DE843903C

DE843903C - Verfahren zum Pruefen der Unrundheit von Rotationskoerpern und Vorrichtung zur Ausuebung des Verfahrens

Info

Publication number: DE843903C
Application number: DEP3606A
Authority: DE
Original assignee: PATENT und VERSUCHSANSTALT
Current assignee: PATENT und VERSUCHSANSTALT
Priority date: 1950-01-14
Filing date: 1950-09-24
Publication date: 1952-07-14

Description

Verfahren zum Prüfen der Unrundheit von Rotationskörpern und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung l>etrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen der Unrundheit von Rotationskörpern, wie Wellen, Wälzkörpern usw., wobei der zu prüfende Körper an seinem Umfang durch mindestens drei Tastorgane abgefühlt wird, von welchen wenigstens das eine in bezug auf die andern heweglich angeordnet und stets nachgiebig gegen den zu prüfenden Körper angedrückt ist, so daß die beim Drehen des nur mittels der Tastorgane gelagerten Rotationskörpers zufolge seiner Unrundheit auftretenden Verschiezungen des beweglichell Tastorgans das Kriterium der Prüfung sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen der Unrundheit von ltotationskörpern ist dadurch gekennzeichllet, daß das bewegliche Tastorgan längs einer Bewegungsbahn geführt wird, die schief zu dem die Berührungsstelle zwischen dem Tastorgan und dem Rotationskörper schneidenden Radius des letzteren steht, derart, daß die in der Richtung des Radius auftretende, durch die Unrundheit verursachte Verschiebung des Tastorgans nur eine kleine Komponente der viel größeren, effektiven Verschiebung längs der Bewegungshahn ist.
Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß das bewegliche Tastorgan längs einer schief zu dem die Berührungsstelle zwischen dem Tastorgan und dem Rotationskörper schneidenden Radius des letzteren stehenden -Bewegdngsbahn geführt ist, derart, daß die in der Richtung des Radius auftretende, durch die Unrundheit verursachte Verschiebung des Tastorgans nur eine kleine Komponente der viel größeren, effektiven Verschiebung lãngs der Bewegungsbahn ist.
Eine- beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, welche die Vorrichtung in Seitenansicht in Richtung der Rotationsachse des zu prüfenden Körper gesehen zeigt.
Gemäß der Darstellung weist die Vorrichtung drei Rollen 1, 2 und 3 mit parallelen Achsen auf.
Während die Rolle 1 mittels einer Achse4 frei drehbar an einem nicht gezeigten Gestell der Vorrichtung gelagert ist, sind die beiden andern Rollen 2 und 3 je drehbar am Ende eines- Armes 5 bzw. 6 gelagert, welche Arme um eine gemeinsame Schwenkachse 7 schwenkbar ebenfalls am nicht sichtbaren Gestell angeordnet sind. Beim dargestellten Beispiel weisen die beiden schwenkbaren Rollen 2 und 3 gleiche Durchmesser auf; die Arme 5 und 6 haben gleiche Länge. Eine Zugfeder 8 greift mit ihren Enden an den Armen 5 und 6 an und ist bestrebt, dieselben gegeneinander zu schwenken, wodurch die Rollen 2 und 3 achsparallel auf einer kreisbogenförmigen Bewegungsbahn g gegeneinander geführt werden.
Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß' ein zu prüfender Rotationskörper Io, z. B. eine Welle, mit der Rotationsachse ii parallel zu den Drehachsen der Rollen I bis 3 stehend so zwischen die letzteren eingesetzt werden kann, daß ihn die Rollen an seinem Umfang berühren, wie dies deutlich aus der Zeichnung ersichtlich ist. Die Größenverhältnisse des Rotationskörpers IO und der Elemente der Vorrichtung. sind so getroffen, daß die Schwenkachse I der beiden Arme 5 und 6 eine gewisse Exzentrizität E gegenüber der Drehachse II des Körpers 10 aufweist und auf der von den schwenkbaren Rollen 2 und 3 abgewendeten Seite der Drehachse II liegt. Die wirksame Länge. der schwenkbaren Arme ist hierbei um einen zwischen Null und der Exzentrizität 1? liegenden Betrag größer als die Summe der Radien der einen beweglichen Tastrolle und des zu prüfenden Rotationskörpers IO. Die Bewegungsbahn 9 verläuft daher nicht parallel zum Umfang des Rotationskörpers, sondern nähert sich demselben im Schnittpunkt mit einer durch die Schwenkachse 7 und die Rotationsachse II gehenden Ebene. Die beiden schwenkbaren Rollen 2 und 3 werden demnach unter der Wirkung der Zugfeder 8 nachgiebig an die Peripherie des Körpers 10 angedrückt, währenddem sie sich' gleichzeitig gegeneinander hewegen.
Versetzt man den Rotationskörper 10, dessen Drehachse II nicht gelagert ist, auf irgendeine Weise, z. B. durch Antrieb der Rolle I mittels der gegenüber den andern Rollen feststehenden Achse 4 in Drehung, so verändert sich die Lage der schwenkbaren Rollen 2 und 3 nicht, sofern der Körper IO genåu -rund ist. Weist derselbe jedoch eine Unrundheit auf, so ist die Krümmung seines Umfanges nicht überall gleich groß, wodurch die Rollen 2 und 3 weiter voneinander gespreizt werden oder unter dem Einfluß der Feder 8 näher zusammenrücken können. Diese gegenseitigen Verschiebungen der schwenkbaren Rollen sind auch bei einer geringen Unrundheit des Rotationskörpers 10 recht beträchtlich, weil die Bewegungsbahn 9 der Rollen schief zu dem die Berührungsstelle zwischen der Rolle 2 und dem Körper IO bezw. der Rolle 3 und dem Körper IO schneidenden Radius des letzteren steht, demzufolge die durch die Unrundheit verursachte, der Durchmesserzunahme des Körpers 10 entsprechende Verschiebung der Rolle 2 bzw. 3 in der Richtung des genannten Radius nur eine kleine Komponente der viel größeren effektiven Verschiebung längs der Bewegungsbahn g ist. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Instrumentes wird der gegenseitige Abstand der Drehachsen der Rollen 2 und 3 als Kriterium der Prüfung kontrolliert.
