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Drehvorrichtung für das Abtasten gekrümmter Oberflächen
Zum Abtasten
von Oberflächen von Werkstücken zwecks Feststellung ihrer Rauhigkeit sind verschiedene
Geräte bekannt, bei denen axiale Hübe einer 'I astnadel während ihrer Führung längs
der Werkstückoberfläche auf ein Ablesegerät übertragen werden. Auch andere physikalische
Prinzipien, wie Kondensatormessung u. a., sind hierfür bekannt.
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Diese Geräte sind indes auf geradlinige Führungsbewegungen beschränkt.
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Sehr häufig ist aber auch die Kenntnis von Rauhigkeiten längs gekrümmter
Linien nötig. Zum Beispiel ist für runde Zapfen die Rauhigkeit in Umfangsrichtung
mindestens ebenso wichtig wie die längs der Mantellinien.
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Ähnliches gilt für kreisförmig gekrümmte Mantellinien von Kugellaufbahnen
oder von Hohlkehlen, die seren Kerl>wirkung glatt sein müssen.
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Eiiie Vorrichtung, die den Prüfling dreht, wäre leicht zu entwerfen,
wenn nicht die übliche Lagerung in Spitzen oder in üblichen Lagern zur Folge hätte,
daß sich alle Rauhigkeiten in den Lagern auf das Werkstück und damit auf seine Rauhigkeitsmessung
übertragen.
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Erfinbdungsgemäß wurde eine Drehvorrichtung eitwickelt, die sicher
auf einem Flüssigkeitspolster ruht, dessen Dicke ein Mehrfaches der Rauhigkeiten
der Lagerflächen ist; zu diesem Zweck muß der Schmierflüssigkeit im Lager ein Verdrängungswiderstand
entgegengesetzt werden, der gleich dem Gewicht von Vorrichtung zuzüglich Prüfling
ist.
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Das geschieht dadurch, daß die den Prüfling tragenden Körper auf einem
ununterbrochenen Flüssigkeitsfilm in Lagerhalbschalen drehbar sind, die die Tragkörper
U-förmig am Umfang und an bei-
den Stirnflächen mit engen Spalten
umfassen. Die Schmierflüssigkeit kann unter einem Druck stehen und langsam durchfließen
oder bei genügender Viskosität als einmalige Füllung eingebracht sein.
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Die Lagerkörper sind mit einer Art Planscheiben versehen, die Bohrungen
oder Nuten zum Aufspannen von Prüflingen tragen, an denen längs Kreisbögen getastet
werden soll.
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Ausführungsbeispiele sind auf der Zeichnung dargestellt. Abb. 1 bis
6 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung, und zwar Abb. 1 Ansicht und Schnitt der
Drehvorrichtung, Abb. 2 Seitenansicht mit Wälzbandantrieb, Abb. 3 Antrieb des Wälzbandes
im Schnitt, Abb. 4 desgl. in Seitenansicht, Abb. 5 Vorrichtung für Hohlkehle in
Ansicht, Abb. 6 desgl. Ansicht gegen eine der beiden Planscheiben.
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Auf einer Grundplatte I sind zwei Lagerkörper 2 befestigt, in denen
die Tragscheiben 3 drehbar sind.
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Die Lagerkörper 2 umfassen die Tragscheiben 3 nahezu am halben Umfang,
und zwar nicht nur an der Zylinderfläche, sondern auch an beiden Seitenflächen.
