zu messenden Gegenstand in Kontakt gebracht wird. Die 15 zeigt eine herkömmliche Einrichtung, die geeignet ist, eine Krümmung der inneren Oberfläche einer Scheibe zu messen. Mehrere LVDTs (P) sind hierbei auf einem geeigneten Tisch vertikal ausgerichtet. Die Spitzen der einzelnen LVDTs (P) sind so angeordnet, daß jede eine andere Höhe hat, so daß sich eine Krümmungsfunktion ergibt. Eine Scheibe F wird auf die in dieser Weise angeordneten LVDTs (P) gelegt, und ein Puffer S hält die Scheibe F in einer bestimmten Höhe. Falls die Krümmung der Scheibe F mit der vorgegebenen Funktion übereinstimmt, beträgt der von allen LVDTs gemessene Wert Null. Weicht jedoch die Krümmung der Scheibe F von der vorgegebenen Funktion ab, so entspricht der von dem LVDT oder den LVDTs (P) gemessene Wert an der kontaktierten Stelle der Scheibe nicht Null, wodurch eine mindere Qualität der Scheibe indiziert wird.
Um bei dem Einsatz der oben beschriebenen herkömmlichen Scheibentestvorrichtung exakte Ergebnisse zu erhalten, ist es erforderlich, daß jede Scheibe mindestens drei Testvorgängen unterworfen wird, wobei jeder Vorgang die Aufmerksamkeit einer Bedienungsperson erfordert sowie eine zunehmende Beobachtungsdauer pro Scheibe.
Die 1 zeigt eine Scheibentestvorrichtung, die entsprechend der Prinzipien der vorliegenden Endung konstruiert ist. Sie enthält eine Scheiben-Hebevorrichtung 1, eine Meßvorrichtung 2 für die Messung der inneren Scheibenkrümmung, die hebbar auf einem zentralen und oberen Bereich der Scheibenvorrichtung angeordnet ist, sowie verschiedene Arten von Scheiben-Rand- oder -Eckmeßvorrichtungen, die im oberen Bereich der Scheiben-Hebevorrichtung 1 angeordnet sind.
Die Scheiben-Hebevorrichtung 1 weist einen Grundrahmen 11 sowie einen Transferzylinder 12 auf, der fest auf einem zentralen Boden des Grundrahmens 11 angeordnet ist, um als Scheiben-Ladevorrichtung zu dienen.
Eine Kolben-Stange des Transfer-Zylinders 12 ist mit einem zentralen Teil einer Transfer-Platte 14 verbunden, die Arme 13 aufweist, die jeweils an einer von vier Ecken befestigt wird. Die erwähnten vier Arme 13 erstrecken sich nach oben und in Längsrichtung, um eine Auflage 15 des Grundrahmens 11 zu durchdringen. Die oberen Enden der Arme 13 sind mittels Haltevorrichtungen 17 jeweils mit Scheibenaufnehmern 16 fest verbunden.
Die 2 zeigt die Verbindung eines Arms 13 mit einem entsprechenden Scheibenaufnehmer 16 mittels einer Haltevorrichtung 17. Ein unteres Ende des ellbogenförmigen Scheibenaufnehmers 16 ist in einer Aussparung angeordnet, die in der Haltevorrichtung 17 vorgesehen ist. Dort ist dieses untere Ende mit einem Schraubensatz 18 befestigt. Die Länge des Scheibenaufnehmers 16 kann hierdurch in die in der Zeichnung dargestellte X-Richtung verändert werden. Es ist deshalb möglich, einen solchen Scheibenaufnehmer 16 unabhängig vom jeweiligen Standard der Scheibe F einzusetzen.
Eine Dämpfungselement 19 ist in einem Endbereich des Scheibenaufnehmers 16 angeordnet, um eine Zerstörung des Randes der Scheibe F zu vermeiden, wenn der Scheibenaufnehmer 16 die Scheibe F berührt. Unterhalb der Transferplatte 14 (1) ist ein Sensor 20 vorgesehen, der die Bewegung eines Punkts auf der Unterseite der Transferplatte 14 empfängt, um ein elektrisches Signal abzugeben.
Die Meßeinrichtung 2 für die Messung der inneren Krümmung der Scheibe, die in dem oberen Zentrum des Grundrahmens 11 angeordnet ist, enthält eine Pegelplatte 22 mit mehreren krümmungserkennenden LVDTs 21a bis 21n. Die LVDTs sind jeweils im zentralen Bereich der Scheibe F und an deren acht peripheren Bereichen angeordnet.
Die 3 zeigt eine Darstellung des die innere Krümmung der Scheibe messenden Teils 2 der Scheiben-Test-Vorrichtung. Die Aufhängebolzen 23 erstrecken sich senkrecht unter die Auflage 15, während ein Hebezylinder 25 senkrecht auf einer Stützplatte 24 angeordnet ist, die ihrerseits von dem Aufhängebolzen 23 getragen wird. Der Kolben des Hebezylinders 25 ist mit dem Boden einer Hebeplatte 26 verbunden, um diese Hebeplatte 26 nach oben und/oder nach unten zu bewegen. Stützstäbe 27 sind senkrecht angeordnet, um den Boden der Pegelplatte 22 zu stützen. Die Hebeplatte 26 fährt entlang den Führungsstäben 28 auf und ab, die sich von der Stützplatte 24 aus senkrecht nach oben erstrecken und parallel zu den Aufhängebolzen 23 unter der Auflage 15 angeordnet sind. Die Führungsbolzen 28 erstrecken sich durch eine Führungsplatte 29, die fest über der Auflage 15 angeordnet ist; sie werden durch die Stützplatte 24 und die Führungsplatte 29 beim Anheben geführt. Die Führungsplatte 29 weist an mindestens vier Stellen Pfosten 30 auf, die senkrecht ausgerichtet sind. Ein Pufferstopper 32 berührt einen mittigen Vorsprung 31 der Hebeplatte 26, um eine obere Endposition der Hebeplatte 26 zu definieren. Die Pfosten 30 der Führungsplatte 29 tragen eine Blende 33, die Bereiche abdeckt, mit Ausnahme der oben erwähnten LVDTs 21a bis 21n.
Wie man aus 1 erkennt, sind Rand-Meßgeräte an vorgegebenen Stellen rund um die Pegelplatte 22 über der Auflage 15 vorgesehen. Die Rand-Meßgeräte sind, wie die 4 zeigt, als vier Paare von Rand-Meßgeräten 4 ausgebildet, die derart angeordnet sind, daß sich jeweils zwei auf jeder Seite gegenüberliegen. Außerdem sind drei Zapfen-Nivellierungselemente 5 diagonal an drei Eckpositionen der Pegelplatte 22 angeordnet. Ein Zapfen-Positionsmeßelement 6 ist an der verbleibenden Ecke der Meß- oder Pegelplatte 22 vorgesehen. Außerdem ist noch eine Mitten-Meßeinrichtung 7 zum Messen der Dicke der Mitte der Scheibe F vorhanden. Mehrere Führungselemente 8 sind auf der Meß- oder Pegelplatte 22 angeordnet, um die Scheibe F zu führen und auszurichten, so daß sie sich in der richtigen Test-Position befindet.