Zweckmäßigerweise sind Mittel vorhanden, welche eine Veränderung der Exzentrizität E ermöglichen, um die Prüfempfindlichkeit der Vorrichtung nach Bedarf innert gewisser Grenzen beliebig wählen zu können. Die Empfindlichkeit wird beim gezeigten Beispiel um so größer, je kleiner die Exzentrizität E ist, da sich dann die Bewegungsbahn g immer rechtwinkliger zu den genannten Radien des Rotationskörpers einstellt.
Es können gemäß einer nicht gezeigten Variante Mittel vorhanden sein, welche stets eine symmetrische Verschiebung der beiden Tastrollen 2 und 3 in bezug auf eine durch die Schwenkachse 7 und die Drehachse 11 des Rotationskörpers gehende Ebene bewirken, heispielsweise dadurch, daß die Feder 8 in ihrer Mitte an einem Fixpunkt dieser Ebene festgehalten ist.
Um die Vorrichtung für die Prüfung von Rotationskörpern verschiedener Durchmesser einrichten zu können, ist die Länge der Arme 5 und 6 zweckmäßigerweise veränderl>ar. Mit Vorteil kann zum selben Zweck auch die eine feststehende Achse hesitzende Tastrolle I in bezug auf die andern Rollen einstellbar sein.
Gemäß einer nicht gezeigten Variante könnte die Schwenkachse 7 der Arme 5 und 6 auf der gegen die beweglichen Tastorgane 2 und 3 liegenden Seite der Drehachse 11 des Rotationskörpers und außerhalb des Umfanges desselben angeordnet sein, in welchem Falle die Bewegungsbahn 9 umgekehrt gekrümmt wäre und mit der konvexen Seite gegen die Rolle I schauen würde.
Es ist aber durchaus auch möglich, die beiden schwenkbaren Arme an getrennten Schwenkachsen zu lagern, welche entweder auf der gleichen oder auf verschiedenen Seiten der Drehachse des Rotationskörpers liegen können.
Bei diesen Varianten ist es unter Umständen erforderlich, neben zwei beweglichen Rollen zwei Rollen mit feststehenden Achsen vorzusehen, um dem zu prüfenden Rotationskörper eine stahile Gleichgewichtslage zu verleihen.
An Stelle der Rolle I könnte auch ein eine ebene Tastfläche aufweisendes Tastorgan vorhanden sein, das, wie übrigens die Rolle I, nicht unbedingt symmetrisch zu den andern Tastorganen 2 und 3 liegen muß. Auch ist es möglich, nur eines der Abtastorgane beweglich auszuführen, beispielsweise die Tastrolle 2 mit dem Arm 5, während die Rolle 3 eine feststehende Achse besitzt. In diesem Fall sind die Verschiebungen der beweglichen Rolle gegenüber einem Fixpunkt der Vorrichtung das Kriterium der Prüfung.
Die beschriebene Vorrichtung eignet sich insbesondere für die massenweise Prüfung der Unrundheit von Rotationskörpern aller Art, vor allem von Wälzkörpern für Kugel- und Rollenlager usw., wohei das bewegliche Abtastorgan mit einem elektrischen Kontakt zusammenarbeiten kann, der so einstellbar ist, daß er elektrische Warn- oder Sortierstromkreise beeinflußt, wenn die Unrundheit des zu prüfenden Körpers ein bestimmtes Maß überschreitet.
PATENTANSPRt7CHE: 1. Verfahren zum Prüfen der Unrundheit von Rotationskörpern, wobei der zu prüfende Körper an seinem Umfang durch wenigstens drei Tastorgane abgefühlt wird, von welchen mindestens das eine in bezug auf die andern beweglich ausgebildet ist und stets nachgiebig gegen den zu prüfenden Körper angedrückt wird, so daß die beim Drehen des nur mittels der Tastorgane gelagerten Rotationskörpers zufolge seiner Unrundheit auftretenden Verschierungen des beweglichen Tastorgans das Kriterium der Prüfung sind, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Tastorgan längs einer Bewegungsl>ahn (9) geführt wird, die schief zu dem die Berührungsstelle zwischen dem Tastorgan und dem Rotationskörper schneidenden Radius des letzteren steht, derart, daß die in der Richtung des Radius auftretende, durch die Unrundheit verursachte Verschiebung des Tastorgans nur eine kleine Komponente der viel größeren, effektiven Verschiebung längs der Bewegungsl>ahn ist.
2. Vorrichtullg zur Ausübung des Verfahrens nach Ansl)ruch l, mit mindestens drei den zu priifen(lell Körper an seinem Umfang abfühlenden Tastorganen, von welchen wenigstens das eine in bezug auf die andern beweglich angeordnet und stets nachgiebig gegen den zu prüfenden Körper angedrückt ist, so daß die heim Drehen des nur mittels der Tastorgane gelagerten Kotationskörpers zufolge seiner Unrundheit auftretenden Verschiebungen des beweglichen Tastorgans das Kriterium der Prüfung sind, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Tastorgan längs einer schief zu dem die Berührungsstelle zwischen dem Tastorgan und dem Rotationskörper(Io) schneidenden Radius des letzteren stehenden Bewegungsbahn (g) geführt ist, derart, daß die in der Richtung des Radius auftretende, durch die Unrundheit verursachte Verschiebung des Tastorgans nur eine kleine Komponente der viel größeren, effektiven Verschiebung längs der Bewegungsbahn (g) ist.