Damit die Vorrichtung möglichst leicht wird, sind die Tragkörper 3 aus Leichtmetall
oder aus hohlen Blechkörpern zu bilden. Zwischen Tragscheiben und Lagerkörpern sind
enge Spalte, die mit einer Lagerflüssigkeit ausgefüllt sind. Je nach der Belastung
kann die Lagerflüssigkeit einmalig eingefüllt sein und trägt bei genügend Viskosität
zufolge des Verdrängungswiderstandes der Flüssigkeit die drehbare Vorrichtung. Oder
es kann das Tragen dadurch bewirkt werden, daß über einen Schlauch 4 Druckflüssigkeit
dauernd zugeführt wird. Mit den Tragkörpern 3 sind über Wellenstücke 5 Aufspannscheiben
6 verbunden, zwischen denen die jeweils benötigte Wälzscheibe 7 und das Werkstück
8 befestigt werden. An der Wälzscheibe 7 ist mittels Schrauben g das Wälzband IO
befestigt. Dies wird durch ein Getriebe tangential gezogen. Das Getriebe ist an
Führungsstangen 23 in der Höhe einstellbar und besteht beispielsweise aus einer
Gewindespindel II, die durch eine Führungsgabel 12 und Führungsbolzen 13 am Verdrehen
verhindert wird. Sie wird durch eine umlaufende Gewindehülse I4, die in Lagern ruht
und von der Motorwelle I6 angetrieben wird, längs bewegt.
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Der Abtastvorgang geht wie folgt vor sich: ein Werkstück 8, dessen
Oberfläche entlang einer kreisförmigen Linie abgetastet werden soll, wird zwischen
den Aufspannscheiben 6 befestigt. Entsprechend der Länge des Werkstücks werden die
Lager 2 längs der Führungsleiste 24 verstellt, so daß sich die Tragkörper 3 ohne
Klemmung darin drehen können. Das Werkstück wird so befestigt, daß der Mittelpunkt
der abzutastenden Kreislinie in der Drehachse AB der Tragkörper liegt. Die Vorrichtung
wird dann von Hand so weit verdreht, daß derjenige Teil des Umfangs der Tragscheiben
von der Flüssigkeit benetzt wird, der während des Abtastens mit ihr in Berührung
kommt, dadurch wird das tragende Flüssigkeitspolster gebildet. Nun wird die Tastnadel
17 eines vorhandenen Oberflächenprüfgerätes aufgesetzt, der Motor, der die Welle
I6 treibt, eingeschaltet; dann drehen sich die Tragkörper 3 schwingungsfrei in ihren
Lagern.
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Abb. I zeigt beispielsweise die Aufspannung eines zylindrischen Werkstücks
8 mittels Schrauben; Abb. 5 und 6 zeigen die Aufspannung eines runden Werkstücks,
dessen Hohlkehle in einer durch die Achse gehenden Ebene abgetastet werden soll.
Hierbei ist das Werkstück 19 so aufgespannt, daß der Mittelpunkt 20 der abzutastenden
Kréislinie 21 mit der Achse AB der Tragkörper zusammenfällt. 25 sind Gegengewichte.
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Eine weitere Ausführungsart des Gerätes besteht darin, daß gemäß
Abb. 6 die Spannscheiben 6 geteilt sind, derart, daß genau parallele Scheiben 22
fest mit den Wellenstücken 5 verbunden sind, während die eigentlichen Spannscheiben
6 nach Justierung auf gemeinsame WIittellinie und Parallelität an ihnen jeweils
befestigt werden; diese Anordnung hat den Vorteil, daß Werkstück und Spannscheiben
6 außerhalb der Vorrichtung zusammengebaut werden können.
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Je nach der Form der Werkstücke ist es auch möglich, die Vorrichtung
so zu bauen, daß sie eine frei stehende Aufspannscheil)e hat. In diesem Falle befinden
sich Aufspannscheiben 6 auf einer Verlängerung der Welle 5 über eines der beiden
Lager hinaus. Die Lager werden enger zusammengeschoben oder durch ein einziges breites
Lager ersetzt.
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PATENTANSRR(tCHE I. Vorrichtung für erschütterungsfreies Drehen von
Prüflingen in Tastgeräten oder Oberflächenprüfgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß
ein oder mehrere den Prüfling tragende Körper (3) auf einem ununterbrochenen Flüssigkeitsfilm
in Lagerhalbschalen (2) drehbar sind, die den Tragkörper (3) U-förmig am Umfang
und an beiden Stirnflächen mit engen Spalten umfassen.