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Gerät zum Prüfen kreisförmiger Querschnitte gekrümmter Flächen, insbesondere
solcher von Rillen an Kugellagerlaufringen
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen
kreisförmiger Querschnitte gekrümmter Flächen, insbesondere solcher von Rillen an
Kugellagerlaufringen.
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Nach der Erfindung erhält ein solches Gerät ein Rastglied, das über
die zu prüfende Fläche hinweg geführt wird und dabei mit einer Anzeigevorrichtung
in Verbindung steht, die die Abweichungen von der Kreisform anzeigt, und einen an
einem in seiner Länge verstellbaren Kurbelarm sitzenden Stellkerper, mit dessen
Hilfe über ein Gestänge dem Tastglied eine der Krümmung entsprechende Bewegungsbahn
erteilt wird.
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Als Gestänge verwendet man in vorteilhafter Weise ein solches, das
aus zwei durch ein Parallelogrammgestänge oder aus zwei zu einer gegenläufigen Bewegung
miteinander gekuppelten Gliedern besteht. Hierbei kann die Anordnung so getroffen
sein, daß das eine Glied des Gestänges in das auf die Anzeigevorrichtung einwirkende
Tastglied endigt und das andere Glied fest angelenkt ist, oder aber das in das Tastglied
endigende Glied ist kraftschlüssig geführt, und das andere Glied des Ge stänges
wirkt auf die Anzeigevorrichtung ein. Sind die beiden Glieder des Gestänges zu einer
gegenläufigen Bewegung miteinander gekuppelt, so können diese mit je einer Zahnstange
versehen sein, die durch ein an dem Stellkörper hefestigtes Zahnritzel gekuppelt
sind, oder sie werden durch einen zweiarmigen, an dem Stellkörper gelagerten Hebel
bei~einer
Drehung des Kurbelarmes gegenläufig bewegt.
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Weiterhin ergibt sich eine vorteilhafte Ausführungsform für das Prüfgerät,
wenn das Gestänge ein auf die Anzeigevorrichtung wirkender Fühlhebel ist und wenn
ferner die Anordnung so getroffen ist, daß der StelLkörper in der ellen zweier senkrecht
aufeinanderstehender Bewegungsrichtungen die Lagerung des Fühihebels und in der
anderen dieser beiden Richtungen den Prüfling bewegt, der so gelagert ist, daß die
die Tastgliedbewegung des Fühlhebel enthaltende Ebene mit der parallel zur Bewegungsrichtung
des Prüf'ings verlaufenden Maßebene zuslammenfällt.
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Ferner empfiehlt es sich, mit der Drehachse des Kurbelarmes feine
Winkelmeßeinrichtung zu kuppeln, mit der die Stelle angezeigt wird, an der die zu
prüfende Krümmung von dem Sollmaß abweicht.
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Als Anzeigevorrichtung Iäat sich mit Vorteil eine Meßuhr verwenden.
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Für den Stellkörper erhält man eine besonders vorteilhafte Anordnung,
wenn dieser ein in einer Kulisse verstellbar gelagerter Zapfen ist.
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In der Zeichnung sind fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
von denen die vier ersten Ausführungsbeispiels nur schernatisch die Wirkungsweise
wiedergeben, und zwar zeigt Abb. 1 als erstes Ausführungsbeispiel ein Prüfgerät,
blei dem die beiden Glieder eines Gestänges durch ein Parallelogrammgestänge miteinander
gekupplelt sind, wobei das eine Glied dieses Gestänges eine Anzeigevorrichtung mit
einem Fühltaster trägt, Abb. 2 als zweites Ausführungsbeispiel das nach Abb. 1 abgeänderte
Prüfgerät, bei dem das eine Glied des Gestänges in einen Taster lendigt und das
andere Glied des Gestänges die Anzeigevorrichtung trägt, Abb. 3 das dritte Ausführungsbeispiel
eines Prüfgerätes, bei dem die beiden Glieder des Gestänges durch einen Zahnradtrileb
miteinander zu einer gegenläufigen Bewegung gekuppelt sind, Abb. 4 das vierte Ausführungsbeispiel,
bei dem die beiden Glieder des Gestänges durch einen zweiarmigen Hebel zu einer
gegenläufigen Bewegung miteinander gekuppelt sind, Abb. 5 und 6 das fünfte Ausführungsbeispiel
in Ansicht und Seitenansicht, b!ei dem das Gestänge als ein auf die Anzeigevorrichtung
wirkender Fühlhebel ausgebildet ist.
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Nach Abb. I enthält bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Prüfgerät
ein Gestänge, bei dem die beiden Glieder I und 2 durch ein Parallelogrammgestänge,
dessen Glieder mit 3 uüd 4 bezeichnet sind, miteinander gekuppelt sind. Das Glied
1 ist an einem räumlich feststehenden Bolzen 5 und das Glied 4 an einem Kurbelzapfen
6 angelenkt, der an einem in seiner Länge verstellbaren Kurbelarm 7 gelagert ist.