Die 5 zeigt den Aufbau der Rand- oder Eck-Meßgeräte 4. Ein Grundkörper 41, der auf der Oberseite der Auflage 15 angeordnet ist, weist auf seiner einen Seite als integralen Bestandteil eine Schiene 42 auf. Eine Klinkenplatte 43 ist an dieser Schiene 42 derart befestigt, daß die Position dieser Klinkenplatte nach oben und unten einstellbar und durch zwei Schrauben 44 arretierbar ist. Ein horizontaler Arm 45 ist senkrecht zur Klinkenplatte 43 und fast in deren Mitte angeordnet, während ein Verbindungselement 46 in das eine Ende des horizontalen Arms 45 eingefügt ist, um das eine Ende eines Bügels 47, der über dem Körper 41 vorgesehen ist, gelenkig zu verbinden. Der Bügel 47 wird durch eine Feder 48 angehoben, die sich auf der Oberseite des Körpers 41 befindet; er wird durch einen Befestigungsbolzen 50 befestigt, der durch einen Schlitz 49 ragt. Der Befestigungsbolzen 50 kann die horizontale Position des Bügels 47 steuern. Die horizontale Position des Bügels 47 kann, statt einen Einstellbolzen 50 zu verwenden, durch Änderung des Gradienten der Verbindung 46 gesteuert werden, die mit dem horizontalen Arm 45 mittels einer Verbindungseinstellung 51 am oberen Ende der Klinkenplatte 43 gelenkig verbunden ist.
Ein Luft-Meßfühler-Halter 53 ist gleitend auf der Oberseite des Bügels 47 angeordnet, um einen äußeren Luft-Meßfühler 52 senkrecht bezüglich des äußeren Umfangs der Scheibe F zu berühren. Der Halter 53 für den Luft-Meßfühler 52 nimmt eine Kraft auf, die von einer Feder 54 aufgebracht wird, die den Halter 53 in Richtung der Klinkenplatte 43 zieht. Eine Befestigungsschraube 55, die mit dem Bügel 47 befestigt ist, fixiert die Position des äußeren Luft-Meßfühlers 52. Der äußere Luft-Meßfühler 52 berührt einen äußeren Umfang der Ränder der Scheibe F und mißt die Dickenwerte.
Eine Walze 56 ist an dem vorderen Ende des Bügels 47 und gegenüber dem äußeren Luft-Meßfühler 52 angeordnet. Wenn sich die Scheibe F senkt, befindet sich der äußere Luft-Meßfühler 52 in einer hinteren Betriebslage, und die Walze 56 wird gedrückt, um den äußeren Luft-Meßfühler 52 zu führen. Eine Eckstütze 57 ist zwischen der Walze 56 und dem äußeren Luft-Meßfühler 52 angeordnet. Wenn die Scheibe F an die Eckstütze 57 angesetzt wird, bewegt sich der äußere Luft-Meßfühler 52 nach vorn und berührt den äußeren Umfang der Scheibe F.
Ein innerer Luft-Meßfühler 58, der die Daten betreffend den Zentralbereich der Scheibe F mißt, ist auf dem Grundkörper 41 vorgesehen. Der innere Luft-Meßfühler 58 stößt an einen L-förmigen Hebel 60, der um eine Achse 59 drehbar an der Vorderseite des Körpers 41 gelagert ist. Ein Ende 60a des L-förmigen Hebels 60 wird durch eine Feder 61 gezogen, um jederzeit das obere Ende des inneren Luft-Meßfühlers 58 zu berühren, während sich das andere Ende 60b, das dem Ende 60a gegenüberliegt, in Richtung auf die Walze 56 des Trägers 47 erstreckt.
Falls das andere Ende 60b des L-förmigen Hebels 60 den inneren Umfang der Ränder der Scheibe F berührt und verschoben wird, bildet das eine Ende 60a eine Verbindung mit dem inneren Luft-Meßfühler 58. Ein Vorsprung 62 befindet sich auf einer Seite des L-förmigen Hebels 60, während ein Höheneinsteller 63, der in den Hebel 60 bis zu einer Höhe eingefügt ist, die dem Boden der Pegelplatte 22 entspricht, an diesem Vorsprung 62 befestigt ist. Wenn die Pegelplatte 22 sich bis zur Höhe "Z" absenkt, wird der Höheneinsteller 63 so gedrückt, daß er den L-förmigen Hebel 60 in 5 im Gegenuhrzeigersinn bewegt. Auf diese Weise gewinnt das Ende 60a des L-förmigen Hebels 60 einen größeren Abstand von dem einen Luft-Meßfühler, und zwar gleichzeitig mit einem Widerstand gegen die Feder 61, damit er kein Hindernis beim Einfügen der Scheibe F darstellt. Wenn hierauf die Pegelplatte 22 wieder hochgeht, berührt das andere Ende 60b des L-förmigen Hebels 60 aufgrund der Elastizität der Feder 61 den inneren Umfang der Ränder der Scheibe F. Die Bewegung des L-förmigen Hebels 60 wird in Form von Daten angezeigt, die sich auf einen Mittelpunkt des inneren Umfangs der Scheibe F im inneren Luft-Meßfühler 58 beziehen. Diese Daten geben die Dicke der Ecken an, und zwar zusammen mit den Daten des äußeren Luft-Meßfühlers 52.
Die 6 zeigt eine Zapfen-Nivellierungs- oder -Ausrichtungsvorrichtung 5, die an den drei Ecken der Auflage 15 vorgesehen ist. Ein Körper 71 der Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5 ist in obere und untere Körper 71a, 71b aufgeteilt. Der untere Körper 71b ist in einer vorgegebenen Position der Auflage 15 befestigt, während der obere Körper 71a so angeordnet ist, daß er sich gleitend auf dem unteren Körper 71b bewegt. Die gleitende Bewegung des oberen Körpers 71a relativ zu dem unteren Körper 71b wird durch die Betätigung eines Drehknopfs 72 auf der Außenseite des unte ren Körpers 71b ermöglicht. Wenn sich eine Mutter 74 des oberen Körpers 71b entlang einer Schraube 73 bewegt, die sich von dem Drehknopf 72 erstreckt, kann die Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5 unabhängig vom Standard der getesteten Scheibe F verwendet werden.
Eine Einkerbung bzw. Skala, welche die Größe der Verschiebung anzeigt, ist auf der Außenseite des oberen Körpers 71a vorgesehen, während eine Grundlinie auf dem unteren Körper derart markiert ist, daß der Abstand der Bewegung des oberen Körpers in dieser Ausführungsform beobachtet werden kann.
