NL8201723A - Werkwijze en inrichting voor het meten van de samenwerkende trekkrachten in geklonken verbindingen. - Google Patents

Description

o . f N.0. 31*052 - 1 -

Werkwijze en inrichting voor het meten van de' samenwerkende trekkrachten in geklonken verbindingen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een betreffende inrichting voor het meten van de samenwerkende trekkrachten in geklonken verbindingen, in het bijzonder op geklonken verbindingen van kooien van rechte rollagers met grote afmetingen 5 als gebruikt bij spoorrailssystemen.

Bij rechte rollagers met grote afmetingen is de in ruime mate gebruikte vorm van de rolgeleidingskooi die waarbij de verbinding wordt verkregen door klinken van een ring met rechthoekige dwarsdoorsnede, ring genoemd, aan een andere ring, penring genoemd, 10 die vast is verbonden op evenveel pennen als er rollen aanwezig zijn waartussen zij zijn geplaatst.- Ben dikke cilindrische zone wordt dus gevormd die openingen bezit waarin de rollen vrij kunnen roteren.

In het verleden werd de sterkte en dus de levensduur 15 van de kooi nadelig beïnvloed door de spanningen die optreden bij· moderne rotatiesnelheden,en het lager bereikte het einde van zijn levensduur als gevolg van slijtage van het staal waarvan de' onderdelen ervan zijn vervuild. In feite- waren de materialen en de bewerking niet van zo'n hoge kwaliteit en uitvoering als zij tegen-20 woordig zijn. In de laatste jaren echter zijn de rechte kogellagers beter geconstrueerd, maar zijn onderworpen aan hogere spanningen en vinden hun eigen grens in de kooi, namelijk door losraken en daarop volgend breken van de klinknagels, die gaande in het inwendige van de pennen de verbinding verzekeren van de ring met de penring. Qm-25 dat het een geval is van vermoeidheidsbreuken, die een snel vastlopen van het leger inleiden met als gevolg daarvan het breken van de mechanische organen waarop het is bevestigd, is het duidelijk van groot belang dat de klinknagels een mechanische voorspanning bezitten, die voldoende is om steeds een sterke frictiekoppeling te verzekeren 30 tussen genoemde twee delen die de kooi vormen. Yandaar de noodzakelijkheid van het hebben van de mogelijkheid om de mechanische voorspanning van de klinknagels te controleren door snel en direkt meten zowel gedurende het vervaardigen als van onderhoudswerkzaamheden op de lagers. Tegenwoordig is deze controle onmogelijk voor de la-35 gers die worden gebruikt, en in vele fabrieken wordt de controle uitgevoerd met zeer lange tijdsintervallen, door indirekte methoden 8201723 # Λ (* - 2 - en het vernietigen van het deel dat onderzocht wordt; het gewenste meten wordt dus uitgevoerd door een destructieve, weinig betrouwbare en weinig nauwkeurige werkwijze. Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en een betreffende inrichting voor 5 het uitvoeren van een niet-destructieve controle van geklonken verbindingen, welke werkwijze en inrichting nauwkeurig de reaktie-treksterkte aangeven waaraan de klinknagels zijn onderworpen.

Hit doel wordt met de uitvinding bereikt die betrekking heeft op een werkwijze voor het meten van de mechanische spanning 10 van een klinknagel die ten minste twee naar elkaar gerichte stukken, met elkaar verbindt, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: - het plaatsen van een van de twee stukken tegen een stoporgaan en het plaatsen van een drukorgaan, aanwezig in het vlak van het 15 stoporgaan, tegen het andere van de twee stukken, zodat genoemd drukorgaan en genoemd stoporgaan elkaar kunnen naderen; - het naar elkaar brengen van het stoporgaan en het drukorgaan om genoemde twee stukken tegen elkaar te drukken met een te voren bepaalde kracht om daarin een elastische deformatie te veroorzaken; 20 - en het meten van de lengtevariatie van de klinknagel als gevolg van de drukkracht geïnduceerd in genoemde twee stukken door het onderling naderen van het stoporgaan en het drukorgaan.

He uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van niet-destructieve kwaliteitsproeven op twee 25 door een klinknagel met elkaar verbonden delen, met het kenmerk, dat de inrichting omvat; - een stoporgaan en een drukorgaan die naar elkaar gericht zijn geplaatst en naar elkaar kunnen bewegen tussen het stoporgaan en het drukorgaan waartussen een ruimte aanwezig is voor het opnemen van de 50 twee delen die met elkaar zijn verbonden door ten minste.een klinknagel ; - een aandrijforgaan voor het met een tevoren bepaalde kracht naar elkaar bewegen van het stoporgaan en het drukorgaan om genoemde twee geklonken stukken daartussen samen te drukken onder een tevoren 35 bepaalde kracht; en meetorganen voor het aftasten van de variaties van de lengte van de klinknagel.-

Yoor een beter begrip van de uitvinding wordt een uit-voeringsvoorbeeld daarvan hierna beschreven in de vorm van een niet-40 beperkend voorbeeld aan de hand van de teiaaing, waarin schematisch 8201723 - 3 - & A.

