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Verfahren und Vorrichtung zur fortlaufenden Prüfung von Werkstücken
mittels einer Kugeldruckprüfeinrichtung
Liegt die Aufgabe vor, Werkstücke mit kleineren
Abmessungen und mit sehr hohen Stückzahlen Stück für Stück einer Härteprüfung zu
unterziehen, so erfordert dies bei der üblichen Ausbildung der bekannten Prüfeinndtungen,
z. B. der Kugeldruckprüfeinrichtung, erhebliche Zeit. Zunächst muß einmal an jedem
Werkstück eine SchliKfläche für die Druckprobe mit Hilfe einer Schleifmaschine angeschliffen,
dann muß das Werkstück in die Spannvorrichtung der Prüfeinrichtung eingespannt,
geprüft, wieder entspannt und entsprechend dem Prüfergebnis abgelegt werden. Die
Erfindung bezweckt, die Prüfzeit durch Vermeidung von Leerzeiten abzukürzen und
die Tätigkeit des Prüfers im wesentlichen auf die Messung zu beschränken, um hierdurch
gleichzeitig Fehlerquellen auszuschalten.
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Erfindungsgemäß wird bei der Prüfung der Werkstücke mit Hilfe einer
an sich bekannten Kugeldruckprüfungseinrichtung so verfahren, daß die Werkstücke
zunächst durch eine ständige umlaufende, vom Prüfer jederzeit ausschaltbare Vorrichtung
zur Erzeugung einer Schlifffläche für die Druckprobe an einer Schleifscheibe vorbeigeführt
und dann durch eine absatzweise arbeitende zweite Vorrichtung der selbsttätig arbeitend
ausgebildeten Spannvorrichtung der Prüfeinrichtung zugeführt werden, von der sie
nach einer für die Prüfung festgelegten Zeit wieder freigegeben und hierauf durch
die genannte zweite Vorrichtung einer
Sortiervorrichtung zugeteilt
werden, die so ausgebildet ist, daß der Prüfer durch Betätigung entsprechender Schaltelemente
zu harte und zu weiche Werkstücke getrennt ausscheiden kann.
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Hierbei hat der Prüfer im wesentlichen nur die Messung als solche
durchzuführen und die Ausscheidung Ider außerhalb der Toleranzen liegenden Werkstücke
durch Betätigung entsprechender Schaltelemente einzuleiten. Die Messung selbst kann
in der Regel innerhalb der Anfertigungszeit der Schlifffläche durchgeführt werden.
Trifft dies ausnahmsweise nicht zu, z. B. weil zwei zueinander senkrechte Durchmesser
bestimmt werden müssen, so hat der Prüfer die Möglichkeit, die Einrichtung für die
erforderliche Zeit stillzusetzen. -Die Durchführung des Verfahrens kann erfindungsgemäß
weiter dadurch erleichtert werden, daß die Sortiervorrichtung einen Schalthebel
für zu weiche und einen für zu harte Werkstücke aufweist, die mit in die Bahn der
Werkstücke einschwenkbaren Leitblechen so gekuppelt sind, daß durch die Betätigung
des einen oder anderen Hebels die Werkstücke in getrennte Kästen abgeleitet werden
können.
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Erfindungsgemäß wird ferner für die Prüfeinrichtung eine an sich
bekannte durchsichtige Scheibe mit drei hierauf angebrachten Strichen verwendet,
von denen der zweite den kleinst-, der dritte den höchstzulässigen Durchmesser angibt,
wenn der erste durch entsprechende Einstellung den durch die Kugel eingedrückten
Kreis tangiert.
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Die Felder außerhalb des zweiten und dritten Striches werden verschiedenfarbig
unter Aufrechterhaltung der Durchsichtigkeit angelegt und die Schaltelemente der
Sortiervorrichtung mit entsprechenden Farben gekennzeichnet. Durch diese Maßnahmen
ist die Ausscheidung der außerhalb der Toleranzen liegenden Werkstücke wesentlich
dadurch vereinfacht, daß der Prüfer lediglich nach dem Farbenbild die Ausscheidung
außerhalb der Toleranzen liegender Prüflinge vornehmen kann.