Der obere Körper 71a des Körpers 71 trägt gleitend einen Stößel 75. Der obere Körper 71a und der Stößel 75 sind im wesentlichen mittels einer allgemein üblichen Schwalbenschwanzverbindung miteinander gekoppelt. Eine Zapfen-Spannplatte 76, die sich orthogonal erstreckt, ist an einem freien Ende des Stößels 75 angeordnet. Eine Nut 77 für die Führung des Zapfens T der Scheibe F ist an der Spannplatte 76 vorgesehen. Ein Kanal 78 ist im Zentrum der Nut 77 gebildet, und zwar in Richtung auf die andere Seite der Spannplatte 76, die mit einem herkömmlichen Druckschalter 79 verbunden ist. Der Druckschalter 79 ist mit einer Luft zuführenden Leitung 80 verbunden, die Druckluft führt. Dieser Druckschalter 79 fühlt, ob im Kanal 78 Druck herrscht und schaltet ein, wenn dort Druck vorhanden ist. Eine Feder 81 liegt zwischen dem unteren Teil der Spannplatte 76 und dem oberen Körper 71a, um jederzeit eine Federkraft auf den Stößel 75 auszuüben. Ein vorspringender Zylinder 82 ist an dem oberen Körper 71a vorgesehen und liegt somit dem unteren Teil der Spannplatte 76 gegenüber.
Ein die Tiefe detektierender LVDT 83 ist so angeordnet, daß er den unteren Bereich der Spannplatte 76 oberhalb des vorspringenden Zylinders 82 berührt, um die Daten zu messen, die sich auf die Position des Zapfens T beziehen. Ein Spannzylinder 84 ist fest mit dem Stößel 75 verbunden und liegt gegenüber der Spannplatte 76. Er bewegt ein Spannelement 85 vor und zurück zu dem äußeren Umfang der Scheibe F. Diese Scheibe F wird in die Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5 eingegeben, wenn sich der Spannzylinder 84 nach rückwärts bewegt und sich der Spannpunkt 85 weit weg von dem oberen Bereich der Spannplatte 76 bewegt. Falls sich der Spannzylinder 84 nach vorn bewegt, wird der eingeführte Zapfen T der Scheibe F in die Nut 77 der Spannplatte 76 gesenkt.
Das Einführen des Zapfens T in die Nut 77 wird gleichzeitig an drei Ecken der Scheibe F durchgeführt, wobei alle Zapfen T die gleiche Höhe aufweisen. Ein elektrisches Signal, das durch die Spannplatte 76 erzeugt wird, überlappt sich mit den entsprechenden Signalen der die Tiefe detektierenden LVDTs 83 und wird ein gemessener Wert, der eine Einbettungstiefe des entsprechenden Zapfens T anzeigt. Die Einbettungstiefe eines jeden Zapfens T ist eine Funktion, die den Radius der Anordnung aller Zapfen T zu dem Zentrum der Platte 22 hin darstellt. Deshalb kann durch die Einbettungstiefe gemessen werden, ob ein zentraler Punkt die Anordnung aller Zapfen T mit dem zentralen Punkt der Scheibe F übereinstimmt. Falls der Zapfen T exakt in die Nut 77 eingefügt ist, kann die Druckluft, die über die Luftversorgungsleitung 80 zugeführt wird, nicht gut über den Kanal 78 abgesaugt werden, und die Druckluft füllt den Kanal 78 aus. Fühlt der Druckschalter 79 den Druck der Luft, die in den Kanal 78 gegeben wurde, so schaltet der Schalter ein und sendet ein elektrisches Signal. Dieses elektrische Signal wird ein Einspannsignal, falls der Zapfen T in einen entsprechenden Teil der Scheibe F eingefügt ist.
Wenn erst einmal die Messung der Eintauchtiefe des Zapfens T beendet ist, bewegt sich der Ausstoßzylinder 82 nach vorn, um den Stößel 75 zu drücken, wobei der obere Bereich der Spannplatte 76 von der Scheibe F wegbewegt und der Zapfen T aus der Nut 77 herausgenommen wird. Bewegt sich die Scheibe F bis in eine vorgegebene Position nach oben und bewegt sich der Ausstoßzylinder 82 nach hinten, so wird der Stößel 75 von der Feder 81 gezogen und kehrt in seine erste Position zurück.
Die 7A, 7B und 7C zeigen ein Beispiel einer Zapfenpositions-Meßeinrichtung 6, die an der verbleibenden Ecke des Trägers 15 vorgesehen ist.
In der 7A ist ein Körper 91 der Zapfenpositions-Meßeinrichtung 6 gezeigt, die untere und obere Körper 91a und 91b aufweist, entsprechend der Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5. Der untere Körper 91b ist an einer vorgegebenen Stelle mit dem Auflager 15 verbunden, während der obere Körper 91a gleitend über dem unteren Körper 91b angeordnet ist. Der obere Körper 91b kann relativ zu dem unteren Körper 91a mittels der Schraubenbewegung einer Mutter 94 des oberen Körpers 91a entlang der Schraube 93 bewegt werden, die sich von einem Drehknopf 92 erstreckt, indem der Knopf 92, der an der Außenseite des unteren Körpers 91b angeordnet ist, betätigt wird. Dementsprechend kann die Meßeinrichtung 6 für die Lage des Zapfens T unab hängig vom zu messenden Standard der Scheibe F und zusammen mit den drei Zapfen-Nivellierungseinrichtungen 5 verwendet werden.
Eine Skala, welche die Größe der Verschiebung anzeigt, ist auf der Außenseite des oberen Körpers 91a vorgesehen. Außerdem ist eine Grundlinie am unteren Körper 91b in der Weise markiert, daß der Abstand der Bewegung des oberen Körpers 91a bei dieser Ausführungsform beobachtet werden kann.
Der obere Körperteil 91a des Körpers 91 trägt gleitend den Stößel 95. Der obere Körper 91a und der Stößel 95 sind im wesentlichen mittels einer Schwalbenschwanzverbindung miteinander gekoppelt, ähnlich wie bei der Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5. Eine vertikale Platte 96, die sich nach unten erstreckt, ist an einem Ende des Stößels 95 vorgesehen. Diese vertikale Platte 96 entspricht einem unteren Teil der Spannplatte 76, verglichen mit der Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5. Ebenso wie bei der Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5 ist eine Feder 97 zwischen der vertikalen Platte 96 und dem oberen Körper 91a vorgesehen, um dauernd eine Federkraft auf den Stößel 95 auszuüben. Ein vorspringender Zylinder 98 ist so angeordnet, daß er gegenüber der vertikalen Platte 96 auf dem oberen Körper 91a zu liegen kommt. Ein die Tiefe erkennender LVDT 99 ist oberhalb des vorspringenden Zylinders 98 vorgesehen und berührt die vertikale Platte 96, um die Daten zu messen, die sich auf ein Zentrum der Anordnung des Zapfens T beziehen.