* een proef inrichting volgens de uitvinding voor het beproeven van kooien van lagers is weergegeven.

In de tekening is met 1 een kooi voor lageaS aangegeven, in dit geval een kooi voor rollagers (niet weergegeven) met grote 5 afmetingen ten behoeve van railsystemen, omvattende twee stukken gevormd door een penrihg 2, die is voorzien van een aantal pennen 3> en een ring 4» die bij voorkeur uit koper is vervaardigd en die met elkaar zijn verbonden door een aantal stalen klinknagels 5> die zijn voorzien van geklonken tegenover elkaar liggende eindkoppen 10 respectievelijk 6 en 7» ondergebracht binnen de pennen 3· Be kooi 1 heeft aldus een aantal vensters 8 waarin rollen (niet weergegeven) van genoemd lager kunnen worden ondergebracht, en de stukken 2 en 4 zijn onder een hoek met elkaar verbonden door een wrijvingskoppeling, terwijl, omdat de klinknagels 5 onder spanning zijn gebracht door 15 middel van een voor spanning,. zij de stukken 2 en 4 elastisch samengedrukt tegen elkaar houden.

De kooi 1 wordt aangebracht op een inrichting 9 voor het uitvoeren van een niet-destructieve kwaliteitsproef op ten minste twee stukken van elk type, die naar elkaar zijn gericht en onderling 20 zijn verbonden door ten minste één klinknagel . In het bijzonder kan de inrichting 9 ie mechanische trekspanning of voorspanning opnemen, waaraan de klinknagel 5 is onderworpen. Het is duidelijk dat de inrichting 9, die hierna in detail zal worden besproken, zowel kan worden gebruikt voor het uitvoeren van metingen op de kooi 1 25 als op elke andere geklonken verbinding.

De inrichting 9 omvat een stationair stoporgaan 10 gevormd door een plaat, en een beweegbaar drukorgaan 11 geplaatst voor het orgaan 10 en beweegbaar naar laatstgenoemde als gevolg van de bekrachtiging van een aandrijfinrichting en/of motorinrichting 30 12, bijvoorbeeld gevormd door een luchtcilinder, een hydraulische cilinder, een elektromotor of elke andere inrichting die het orgaan 11 lineair kan bewegen, met een tevoren bepaalde kracht, tegen het orgaan 10. Deze laatste begrenaen daartussen een zitting 13 waarin de stukken 2 en 4 worden geplaatst, zodat laatstgenoemde wor-35 den samengedrukt op elkaar en tegen het element 10 als gevolg van de voortbeweging van het element 11 met een instelbare en tevoren bepaalbare druk, door het bedienen van de aandrijver 12.

Bovendien is de inrichting 9 voorzien van een steunelement 14 voor de kooi 1 en van meetmiddelen 15 omvattende een taster 40 16, die is voorzien van twee tastorganen met veerkrachtige lamellen 8201723 - 4 - 18 die naar elkaar zijn gericht en zo zijn uitgevoerd dat zij kunnen samenwerken met de koppen 6 en 7 van de klinknagel 5 om hun onderlinge verplaatsingen af te tasten en in hoofdzaak de variatie te meten van de lengte van de klinknagel 5 als gevolg van elastische 5 samendrukking van de stukken 2 en 4 tegen elkaar. De middelen 15 omvatten een overbrengorgaan 19 gevormd bijvoorbeeld door vier elektrische spanningsopnemers die zo zijn uitgevoerd dat zij elastische deformaties van de lamellen 18 aftasten die zijn veroorzaakt door verplaatsingen van de koppen 6 en 7· De elementen 10 en 11, in het 10 weergegeven voorbeeld , zijn ringvormig en zijn elk voorzien van een aantal zittingen 20 voor het opnemen van de tastorganen 18 en om daaraan een vrije beweging toe te staan en hun samenwerking met een de koppen o en 7· VolgensAniet weergegeven variant is de inrichting 9 ook voorzien van een tweede meetinrichting gevormd door een tweede 15 opnemer overeenkomstig de opnemer 16, die zo is uitgevoerd dat hij kan samenwerken met oppervlakken 21 en 22 van de stukken 2 en 4 om hun relatieve verplaatsing in de richting van de hartlijn van de klinknagel 5 te meten, en door een elektrische comparator, die zowel is verbonden met de spanningsopnemers 19 als met de overbrengmidde-20 len van de tweede opnemer om de verplaatsing van de oppervlakken 21 en 22 te vergelijken met de variatie van de lengte van de klinknagel 5·