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Die Ausscheidung ungenügender Prüflinge kann im übrigen auch völlig
selbsttätig mit Hilfe von Photozellen vorgenommen werden.
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Die Zeichnung zeigt eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete
Vorrichtung, und zwar Abb. I die Vorrichtung in schematischer, perspektivischer
Darstellung, Abb 2 die Vorderansicht der Anzeigevorrichtung der Prüfeinrichtung
und Abb. 3 die Anordnung der Photozellen in schematischer Darstellung.
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In der Zeichnung ist die eigentliche Prüfvorrichtung mit I bezeichnet.
Einzelheiten dieser an sich bekannten Vorrichtung sind nur insoweit dargestellt,
als sie für die Erflndung von Interesse sind.
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Die Prüflinge 2 werden auf einer Führungsbahn 3 einem rotierenden
-Greifer 4 zugeführt.
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Dieser Greifer wird über ein Schneckenrad 5 von einer Schnecke 6 angetrieben,
die wiederum über einen weiteren Schneckentrieb 7, 8 und unter Zwischenschaltung
einer Kupplung g über einen Riemenantrieb 10 von einem Elektromotor II angetrieben
wird. Die Kupplungg kann durch einen Fußhebel I2 betätigt werden. Der Greifer 4
führt die Stirnseite der Prüflinge, an der die Härteprüfung vorgenommen werden soll,
zwecks Herstellung der Schleiffläche an einer Schleifscheibe I3 vorbei, die für
sich durch einen Elektromotor 14 angetrieben wird. Die Geschwindigkeit des Greifers
4 ist so bestimmt, daß während des Vorbeiführens die Stirnseite ausreichend geschliffen
wird.
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Von dem Greifer 4 führt ein periodisch angetriebener Hebel 15 die
Prüflinge einer Vorrichtung I6 zu. Die Vorrichtung wird absatzweise über ein Maltesergetriebe
17 von dem Motor II angetrieben. Die Prüflinge 2 werden durch die Vorrichtung6 demgemäß
absatzweise der Spannvorrichtung I8 der Prüfeinrichtung I zugeführt, worauf hier
in an sich bekannter Weise die Prüfung vorgenommen wird. Auch die Spannvorrichtung
I8 ist motorisch angetrieben, und zwar erfolgt der Antrieb der Vorrichtungen 15
und I8 durch eine. auf der Welle des Greifers 4 sitzende Kurvenscheibe I9, wie dies
die Zeichnung im einzelnen erkennen läßt.
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Von der Vorrichtung I6 werden nach erfolgter Prüfung die Prüflinge
durch den Hebel 20 abgenommen, der diese dem Führungsblech 21 zuführt, von wo sie
in den mit »gut« bezeichneten Kasten gelangen, falls sie nicht durch Anlegen der
Führungsbleche 22 bzw. 23 mit Hilfe der Tasten 24 oder 25 in die mit »zu hart« bzw.
mit »zu weich« bezeichneten Kästen übergeführt werden.
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Zur Durchführung der Prüfung bzw. zur Feststellung des Prüfungsergebnisses
wird, wie die Abb. 2 erkennen läßt, in den Kopf der Prüfmaschine eine durchscheinende
Scheibe 26 mit drei Strichen 27, 28, 29 eingeführt. Auf dieser Scheibe bildet sich
der eingedrückte Kreis des Prüflings ab.
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Wird die Linie 27 durch Bewegen der durchsichtigen Scheibe mit Hilfe
der Schraube 30 so eingestellt, daß sie die linke Seite des eingedrückten Kreises
tangiert, so muß eine parallele Tangente an der rechten Seite des Kreises innerhalb
der Linien 28 bis 29 liegen, wenn der Prüfling ,den Bedingungen genügen soll. Liegt
eine derartige Linie links davon, so ist die Härte zu groß, liegt sie rechts davon,
so ist sie zu gering. Die Felder links der Linie 28 bzw. rechts der Linie 29 werden
nun durchscheinend gefärbt, z. B. blau und gelb.
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In der gleichen Farbe werden die Hebel 25 und 24 angelegt. Hierdurch
wird die Bedienung der Vorrichtung insofern erleichtert, daß der Prüfer je nach
der Lage der Abweichung des Prüflings entsprechend der Farbe des Feldes auch die
entsprechend blau und gelb angelegten Tasten zu bedienen hat.