Das Glied 2 trägt an seinem dem Kurbelzapfen abgekehrten Ende eine Meßuhr S mit
einem Fühltaster 9. Mit 10 ist ein äußerer Kugellagerlaufring bezeichnet, bei dem
der Radius der Rille 11 geprüft werden soll. Das Übersetzungsverhältnis der Glieder
des Gestänges ist so gewählt, daß die Spitze des Fühltasters bei einer Umdrehung
des Kurbelzapfens einen Kreis beschreibt, dessen Radius doppelt so groß wie die
Länge des Kurbelarmes 7 ist. Der Kugellagerlaufring ist so zu prüfen, daß die die
Bewegung der Fühltasterspitze enthaltene Ebene die Achse des Kugellagerlaufringes
enthält. Die Messung beginnt, wenn der Eurbelzapfen 6 in seinem unteren Totpunkt
steht. Bei dieser Stellung wird der Kugellagerlaufring so weit in der Höhe verstellt,
bis der Fühltaster die tiefste Stelle der Rille berührt. Dann wird der Kurbelarm
hin und her geschwenkt; hierbei gleitet der Fühltaster über die zu prüfende Fläche,
und eine Abweichung von dem Sollmaß macht sich durch einen Ausschlag an der Meßuhr
bemerkbar.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 das im wesentlichen
der Anordnung nach Abb. 1 entspricht, endigt im Gegensatz zu dieser Anordnung das
Glied 2 in einen Fühltaster 12, der mittels einer an dem Glied 2 und der Unterlage
des Prüflings 10 befestigten Zugfeder 13 gegen die zu prüwende Fläche gedrückt wird.
In diesem Falle wirkt das dem Kurbelzapfen abgekehrte Ende des Gliedes 1 auf den
ihm zugeordneten Fühltaster der räumlich feststehenden Meßuhr 8.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 sind die beiden Glieder
1' und 2' des Gestänges je mit einer Zahnstange 14 bzw. I5 versehen. Diese Zahnstangen
sind mittels eines auf dem Rurbelzapfen 6 sitzenden Zahnritzels 16 zu einer gegenläufigen
Bewegung miteinander gekuppelt. Das dem Kurbelzapfen 6 abgekehrte Ende des Gliedes
I' ist mit seinem Zapfen I7 ausgerüstet, der in einer räumlich feststehenden Kulisse
18 geführt wird. Dieser Zapfen wirkt auf den Fühltaster der Meßuhr 8 ein.
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Die Glieder 1' und 2' sind in einem Führungsgehäuse 19 verschiebbar
gelagert. Trägt das Glied 2' die Meßuhr 8, so ist das Glied I' mit seinem Zapfen
17 angelenkt zu denken.
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Das vierte Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 zeigt eine Abwandlung
des zu einer gegenläufigen Bewegung der beiden Glieder I' und 2' dienenden Mitteils.
Statt des Zahnradtriebes ist hiler ein zweiarmiger Hebel 20 vorgesehen, der an dem
Kurbelzapfen 6 drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck sind die dem Kurbelzapfen zugekehrten
Enden der Glieder 1" und 2" je mit einer Kulisse 21 bzw. 22 versehen, in der das
als Zapfen ausgebildete Ende des Hebels 20 gleitet. Das für die Führung der Glieder
1" und 2" dienende Führungsgehäuse ist mit 23 bezeichnet.
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In diesem Falle trägt das Glied 2" die M'eßuhr 8 mit dem Fühltaster,
und das Glied 1" ist an einem räumlich feststehenden Bolzen 5 angelenkt. Die Meßuhr
kann entsprechend der Anordnung nach Abb. 3 auch dem Glied 1" zugeordnet sein.
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Bei dem in Abb. 5 und 6 dargestellten fünften Ausführungsb:eispiel
ruht auf einer Grundplatte 24 ein Ständer 25, an dem eine waagerecht liegende Welle
26 gelagert ist. An dem einen Ende dieser Welle sitzt eine Kulisse 27, deren Kulissenstein
28 mittels einer Stellschraube 29 über einen Stellgriff 30 so verschoben werden
kann, daß die Achse eines an dem Stein 28 befestigten zylindrischen Zapfens 31
parallel
zu der Achse der Welle 26 bleibt. Der Abstand zwischen der Achse des Zapfens und
der der Welle, also die Länge des durch die Stellschraube 29 für den Zapfen 31 gebildeten
Kurbelarmes ist veränderbar, und zwar läßt sich die Kurbelarmlänge mittels einer
auf der Kulisse 27 angebrachten Millimeterteilung 32 und eines dieser Teilung zugeordneten,
auf dem Kulissenstein 28 vorgesehenen Zeigers 33 sowie mittels eines mit dem Stellgriff
30 verbundenen Nonlus 34 einstellen. Dlem Zapfen 31 kann mit einem auf dem anderen
Ende der Welle 26 sitzenden Tellerrad 35 eine kreisende Bewegung erteilt werden.