De inrichting 9» door middel waarvan, de werkwijze voor het meten van de spanning van de klinknagel 5» die de stukken 2 en 25 4 verbindt, mogelijk is, werkt als volgts

In de eerste plaats wordt de kooi 1 geplaatst tussen de elementen 10 en 11 zodat deze laatste, als zij elkaar naderen, de stukken 2 en 4 samendrukken tegen elkaar, waardoor de spanning in de klinknagel 5 wordt verlaagd en tegelijkertijd de opnemer 16 zo 30 wordt geplaatst dat de tasters 18 samenwerken met de koppen 6 en 7 van de klinknagel waarvan het gewenst is de spanning te meten. Yervolgens wordt door het aanzetten van de motor 12 het element 11 bewogen naar het element 10, waardoor de stukken 2 en 4 tegen elkaar worden gedrukt die aldus elastisch vervormen en korter worden langs 35 de hartlijn van de klinknagel 5· Deze laatste, die als gevolg van de voorspanning onder spanning komt en elastisch is gedeformeerd door de trekspanning, kan de elastische deformatie compenseren door het reduceren van eigen lengte. De variatie van de lengte van de klinknagel 5 wordt echter opgenomen door de opneemorganen 18 en 40 overgebracht door de overbrengorganen 19 naar geschikte bekende in- 8201723 * ^ Λ ν - 5 - dicatiemiddelen (niet weergegeven).

De werkwijze voorgesteld in de onderhavige aanvrage en uitgevoerd door middel van de inrichting 9 die hierboven is beschreven, omvat dus het samendrukken van de stukken 2 en 4 tegen elkaar 5 in het gebied van enkele pennen 3 om aanleiding te geven tot een elastische samendrukking ervan zodat de klinknagel 5 vrij korter kan worden totdat de gehele elastische deformatie als gevolg van de voorspanning volledig is gecompenseerd. Door het meten van deze ver-korting en als elasticiteitsmodulus (E) van het staal en de doorsnede 10 (S) van de klinknagel alsmede zijn lengte bekend zijn, wordt de waarde van de voorspanning verkregen door de bekende en eenvoudige formule: p _ dl x E x S * “ 1 waarbij dl de lengte variatie is afgetast door de tasters 15· Ea-.15 tuurlijk zijn de vier spanningsopnemers 19,aangebracht op de lamellen 18,op geschikte wijzegeëquilibreerd zodat zij ongevoelig zijn voor elke beweging van de klinknagel 5 gedurende de beweging van de elementen 10 en 11, met uitzondering van de variatie in lengte van de klinknagel 5· 20 Een uitvoering als die hierboven beschreven maakt het mogelijk de waarden van de totale trekspanning voor elke klinknagel 5 van de kooi 1 af te tasten of eenvoudigweg te controleren of deze waarde hoger is dan een bepaald minimum door met behulp van eenvoudige berekeningen geschikte waarden te kiezen voor de drukkracht p 25 die moet worden uitgeoefend in het gebied van de pen 3·

Door.een andere meetinrichting te plaatsen op de kooi 1 in overeenstemming met de niet weergegeven variant, is het mogelijk op dezelfde wijze de vrije slag te meten van het element 11 en aldus de waarden van de spelingen, indien aanwezig, tussen de 30 ring 4 en de penring 2.

Een-voordelige uitvoering voor het regelen van alle pennen tegelijkertijd in het geval van grote hoeveLheden lagers die moeten worden gecontroleerd, kan worden verkregen door de hierboven beschreven uitvoering te verbreden; een drukkroon kan worden ver-35 vaardigd die inwerkt op de gehele kooi 1, welke kooi is voorzien van een aantal zittingen 20 voor het doorlaten van een aantal meet-organen 1è in aantal overeenkomend met dat van de pennen 3· Deze worden binnen de inrichting 9 voorzien van radiale translatieorganen die het tegelijkertijd plaatsen ervan op de kooi 1 mogelijk maken.

8201723 ' - 6 -

Een elektronisch verwerkingscircuit van welbekend type en met een volledig duidelijke werking kan buiten het. regelen van de opeenvolgende handelingen de klinknagels één voor één of zelfs vele daarvan tegelijkertijd aftasten, waarbij alleen de maximale en de minimale 5 waarden daarlangs worden aangegeven, die zijn afgetast en waarbij een alarmsignaal wordt afgegeven in het geval het gecontroleerde stuk onaanvaardbaar is.

Met de werkwijze volgens de uitvinding wordt het te controleren stuk niet vernietigd, zodat het mogelijk is niet alleen 10 een controle uit te voeren van alleen monsters, maar ook een 100-procents controle voor de vervaardigde stukken, alsmede voor die die gedurende revisie opnieuw worden toegepast.

Bovendien is het systeem volgens de uitvinding eenvoudig, betrouwbaar, zuinig en zeer nauwkeurig.