Die Vorrichtung 6 zum Messen der Zapfenposition enthält eine Ansteckblech 100, das auf der Oberseite des Stößels 95 angeordnet ist und das taumeln und gieren kann, anders als die Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5. Das Ansteckblech 100 weist an dem Ende einer Seite eine Gabel 100a auf. Diese Gabel 100a ist mittels eines Stifts 101 um eine Achse 102 schwenkbar und kann nach oben und nach unten gedreht werden. Die Achse 102 ist über eine Achszapfenlagerung 103 drehbar angeordnet, wobei die Lagerung 103 an dem Ende einer Seite der Oberseite des Stößels 95 befestigt ist, während das Ansteckblech 100 so getragen wird, daß es in Längsrichtung drehbar ist. Das Ansteckblech 100 kann über den Stößel 95 taumeln und gieren. Ein freies Ende des Ansteckblechs 100 wird mittels eines Puffers 104 in einer bestimmten Höhe gehalten, wobei dieser Puffer 104 fest mit dem Stößel 95 verbunden ist. Der Puffer 104 ist, wie die 8 zeigt, mit dem Stößel 95 in der Weise verbunden, daß sein vorspringendes Ende 104a den Boden des Ansteckblechs 100 elastisch abstützt.
Die Höhe des freien Endes des Ansteckblechs 100 kann durch Lochen und Anziehen einer Verriegelungsmutter 104b des Puffers 104 geregelt werden.
Die Oberflächen beider Seiten des Ansteckblechs 100 werden, wie in 7B gezeigt, durch zwei Federn 105 gedrückt, wobei das Ansteckblech 100 die ganze Zeit an einer bestimmten Stelle verbleibt. Die Federn 105, welche beide Oberflächen des Ansteckblechs 100 drücken, sind jeweils in Federaufnahmen 106 gelagert, die sich an Seitenoberflächen des Stößels 95 befinden. Die Federaufnahmen 106 weisen außerdem eine Schraube zum Einstellen einer horizontalen Lage des Ansteckblechs 100 auf, wobei die Elastizität der Federn 105 geregelt wird.
Eine sich orthogonal erstreckende Platte 107 zum Erkennen eines Zapfens ist an einem freien Ende des Ansteckblechs 100 vorgesehen. Eine Nut 108 dient zur Führung des Zapfens T der Scheibe F auf dem oberen Teil der Platte 107 zum Erkennen des Zapfens T, während ein Kanal 109 im Zentrum der Nut 108 vorgesehen ist. Der Kanal 109 öffnet sich zum Zentrum eines rechteckigen Vorsprungs 110, der an der anderen Seite der Platte 107 zum Erkennen des Zapfens angeordnet ist, wobei eine luftzuführende Leitung 112 über einen Druckschalter 111 hiermit verbunden ist. Das Zentrum des rechteckigen Vorsprungs 110 und das Zentrum der Nut 108 müssen zusammenfallen. Ein in horizontaler Richtung erkennender LVDT 118, der mit der vertikalen Platte 96 des Stößels 95 verbunden ist, ist um den rechtwinkligen Vorsprung 110 herum angeordnet, der sich auf der anderen Seite der Tafel 107 zum Erkennen des Zapfens befindet.
Die 7C zeigt die Struktur der anderen Seite der Zapfenerkennungsplatte 107. Der horizontal erkennende LVDT 113 ist derart angeordnet, daß er die äußere Umfangsoberfläche des rechteckigen Vorsprungs 110 berührt, indem ein Mediator 114 oder Koppelelement eingeführt wird, der drehbar am oberen Teil der vertikalen Platte aufgehängt ist. Er mißt einen Fehler, der seitlich von der Normalposition abweicht.
Ein weiterer, in senkrechter Richtung messender LVDT 115 ist parallel zu dem horizontal messenden LVDT 113 angeordnet. Dieser vertikal messende LVDT 115 berührt die Spitze 116 in der Nähe des rechteckigen Vorsprungs 110 der Tafel 107 zum Erkennen des Zapfens und mißt einen Fehler, der nach oben und nach unten von der Normalposition abweicht.
In der bereits beschriebenen 7A ist ein Spannzylinder 117 fest an einer Stelle angeordnet, die auf der Oberseite des Ansteckblechs 100 der Tafel 107 zum Erkennen des Zapfens gegenüberliegt und den Spannpunkt 118 vor und zurück in Richtung auf die äußere Umfangsoberfläche der Scheibe F bewegt. In der Vorrichtung 6 zum Messen der Zapfenposition wird das Ansteckblech 100 von einem Puffer 104 getragen, der an dem Stößel 95 vorgesehen ist; es ist außerdem in einer bestimmten Höhe befestigt, wo es taumeln und rollen kann. Die Stütze des Ansteckblechs 100 ist so befestigt, daß das Zentrum eines rechteckigen Vorsprungs 110, der auf der anderen Seite der Erkennungsplatte 107 vorgesehen ist, mit einem Zentrum der richtigen Anordnung des Zapfens T übereinstimmt, indem der Puffer 104 sowie eine Steuerschraube des Federsitzes 106 verwendet werden. Die Scheibe F wird auf das Ansteckblech 100 gebracht, wenn der Spannzylinder 117 nach hinten bewegt wird und der Spannpunkt 118 weit weg vom oberen Bereich der Zapfen-Erkennungsplatte 107 ist. Wenn der Spannzylinder 117 nach vorne bewegt wird, wird der Zapfen T der Scheibe F in die Nut 108 der Platte 107 zum Erkennen des Zapfens eingeführt. Auf diese Weise führt die Nut 108 zu dem festen Zapfen T, um das Einfügen durchzuführen, sofern das Zentrum der Nut 108 nicht mit dem Zentrum des Zapfens übereinstimmt. An dieser Stelle wird die Anordnung des Ansteckblechs 100 geändert. Die Änderung der Lage wird als Längs- und/oder Seitenverschiebung der Platte 107 zum Erkennen des Zapfens gezeigt.
Im Falle der seitlichen Verschiebung des Ansteckblechs 100 wird die Verschiebung als eine seitliche Bewegung des rechtwinkligen Vorsprungs 110 dargestellt, die von dem horizontal messenden LVDT 113 gemessen wird, indem der Mediator 114 eingefügt wird, der die Seitenoberfläche des rechteckigen Vorsprungs 110 berührt. Die Längsverschiebung des Ansteckblechs 100 wird von dem vertikal messenden LVDT 115 ermittelt, der eine Spitze 116 berührt. Der die Tiefe messende LVDT 99, der den unteren Bereich der vertikalen Platte 96 berührt, mißt eine eingetauchte Tiefe des Zapfens T. Ein Wert, den man von dem die Tiefe messenden LVDT 99 erhält, dient auch zur Datenbestimmung, ob das Zentrum der Anordnung aller Zapfen T mit dem Zentrum der Scheibe F übereinstimmt, zusammen mit dem Signal, das von allen die Tiefe messenden LVDTs 83 der Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5 ermittelt wird. Der Druckschalter 111 fühlt, ob der Zapfen T richtig in die Nut 108 eingeführt ist, ähnlich wie bei der Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung 5. Wenn der beschriebene Vorgang beendet ist, wird der Ausstoßzylinder 98 nach vorn bewegt und stößt gegen den Stößel 95. Der obere Teil der den Zapfen erkennenden Platte 107 wird weit von der Scheibe F weggedrückt, während der in die Nut 108 eingetauchte Zapfen T aus dieser herausgenommen wird. Falls der herausstoßende Zylinder 98 wieder nach hinten bewegt wird, wird der Stößel 95 von der Feder 97 in seine ursprüngliche Position zurückgezogen.