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Die Vorrichtung arbeitet, abgesehen von der Kontrolle der Prüfung,
völlig selbsttätig, wobei die Prüfung innerhalb der erforderlichen Schleifzeit der
Prüflinge durchgeführt werden kann. Ist diese Zeit ausnahmsweise einmal nicht ausreichend,
so kann EdieVorrichtung durchlBedienung des Hebels I2
zum Stillstand
gebracht und so die Zeit für die Kontrolle beliebig verlängert werden.
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Die Vorrichtung kann jedoch auch völlig selbsttätig arbeitend ausgebildet
werden, wenn Photozellen entsprechend der Abb. 3 verwendet werden.
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In dieser Abbildung bezeichnet 3I die Schleiffläche des Prüflings
2, die in Richtung der Achse den Kugeldruck aufzunehmen hat. Von einer nicht gezeichneten
Lichtquelle gehen zwei Lichtstrahlen 32 und 33 aus, die am Umfang des kleinstzulässigen
Durchmessers der bzw. des größtzulässigen Durchmessers auf die Schleiffläche auffallen
und von hier in der angegebenen Richtung reflektiert über Linsen 34 bzw. 35 den
Photozellen 36 bzw. 37 zugeleitet werden. Die Photozellen betätigen elektrische
Relais, und die Schaltung ist so getroffen, daß die Leitbleche 22 und 23 in Ruhe
bleiben, solange nur die Zelle 37 Licht erhält. Die Prüflinge gelangen in die mit
»gut« bezeichnete Kiste. Erhält dagegen auch die Zelle 36 Licht, so werden die Bleche
22 und 23 an das Blech 2I angelegt, und der Prüfling fällt in die Kiste »zu hart«.
Erhalten dagegen beide Zellen kein Licht, so wird das Blech 22 an das Blech 21 angelegt,
und der Prüfling gelangt in die Kiste »zu weich«. Die Reflexion als scharfer Strahl
in der angegebenen Richtung ist jedoch nur dann gegeben, wenn die reflektierenden
Stellen bei der Probe nicht von der Kugel eingedrückt sind. Es ergeben sich also
folgende Verhältnisse: Liegt der IEindruckkreis innerhalb des Durchmessers dn, so
erhalten beide Zellen Licht, liegt er zwischen denDurchmesserndn und do, so erhält
nur die Zelle 37 Licht, und liegt er außerhalb von do, so erhält keine der Zellen
Licht.
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Wenn die Vorrichtung völlig selbsttätig arbeiten soll, so muß auch
die Belastung und Entlastung der Prüfkugel selbsttätig gesteuert werden. Dies erfolgt
zweckmäßig elektrisch in Abhängigkeit von der Einspannvorrichtung 18. Die Vorrichtung
I8 steuert über mit ihr verbundene elektrische Kontakte ein elektrisches Relais,
das die Kugelbelastung auslöst. Dieses Relais wird vorteilhaft als Zeitrelais ausgebildet,
so daß es nach der für den Kugeleindruck erforderlichen Zeit selbsttätig wieder
abfällt und hierdurch die Entlastung der Prüfkugel herbeiführt.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur fortlaufenden Prüfung von Werkstücken
kleinerer Abmessung und hoher Stückzahl unter Verwendung einer an sich bekannten
Kugeldruckprüfeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke durch eine
ständig umlaufende, vom Prüfer jederzeit ausschaltbare Vorrichtung zur Erzeugung
einer Schlifffläche für die Druckprobe an einer Schleifscheibe vorbeigefiihrt und
dann durch eine absatzweise arbeitende zweite Vorrichtung einer selbsttätig arbeitend
ausgebildeten Spannvorrichtung der Prüfeinrichtung zugeführt werden, von der sie
nach einer für die Prüfung festgelegten Zeit wieder freigegeben und hierauf durch
die genannte zweite Vorrichtung einer Sortiervorrichtung zugeteilt werden, die so
ausgebildetS ist, daß der Prüfer durch Betätigung entsprechender. Schaltelemente
zu harte und zu weiche Werkstücke getrennt ausscheiden kann.