15 ïïiteindelijk is het uit het voorgaande duidelijk dat modificaties en wijzigingen kunnen worden aangebracht in de werkwijze en de betreffende inrichting volgens de uitvinding en wel binnen het kader van de-uitvinding zelf. In het bijzonder is het mogelijk meetinrichtingen van andere typen te gebruiken, of een 20 andere vorm van spanningsopnemers.

- conclusies - 8201723

Claims (7)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het stoporgaan (10) stationair is en het drukorgaan (11) is beweegbaar naar genoemd stoporgaan (10 ) en samenwerkt 20 met een aandrijf orgaan (12) om onder een tevoren bepaalde druk genoemd drukorgaan (11) tegen genoemde twee stukken (2,4) te drukken die tegenover elkaar zijn geplaatst en als gevolg daarvan laatstgenoemde tegen het stoporgaan (10).
2. 5. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het 25 kenmerk, dat het meten wordt uitgevoerd met behulp van een meetinrichting (15) die kan samenwerken met tegenoverliggende koppen (6,7)· van de klinknagel (5) om de onderlinge verplaatsingen ervan af te tasten.
3. 4. Werkwijze volgens conclusie 3, 1 e t het 30 kenmerk, dat het meet orgaan (15) tasters (18) omvat, die gedurende het plaatsen in aanraking worden gebracht met genoemde koppen (6,7) en aldus in aanraking worden gehouden met laatstgenoemde gedurende de opeenvolgende stappen, en een overbrenginrichting (19) is geplaatst voor het meten van de verplaatsing van genoemde tas-35 ters (18).
4. 5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de twee strikken (2,4) worden gevormd door een penring (2) en een ring (4) van een kooi(l) voor rollagers, die met elkaar 8201723 * - 8 - zijn verbonden door een aantal klinknagels (5) , m e t het kenmerk, dat het stoporgaan (10) en het drukorgaan (11) ringvormig zijn en de meetinrichting (15) is aangebracht in het gebied van elk van genoemde klinknagels (5).
5. 6. Inrichting voor het uitvoeren van niet-destruetieve kwaliteitsproeven op twee stukken (2,4) die met een klinknagel met elkaar zijn verbonden, met het kenmerk, dat de inrichting omvat: - een stoporgaan (10 ) en een drukorgaan (11) die tegenover elkaar 10 zijn geplaatst en naar elkaar kunnen worden bewogen, tussen genoemd stoporgaan (10) en genoemd drukorgaan (11) een ruimte is gevormd, die twee stukken (2,4) kan opnemen die met elkaar zijn verbonden door ten minste een klinknagel (5); - aandrijfmiddelen (12) voor het naar elkaar brengen onder een 15 tevoren bepaalde kracht, van het stoporgaan (10) en het drukorgaan (11) om daartussen onder een tevoren bepaalde kracht genoemde twee geklonken stukken (2,4) samen te drukken; en - meetorganen (15) voor het aftasten van de variaties in de lengte van genoemde klinknagel (5). 20 7· Inrichting volgens conclusie 6 voor het uitvoeren van proeven op kooien (1) voor rollagers die bedoeld zijn voor toepassing in spoorsystemen, met het kenmerk, dat het stoporgaan (10) en het drukorgaan (11) ringvormig zijn en elk een aantal zittingen (20) hebben voor het opnemen van genoemde meet-25 middelen (15)·
6. 8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7,met' het kenmerk, dat de meetmiddelen (15) een opnemer (16) omvatten voorzibn van ten minste twee elastische lamellen (18) die tegenover elkaar zijn geplaatst en zo zijn uitgevoerd dat zij samenwerken met 30 tegenover elkaar liggende eindkoppen (6,7) van de klinknagel (5) om hun bewegingen te volgen, en een aantal spanningsopnemers (19), geplaatst op genoemde lamellen (18) die deformaties kunnen aftasten van laatstgenoemde als gevolg van de verplaatsing van genoemde koppen (6,7). 35 9· Inrichting volgens één of meer van de conclusies 6 t/m 8, m e t het kenmerk, dat hij ook tweede meetmiddelen omvat voor het bepalen van de onderlinge verplaatsing van de oppervlakken (20,22) van genoemde geklonken stukken (2,4) en vergelijkingsmiddelen voor het vergelijken van genoemde verplaatsing 40 met de variatie van de lengte van de klinknagel (5)· 8201723 * 5 * - 9 -
7. 10. Inrichting voor het uitvoeren van niet-destructieve kwaliteitsproeven op ten minste twee stukken (2,4) die met een klinknagel met elkaar zijn verbonden, met het kenmerk, dat middelen (10,11,12,15) aanwezig zijn om de werkwijze 5 volgens één of meer van de conclusies 1 tot 5 uit te voeren. 8201723