Die 9 zeigt im einzelnen die Vorrichtung 7 zum Messen der zentralen Oberfläche, wie sie in 4 dargestellt ist. Diese Vorrichtung 7 erhält eine Säule 121, die fest mit der Auflage 15 in Verbindung steht, einen Drehzylinder 122, der mit dem oberen Ende der Säule 121 verbunden ist, sowie einen Arm 123, der sich horizontal vom Drehzylinder 122 aus erstreckt. Der Arm 123 dreht sich von einer vertikalen in eine horizontale Richtung und umgekehrt, was in der Figur durch "Y" bezüglich des Drehzylinders 122 angedeutet ist, so daß ein zentraler LVDT 124, der senkrecht an einem freien Ende des Arms 123 angebracht ist, das Zentrum der äußeren Oberfläche der Scheibe F berührt. Ein elektrisches Signal, das von dem zentralen LVDT 124 erzeugt wird, stellt die Daten dar, die sich auf die Dicke des Zentrums der Scheibe F beziehen, und zwar zusammen mit einem elektrischen Signal, das von dem zentralen LVDT 21a der Meßeinrichtung 2 für die innere Krümmung der Scheibe erzeugt wird.
Das Ende des erwähnten Arms 123 wird durch einen Anschlag 125 angehalten, wenn er sich in einer Richt- oder Ausgleichsposition befindet. Befindet sich der Arm in einer vertikalen Position, so wird das Ende des Arms 123 durch einen Anschlag 126 gestoppt. Vorzugsweise haben die beiden Anschläge 125 und 126 eine stoßdämpfende Wirkung. Die Höhe des Arms 123 kann durch einen Höhenregler 127, der an der Säule 121 vertikal befestigt ist, genau eingestellt werden.
Die 10 zeigt einen Teilschnitt durch den Aufbau des in der 4 gezeigten Führungselements 8. Dieses Führungselement 8 weist eine L-förmige Konsole 131 auf, die an einer bestimmten Stelle der Auflage 15 befestigt ist. Ein Führungssteg 132 ist mit der Seite der Konsole 131 verbunden, die gegenüber der Scheibe F liegt, und zwar über Befestigungsbolzen 133, mit denen die Höhe des Führungsstegs 132 eingestellt werden kann. Ein Dämpfungselement 134, das die Scheibe F berührt und den Führungssteg 132 führt, ist im oberen Bereich des Führungsstegs 132 angeordnet. Das Führungselement 8 ist an sechs Stellen um die Auflage 15 herum angeordnet, wie es die in 4 dargestellte Ausführungsform zeigt, und es führt die Scheibe F, die von oben her zugeführt wird.
In der erfindungsgemäßen Scheibentestvorrichtung werden alle LVDTs so gesetzt oder eingestellt, daß sie die Information "0" anzeigen, wenn die gemessenen Teile der Scheibe F ordnungsgemäß sind. Ist das von einem beliebigen LVDT gemessene elektrische Signal nicht "Null", ist die Scheibe von minderer Qualität. Die zulässige Gesamtabweichung aller LVDTs beträgt hierbei im allgemeinen nur 5/1000.
Um die Scheibe F in einer bestimmten Position während des Testvorgangs zu halten, sind mehrere Scheiben-Stützvorrichtungen 9 auf der Auflage 15 angeordnet, wie es die 4 zeigt. Die 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Scheiben-Stützvorrichtung 9. Hierbei ist ein Ausgleichszylinder 141 senkrecht an der Auflage 15 befestigt, während ein Schaft 143, an dem sich ein Rütteltopf 142 befindet, an einer Kolbenstange des Ausgleichszylinders 141 vorgesehen ist. Eine Nut 144 ist an der äußeren Oberfläche des Schafts 143 vorgesehen, während eine Walze 145, die auf ihrer Innenseite den Rütteltopf 142 aufweist, in die Nut 144 eingefügt ist. Mindestens zwei Walzen 145 sind vorgesehen. Die Säule 143 und der Rütteltopf 142 sind über die in die Nut 144 eingesenkte Walze integral miteinander verbunden.
Ein Lager 146 ist zwischen dem Rütteltopf 142 und dem Zapfen 143 vorgesehen, wodurch der Rütteltopf 142 sich um den Zapfen 143 drehen kann. Auf eine Seite des inneren Umfangs des Rütteltopfs 142 drückt eine Feder 147, wobei der Rütteltopf 142 stets in seine horizontale Position zurückkehrt. Der Rütteltopf 142 stützt die sich nach unten bewegenden Randbereiche der Scheibe F. Die Scheibe F verbleibt in einer vorgegebenen Stellung, indem der Ausgleichszylinder 141 stetig mit einem solchen Druck versorgt wird, der das Gewicht der Scheibe F, das auf den Rütteltopf 142 einwirkt, aufnehmen kann. Jeder gemessene Teil der Scheibe F kann integral mittels eines programmierbaren Reglers gemessen werden.
Ein Regelprozeß für den Betrieb der Vorrichtung ist in 12 anhand eines Flußdiagramms gezeigt. Nachdem eine Bedienungsperson die Scheibe auf die Scheibenaufnehmer 16 gelegt hat, wodurch sich die Scheibenaufnehmer nach unten bewegen, betätigt die Bedienungsperson einen Startschalter, und alle hervorstehenden Zylinder 82 und 98 fahren zurück. Hierauf bewegt sich der Transferzylinder 12 nach unten, und die Scheibe F ist auf der Oberseite der Auflage 15 angeordnet. Jetzt wird die Scheibe F in einer bestimmten Höhe der Vorrichtung in erster Linie durch den Rütteltopf der Scheibenstützvorrichtung 9 und in zweiter Linie durch das Randelement 57 der Randmeßeinrichtung 4 getragen.