Claims

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Abtastorgane (I, 2, 3) drehbar gelagerte Rollen sind, deren Achsen parallel zu dem zu prüfenden Rotationskörper(Io) stehen.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das bejegliche Abtastorgan (2, 3) eine drehbare Rolle ist, die an einem schwenkbaren Arm (5, 6) lagert, dessen Schwenkachse (7) parallel und exzentrisch zu dem zu prüfenden Rotationskörper (io) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität der Schwenkachse (7) gegenüber derDrehachse (I I) des Rotationskörpers einstellbar ist, um die Prüfempfindlichkeit der Vorrichtung verändern zu können.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des schwenkbaren Armes (5, 6) veränderbar ist, um die Vorrichtung zum Prüfen von Rotationskörpern (I0) verschiedener Durchmesser einrichten zu können.

-7. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Länge des schwenkbaren Armes um einen zwischen Null und der Exzentrizität (E) der Schwenkachse (7) liegenden Wert größer ist als die Summe der Radien der beweglichen Tastrolle (2, 3) und des zu prüfenden Rotationskörpers (in), wobei die Schwenkachse des Armes auf der vom beweglichen Tastorgan abgewendeten Seite der Drehachse des Rotationskörpers angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Armes auf der gegen das bewegliche Tastorgan liegenden Seite der Drehachse des Rotationskörpers außerhalb des Umfanges desselben angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in bezug auf die andern feststehendes Abtastorgan zur Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Größen von zu prüfenden Rotationskörpern(Io) einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Abtastorgane (2, 3) in bezug auf das dritte (1) beweglich ausgebildet sind und daß deren beim Drehen des Rotationskörpers (Io) auftretenden Verschiebungen in bezug aufeinander das Kriterium der Prüfung sind.

1 1. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4 und I0, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Abtastorgane (2, 3) je an schwenkbaren Armen (5, 6) drehl>ar gelagerte Rollen sind.

12. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden schwenkbaren Arme (5, 6) an einer gerneinsamen Schwenkachse (7) gelagert sind.

13. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, 10 und I I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden schwenkbaren Arme (5, 6) an getrennten Schwenkachsen gelagert sind.

14. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, 10 und II, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (8) vorhanden sind, um die schwenkbaren Arme (5, 6) stets nachgiebig gegeneinander zu schwenken, so daß die daran gelagerten Tastrollen (2, 3) stets gegen den Rotationskörper (10) anliegen.

15. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, 10 und II, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Verbindung (8) so ausgestaltet ist, daß stets eine symmetrische Verschiebung der beiden Tastrollen (2, 3) in bezug auf eine durch die Schwenkachse und die Drehachse des Rotationskörpers gehende Ebene erfolgt.