Auf der konisch ausgebildeten Seitenfläche des Tellerrades ist eine Winkelteilung
36 angebracht, der ein Zeiger 37 zugeordnet ist. Diieser Zeiger ist auf einem seitlich
an dem Ständer 25 sitzenden Arm 38 vorgesehen. Der Ständer 25 läuft in einen zweiten
Arm 39 aus, an dem ein senkrecht zur Grundplatte 24 verschiebbarer Bolzen 40 mit
rechteckigem Querschnitt und eine Meßuhr 41 gelagert sind. Der Bolzen 40 ist mit
einer Querschiene 42 versehen, die auf dem Zapfen 31 ruht und gegen diesen zusätzlich
durch eine an dem Zapfen 31 und jlenem Bolzen angeschlossene Zugfeder 43 gedrückt
wird An dem Bolzen 40 sitzen ferner zwei Lagerarme 44 (in den Abbildungen ist nur
der eine sichtbar), an denen ein doppelarmiger Fühlhebel um einen Bolzen 45 schwenkbar
gelagert ist. Der eine Arm 46 dieses Fühlhebels trägt lein Tastglied 47, während
der andere Arm 48 auf einen Fühlbolzlen 49 der Meßuhr 41 wirkt und in einer am Bolzen
40 entsprechend vorgesehenen Aussparung 50 schwingen kann. Der Hebelarm 46 trägt
außerdem ein zur Einstellung des Meßdruckes dienendes verschiebbares Gewicht 51.
Auf einem Tisch 52, der mit seinem Tragbein 53 in einem Ständer 54 steht und mit
einer Stellschraube 55 in die Höhe verstellbar ist, ist eine in Kugellagern 56 geführte
Tischplatte 57 so gelagert, daß ihre Bewegungsrichtung senkrecht auf der Achse des
Zapfens 31 und auf der Bewegungsrichtung des Bolzens 40 steht. An der Tischplatte
57 sitzt ein Arm 58, der mit einer auf dem Zapfen 31 gleitenden Querschiene 59 versehen
ist. Mit einer an dem Zapfen 31 und an dem Arm 58 befestigten Zugfeder 60 wird die
Querschiene 59 gegen den Zapfen 31 gedrückt, so daß bei einer kreisende Bewegung
dieses Zapfens die Tischplatte 57 eine hin und her gehende Bewegung ausführt. Auf
der Tischplatte 57 ist ein Kreuzschlitten gelagert, dessen untere Tischplatte 61
in Richtung der Bewegung der Tischplatte 57 mittels einer Stellschraube 62 und dessen
obere Tischplatte 63 senkrecht zu dieser Bewegung mittels einer Stellschraube 64
fein verstellt werden können.
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Der aus einem äußeren Kugellagerlaufring Io blestehende Prüfling,
an dem der Rilienradius der Kugelrille geprüft werden soll, liegt in seinem auf
der Tischplatte 63 aufgesetzten V-förmigen Lagerkörper 65.
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Mit diesem Prüfgerät wird folgendermaßen gearbeitet: Zunächst wird
der Prüfling I0 in dem Lagerkörper 65 so ausgerichtet, daß die die Achse des Kugellagerlaufringes
enthaltende Meßebene parallel zu der Bewegungsrichtung der Tischplatte 57 liegt
und mit der die Tastgliedbewegung enthaltenden Ebene zusammenfällt. Dann wird die
Länge des für den Zapfen 3 1 dienenden Kurbelarmes, die dem Sollmaß des Rillenradius
entspricht, mit dem Stellgriff 30 an der Teilung 32 eingestellt und das Tellerrad
35 so weit gedreht, daß der Zapfen 31 seine tilefste Lage einnimmt, also im unteren
Totpunkt liegt. Bei dieser Stellung des Zapfens 31 muß ebenfalls das Tastglied 47
an der tiefsten Ste:le der Rille des Kugellagerlaufringes stehen. Mittels einer
Stellschraube 66 wird die Meßuhr 41 gehoben oder gesenkt, bis ihr Zeiger 67 die
Nullage eingenommen hat. Hierauf beginnt die eigentliche Prüfung, indem das Tellerrad
35 hin und her gedreht wird; hierbei gleitet das Tastglied 47 an der Wandung der
Rille des Kugellagerlaufringes entlang, da entsprechend der Drehbewegung des Zapfens
38 der Prüfling 10 hin und ber geschoben und das am Fühlhebel sitzende Tastglied
47 gehoben oder gesenkt wird. Der Ausschlag des Zeigers 67 an der Meßuhr 41 gibt
ein Kriterium für die Größe der Abweichung des Rillenradius von seinem Sollmaß,
und der Zeiger 37 zeigt an der auf dem Tellerrad 35 angebrachten Teilung 36 die
Stelle an, an der die Abweichung vorhanden ist.