Der Drehzylinder 122 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, so daß der mittige LVDT 124 das Zentrum der äußeren Oberfläche der Scheibe F berührt. Da alle Einspannzylinder 84 und 117 nach vorne bewegt werden, werden auch alle Zapfen T in die jeweiligen Nuten 77, 108 eingeführt. Hierdurch wird erreicht, daß alle Zapfen T relativ zueinander die gleiche Höhe aufweisen. Die LVDTs 83 und 99, welche die Tiefen sensieren, detektieren auch die Eintauchtiefe des jeweiligen Zapfens T durch die Bewegung der entsprechenden Stößel 75 und 95. Wenn der Zapfen T in die Nut 108 der Vorrichtung 6 zum Erkennen der Zapfenposition eingetaucht ist, werden die Fehler- und Eindringpositionen durch die vertikale und/oder horizontale Verschiebung des Ansteckblechs 100 erkannt. Derartige Verschiebungen werden jeweils durch die LVDTs 113 bzw. 99 zum Erkennen der vertikalen und der horizontalen Position ermittelt.
Wenn die Zapfen T in die jeweils zugeordnete Nut eingefügt sind, wird die Vorrichtung daraufhin überprüft, ob ein Einschaltsignal von allen Druckschaltern 79 und 111 abgegeben wird. Es wird ein Fehler angezeigt, wenn kein Einschaltsignal von einem der Schalter 79 und 111 erzeugt wird, was bedeutet, daß die Zapfen nicht richtig in die entsprechenden Nuten 77 und 108 eingeführt sind. Ist dies der Fall, wird der Drehzylinder 122 im Uhrzeigersinn gedreht und die Vorrichtung in die Ausgangslage gebracht. Wird ein Fehlersignal erzeugt, muß die Bedienungsperson bis zur Rückkehr in die Ausgangsposition warten und die Scheibe F wegnehmen, welche von ihrer Position auf dem Scheibenaufnehmer hochfährt. Wird von allen Druckschaltern 79 und 111 ein Einschaltsignal empfangen, ist die Betriebsweise normal, und alle Meßfühler 52 werden nach vorne bewegt, um die äußere Umfangsoberfläche des Rands der Scheibe F zu berühren. Der Hebezylinder 25 bewegt sich hierauf nach oben, so daß die die Krümmung erkennenden LVDTs 21a bis 21n der Pegelplatte 22 die innere Oberfläche der Scheibe F berühren. Die gemessenen Werte, die von allen Luftmeßfühlern 52 und den LVDTs 58, 83, 99, 113 und 115 erkannt werden, werden durch einen programmierbaren Logik-Rechner gelesen und so verarbeitet, daß die gemessenen Daten der Scheibe F bestimmt werden.
Wenn das Ergebnis der Verarbeitung aller gemessenen Werte der Scheibe F normal ist, werden alle Luftmeßfühler 52 nach hinten bewegt, der Hebezylinder 25 fährt nach unten, der Drehzylinder 122 wird im Gegenuhrzeigersinn gedreht, alle hervorstehenden Zylinder 82 und 98 werden nach vorn bewegt und der Transferzylinder 12 wird hochgehoben.
Ist das Ergebnis der Verarbeitung der Werte der gemessenen Scheibe F nicht normal, wird die Scheibe als qualitativ minderwertig eingestuft. Diese Einstufung wird mittels einer Lampe oder eines Alarms signalisiert, und es wird der oben erwähnte Rückkehr-Vorgang eingeleitet.
Der Test wird wiederholt, wobei eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet und die gerade getestete Scheibe F vom Scheibenaufnehmer 16 genommen und durch eine neue Scheibe F ersetzt wird, um mit dieser den Test zu wiederholen.
Die erfindungsgemäße Eckmeßvorrichtung 4 enthält ein Führungselement der Scheibe F, wie in 13 gezeigt. Das Führungselement der Scheibe F besteht im wesentlichen aus einer Walze 151, die von einem Arm 152 getragen wird, um die äußere Umfangsoberfläche des Rands der Scheibe F zu berühren. Der Arm 152 ist gleitend senkrecht zu einer Stange 153 in deren oberen Bereich vorgesehen, die mit einer geeigneten Stelle des Körpers 41 verbunden ist, z. B. mit der Seitenfläche der Schiene 42, damit die Höhe der Stange 153 einstellbar ist. Die gleitende Bewegung des Arms 152 wird dadurch ausgeführt, daß der Knopf 154, der sich am Ende des Arms 152 befindet, betätigt wird.
Die Walze 151 ist für die präzise Bewegung der Scheibe F nach unten nützlich. Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf einen Zapfen T vom Typ eines Eckstifts. Dieser ist an den vier Ecken einer Scheibe angeordnet. Die Erfindung ist indessen nicht hierauf beschränkt. Falls die Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung, die auf der Auflage vorgesehen ist und die Zapfen-Positionsmeßeinrichtung so bewegt werden, daß die Scheibe vermessen werden kann, kann eine herkömmliche Scheibe mittels der Erfindung getestet werden.

Claims

Testvorrichtung zur Vornahme von Messungen an einer gekrümmten Scheibe, mit a) einer Hebevorrichtung 1), welche die Scheibe (F) von einer Zuführungsposition in eine Scheiben-Testposition transportiert, b) einer Scheiben-Tragevorrichtung (3, 9) zum Halten der Scheibe (F) in einer vorgegebenen Position während des Betriebs der Testvorrichtung (4) und c) mehreren Führungselementen (8), welche die Führung des Hochfahrens und Absenkens der Scheibe (F) in Bezug auf die Testvorrichtung (4) gewährleisten, gekennzeichnet durch d) eine Einrichtung (2) zum Messen der inneren Scheibenkrümmung, die mehrere Sensoren (21a bis 21n) zum Erkennen von Krümmungen aufweist, wobei die Sensoren (21a bis 21n) die Krümmung der inneren Oberfläche der Scheibe (F) messen, nachdem diese in eine Testposition gebracht wurde, e) eine Rand- oder Eckmesseinrichtung (4) zum Messen der Abweichung der Dicke eines Randbereichs durch Berühren eines äußeren Sensors (52) und eines inneren Sensors (58) mit äußeren bzw. inneren Oberflächen der Scheibe; f) eine Zapfen-Ausrichtungsvorrichtung (5) zum Messen der eingetauchten Tiefe eines jeden Zapfens (T), der in eine Scheibe (F) eingesenkt ist, mittels eines die Tiefe erkennenden Sensors (83), wobei gleichzeitig mehrere in die Scheibe (F) eingetauchte Zapfen auf die gleiche Höhe gebracht werden; g) eine Einrichtung (6) zum Messen der Position eines Zapfens (T), welche eine horizontale und/oder eine vertikale Anordnung des Zapfens (T) mittels horizontal und vertikal messender Sensoren umfasst; h) eine zentrale Oberflächenmesseinrichtung (7), welche eine äußere zentrale Oberfläche der Scheibe (F) berührt, um die Dicke der äußeren zentralen Oberfläche der Scheibe zu messen.
Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren lineare variable Differentialtransformatoren sind.
Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben-Hebevorrichtung (1) enthält: a) einen Grundrahmen (11); b) eine Auflage (15), die von diesem Rahmen getragen ist; c) senkrecht angeordnete Arme (13), welche die Auflage (15) durchdringen und Scheiben-Aufnehmer (16) an ihren oberen Enden (17) aufweisen; d) eine Transferplatte (14), welche die Arme (13) trägt, und e) einen Sensor (20), der mit der Transferplatte (14) in Berührung gebracht werden kann.
Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der einen Seite der Scheiben-Aufnehmer (16) mit Löchern versehen ist, die im vorhinein gebildet wurden, und daß der Scheiben-Empfänger (16) mittels Schrauben (18) fest in einer Halterung (17) befestigt ist.
Testvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) zum Messen der inneren Krümmung der Scheibe aufweist: a) mehrere variable Differentialtransformatoren (21a bis 21n) zum Messen einer Krümmung einer inneren Umfangsoberfläche der Scheibe (F); b) eine Meß- oder Pegelplatte (22), welche die linearen variablen Differentialtransformatoren (21a bis 21n) trägt, die in einer vertikalen Position angeordnet sind; c) eine Hebeplatte (26), welche die Pegelplatte (22) unterhalb dieser Pegelplatte (22) trägt; d) einen Hebezylinder (25), der unter der Auflage (15) angeordnet ist, um die Hebeplatte (26) zu heben; e) Führungsschienen (28) mit oberen Enden, die vertikal befestigt sind und die Auflage (15) durchdringen, um die Hebeplatte (26) zu führen, und f) eine Führungsplatte (29), die fest über der Auflage (15) angeordnet ist, die von den oberen Enden der Führungsschienen (28) beim Heben der Hebeplatte (26) durchdrungen wird, sowie g) Pfosten (30) mit oberen Enden, die sich verikal von einem oberen Oberflächenende der Führungsplatte (29) erstrecken und welche die Scheibe (F) tragen.
Testvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Pufferstopper (32) von einer rückseitigen Oberfläche der Führungsplatte (29) und ein zentraler Vorsprung (31) von einer oberen Oberfläche der Hebeplatte (26) aus erstreckt, wobei eine Berührung zwischen dem Pufferstopper (32) und dem Vorsprung (31) dazu dient, die Bewegung der Hebeplatte (26) zu begrenzen.
Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4) zum Messen des Rands enthält: a) vier Paar Randmeßgeräte (4), die an vorbestimmten Stellen auf der oberen Oberfläche der Auflage (15) vorgesehen sind; b) eine Klinkenplatte (43), die auf einer Seite jedes Körpers (41) befestigt ist, wobei diese Klinkenplatte (43) in bezug auf den Körper (41) eine einstellbare Höhe besitzt; c) einen Bügel (47), dessen eines Ende von der Klinkenplatte (43) getragen und dessen anderes Ende durch eine Feder (48) in einer oberen Richtung des Körpers (41) aufgehängt ist, um die Höhe des Bügels (47) einzustellen; d) einen äußeren Luft-Fühler (52), der über einen linearen variablen Differentialtransformator-Halter mit dem Bügel (47) verbunden ist, um in vertikaler Richtung eine äußere Umfangsfläche der Scheibe (F) zu berühren; e) einen inneren linearen variablen Differentialtransformator (58), der vertikal an dem Körper (41) befestigt ist; f) eine L-förmige Hebevorrichtung (60), die ein Ende (60a) aufweist, das den inneren linearen variablen Differentialtransformator (58) berührt, während das andere Ende (60b) eine innere Umfangsoberfläche des Rands der Scheibe (F) berührt, wobei ein Höheneinsteller (63), der durch die Herabbewegung der Pegelplatte (22) aktiviert wird, und wobei die L-förmige Hebevorrichtung (60) drehbar durch ein axiales Element (59) an einem bestimmten Punkt des Körpers gelagert ist; und g) eine Feder (61), die eine elastische Kraft von vorgegebener Richtung auf die L-förmige Hebevorrichtung (60) gibt.
Testvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (47) der Randmeßvorrichtung (4) ein freies Ende hat, das sich derart erstreckt, daß es gegenüber einer inneren Oberfläche des Rands der Scheibe (F) liegt, wobei das freie Ende eine Walze (56) stützt, die mit der inneren Oberfläche des Rands der Scheibe (F) in Kontakt kommt.
Testvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenplatte (43) der Randmeßeinrichtung (4) mit einem Ende des Bügels (47) über ein Verbindungselement (45) gekoppelt ist.
Testvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Randmeßeinrichtung (4) eine Stange aufweist, die fest mit dem Körper (41) verbunden ist, und daß ein Arm (47) gleitend in einer senkrechten Richtung zur Stange angeordnet ist, wobei der Arm (47) eine Walze (56) an seinem Ende aufweist, um mit einer äußeren Oberfläche der Scheibe (F) in Eingriff zu kommen.
Testvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (47) der Randmeßeinrichtung (4) einen Schlitz (49) an einem freien Ende aufweist sowie einen Einstellbolzen (50) zum Regeln einer horizontalen Höhe des Bügels (47), wobei der Einstellbolzen (50) durch den Schlitz (49) dringt und mit dem Körper über ein Zentrum einer Feder (48) verbunden ist.
Testvorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eckendämpfer (57) zwischen dem äußeren Luft-Fühler und der an dem freien Ende des Bügels (47) getragenen Walze (56) vorgesehen ist, wobei der Eckendämpfer (57) dazu dient, einen Eckbereich der Scheibe (F) zu dämpfen.
Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtungsvorrichtung (5) für den Zapfen (T) enthält: a) einen Körper (71), der auf drei vorbestimmten Punkten einer oberen Oberfläche der Auflage (15) ruht; b) einen Stößel (75), der gleitend an einer oberen Oberfläche des Körpers (71) befestigt ist, wobei dieser Stößel (75) eine Zapfen-Einspannplatte (76) aufweist, die sich senkrecht von einem freien Ende des Stößels (75) erstreckt; c) einen Einspannzylinder (84), der fest über dem Stößel (75) angeordnet ist, so daß dieser Stößel (75) gegenüber der Einspannplatte (76) liegt, wobei der Einspannzylinder (84) die gleitende Bewegung des Spannpunktes relativ zu einer äußeren Umfangsfläche der Scheibe (F) stoppt; d) eine Nut (77), die an einem vorbestimmten Punkt auf der oberen Oberfläche der Zapfen-Einspannplatte (76) vorgesehen ist, wobei die Nut (77) dem Zapfen (T) der Scheibe (F) gegenüberliegt; e) einen Kanal (78) innerhalb der Einspannplatte (76), welcher die Nut (77) mit einer gegenüberliegenden Oberfläche der Zapfen-Einspannplatte (76) verbindet; f) einen Druckschalter (79), der den Kanal (78) zum Erkennen des Vorhandenseins des Zapfens (T) berührt, der in die Nut (77) durch den Einspannzylinder (84) einge fügt ist; g) einen linearen variablen Differentialtransformator (83), der mit dem Körper (71) derart verbunden ist, daß er die Eindringtiefe des Zapfens (T) mißt, indem er ein unteres Ende der Zapfen-Einspannplatte (76) berührt; und h) einen Ausstoßzylinder (82), der an dem Körper (71) gegenüber dem unteren Ende der Zapfen-Einspannplatte (76) befestigt ist, wobei der Ausstoßzylinder (82) bewirkt, daß der Zapfen (T) von der Nut (77) wegbewegt wird und diese verläßt.
Testvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der Zapfen-Ausrichtungseinrichtung (5) einen unteren Körper (71b) aufweist, der mit der Auflage (15) verbunden ist, sowie einen oberen Körper (71a), der gleitend auf einer oberen Oberfläche des unteren Körpers (71b) gehalten wird, wobei der obere Körper (71a) einen Schraubenmutterbereich (74) aufweist, der sich entlang einer Schraube (73) bewegt, die durch einen Knopf (72) gedreht wird.
Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6) zum Messen der Zapfenposition aufweist: a) einen Körper (91), der an einem Punkt einer oberen Oberfläche der Auflage (15) angeordnet ist; b) einen Stößel (95), der gleitend an der oberen Oberfläche des Körpers (91) verbunden ist und eine vertikale Platte (96) aufweist, die sich senkrecht zum Stößel (95) erstreckt; c) eine Feder (97), die eine elastische Kraft in einer bestimmten Richtung auf den Stößel (95) ausübt; d) eine Schwimmerplatte (100), die mit einer oberen Oberfläche des Stößels (95) verbunden und so gestützt wird, daß sie vertikal und horizontal um den Stößel (95) drehbar ist und eine Zapfen-Erkennungsplatte (107) aufweist, die sich senkrecht vom freien Ende aus erstreckt; e) eine Nut (108), die am oberen Bereich der Zapfen-Erkennungsplatte (107) gebildet ist und sich gegenüber dem Zapfen (T) der Scheibe (F) befindet; f) einen Vorsprung (110) auf dem oberen Bereich der Zapfen-Erkennungsplatte (107), die einen Kanal (109) durch sich aufweist, der die Nut (108) mit dem Vorsprung (110) verbindet; g) einen Kopf (116), der nahe bei dem Vorsprung vorgesehen ist; h) ein Koppelelement (114), das an einem oberen Bereich der vertikalen Platte (96) angeordnet und mit dem Vorsprung (110) verbunden ist, wobei das Koppelelement (114) dazu dient, den Vorsprung (110) zu schütteln; i) einen Preßzylinder (117), der fest an der Schwimmerplatte (100) befestigt ist und bei einer gleitenden Bewegung des Preßpunkts gegen eine äußere Umfangsoberfläche der Scheibe (F) betätigt wird; j) einen Druckschalter (111), der den Kanal (109) des Vorsprungs (110) berührt und die Existenz des Zapfens (T) erkennt, der in die Nut (108) durch Eingriff des Preßpunktes gegen die Scheibe (F) eingefügt ist; k) einen linearen variablen Differentialtransformator (99), der die Tiefe erkennt und der an einem vorgegebenen Punkt mit dem Körper (91) verbunden ist, wobei er dazu dient, die Eindringtiefe des Zapfens (T) über eine Gleitbewegung des Stößels (95) der vertikalen Platte (96) zu messen; l) einen horizontalen erkennenden variablen linearen Transformator (99), der auf einer Seitenoberfläche der vertikalen Platte (96) angeordnet ist und der die Bewegung des Vorsprungs (110) bezüglich einer Eintauchposition des Zapfens durch das Koppelelement (114) mißt; m) einen vertikalen erkennenden linearen variablen Transformator, der auf einer Seite der vertikalen Platte (96) angeordnet und mit dem Kopf (116) verbunden ist, um die Eintauchhöhe des Zapfens (T) zu messen; und n) einen Ausstoß-Zylinder (98), der gegenüber der unteren Position der vertikalen Platte (96) auf dem Körper (91) vorgesehen ist, um den Zapfen (T) herauszuziehen, der in die Nut (108) eingefügt war.
Testvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der die Position des Zapfens (T) messenden Vorrichtung enthält: a) einen unteren Körper (91b), der mit der Auflage (15) verbunden ist; b) einen oberen Körper (91a), der gleitend auf der oberen Oberfläche des unteren Körpers (91b) abgestützt ist, und c) einen Mutter-Bereich (94) im oberen Körper (91a) zum Anpassen der gleitenden Bewegung des oberen Körpers (91a) im Verhältnis zum unteren Körper (91b) durch die Drehung einer Schraube (93), die in die Mutter (94) eingreift.
Testvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (95) der Vorrichtung (6) zum Messen der Position des Zapfens (T) auf beiden Seiten einen Federsitz (106) aufweist, daß eine Feder (105) mit jedem Ende auf einem Federsitz (106) ruht, um eine Druckkraft auf die Schwimmerplatte (100) auszuüben, die dazwischen angeordnet ist, um die Schwimmerplatte (100) in einer konstanten Position zu halten.
Testvorrichtung nach den Ansprüchen 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (95) der die Position des Zapfens (T) messenden Vorrichtung (6) an einem Seitenende eines ein Drehgelenk tragenden Lagers (103) an einer Achse (102) aufweist und die Schwimmerplatte (100) über einen Stift (101) mit der Achse (102) schwenkbar verbunden ist.
Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (7) für die Messung der zentralen Oberfläche aufweist: a) eine Säule (121), die an einem bestimmten Punkt der Auflage (15) vorgesehen ist; b) einen Drehzylinder (122), der im oberen Bereich der Säule (121) befestigt ist; c) einen Arm (123), der sich von der Achse des Drehzylinders (122) erstreckt; d) einen zentralen linearen variablen Differentialtransformator (124), der senkrecht an einem freien Ende des Arms (123) angebracht ist, um einen Zentralbereich einer äußeren Oberfläche der Scheibe (F) zu berühren, und e) eine Vorrichtung (127) zum Einstellen der Höhe, die an einem unteren Punkt des Arms (123) angeordnet ist, um die horizontale Höhe dieses Arms (123) einzustellen.
Testvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (121) der Vorrichtung (7) zum Messen der zentralen Oberfläche mindestens einen Stopper (125) aufweist, der einen vorgegebenen Bereich der vertikalen und horizontalen Rotation definiert.
Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragevorrichtung (9) für die Scheibe (F) enthält: a) einen Ausgleichszylinder (141), der vertikal auf einer oberen Oberfläche der Auflage (15) befestigt ist; b) einen Schaft (143), der integral mit einer Kolbenstange des Ausgleichszylinders (141) verbunden ist und eine Nut (144) entlang einer äußeren Oberfläche aufweist; und c) eine Rüttelkappe (142) mit mehreren Walzen (145) auf ihrer inneren Oberfläche, wobei die Walzen (145) in die Nut (144) eingefügt sind und eine äußere Oberfläche des Schafts (143) abdecken.