SE456369B - Anordning for kontroll av lopbanan hos en lagerring - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 Åtal-fräsa u f 2- - som är i stånd att utföra mycket snabba mätoperationor så att den kan samarbeta med de snabba slipmaskiner, som vid produktion till- verkar ringarna. _ _ Ett annat ändamål är att åstadkomma en flexibel anordning, som lätt kan anpassas till kontroll av olika linjära dimensioner hos rringen och för att kontrollera ringar som har olika basdimensioner.

Dessa och andra ändamål uppnås med hjälp av en anordning för att kontrollera lagerringars löpbanor, där drivorganen är anordnade att styra sveprörelsen längs den transversella riktningen med en periodicitet som är väsentligtnlägre än den för sveprörelsen längs längdriktningen och av att sígnalbehandlingsorganen behandlar signalerna från mätorganen för àstadkommande av en signal som väsentligen är beroende av de radiella dimensionerna för lager- ringen motsvarande en mångfald tvärsnitt för löpbanan..

Anordningen enligt uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, som visar utföringsexempel. §ig_l visar sâlnnda en schematisk.vy av en anordning för att kontrollera diameterdimensionerna hos en ring.vid bottnen av löp- banan och som har en cirkulär transversell periferi, enligt en särskilt lämplig utföringsform av uppfinningen. Eig_E visar en schematísk vy av en anordning för att kontrollera läget hos en lagerringsbana som har en cirkulär transversfll kontur. fig_§ visar några detaljer av anordningen enligt fig 1. §ig_í visar en hori- sontal sektion av detaljerna'i¿fig 3. §ig_§ visar en planvy av vissa detaljer av anordningenbenligt-fig 2. §ig_§.visar-en för- enklad sidovy, vriden 90°, av några detaljer-av anordningen enligt fig 2._§ig_1 visar en vertikalsektion av detaljer i fíg S. fig_§ visar ett diagram över de elektroniska kretsarna i anordningen enligt fig 1 och jig_§ visar ett diagram av över-de elektroniska kretsarna hos anordningen enligt fig 2, De anordningar-som visas i fig 1,3 och 4 innefattar ett fast stativ 1 med en roterbar plåt-2 och en rörlig arm 3. Den rörliga plåten 3 är inbyggd i en urtagning 4 i stativet 1 och är via en axel 5 kopplad till en motor 6, som är-fästad vid basen 1. i En kullagerring 7, vars diameter vid bottnen av löpbanan 8 skall uppmätas, placeras på den roterande plåten 2.

Två stänger 9, 10 är kopplade till stativet 1 via inställbara förbindelser, som inte visas på ritningen. Vid ändarna av stavarna 9 och 10 är skor 11,12 anordnade, som anligger mot löpbanans 8 yta och positionsringen 7, i förhållande till stativet 1, på ett äxw 10 15 20 25 30 35 40 456 369 sådant sätt, att ringens axel är excentrisk i förhållande till rotationsaxeln av den roterande plåten 2.

Två rullar 13,14 är kopplade till en axel 15, och berör sidorna av ringen 7 mitt emot den sida som vilar pà plåten 2.

'Spindeln 15 är kopplad till den rörliga armen 16, som är sväng- bart-lagrad på ett sätt som inte visas på ritningarna, vid stativet 1; icke_visade fjädrar förbundna med armen 16 och basen 1, gör att rullarna 13,14 appliceras på ringen 9 med en kraft-i axíell rikt- ning.

Den rörliga armen 3 är svängbart-lagrad vid basen 1 via ett cylindriskt gångjärn 17 och kan röra sig längs en církelböjd bana.

Två mäthuvuden 18,19 är kopplade till den rörliga armen 3 på ett ínställbart sätt längs-longitudinella riktningen av armen 3. Mät- _ huvudena 18 och 19 innefattar rörliga armar 20,21 med relevanta avkännare 22 och 23 och icke visade lägesbestämmare, lämpligen av differentialöverföringstyp, för att transformera rörelserna hos de rörliga armarna 20,21 till elektriska signaler.

En kam 24 roterar runt en tapp 25 som är fäst vid statívet 1 och överför till den rörliga armen 3 en fram- och àtergàende oscíllerande rörelse runt-ett centrum 26 för gångjärnet 17. Rörel- sen hos den mobila armen 3 gör att mäthuvudena periodískt närmar sig och går bort i från ringen 7.

Den rörliga armen 3 är tillräckligt läng och_1yftet hos kammen 24 är tillräckligt litet för-att närmandet och fjärmandet av mät- huvudena 18; 19 kan anses ske i huvudsak längs en rät linje parallel med den geometriska axeln av ringen 7.

En cylinder 28 kopplad till stativet 1 omsluter en kolv 29, som är förbunden med en rörlig arm 3 via en vevstake 30 och en fjäder 31. Cylindern 28 och kolven 29 kan förflytta den rörliga armen 3 bort från ringen 3 för att tillåta ett borttagande av den ring som redan kontrollerats och flytta in en ny ring som skall mätas; därefter-återgår-cylindern 28 och kolven 29 och àterför den rörliga armen 3 till mätpositíon i kontakt med kammen 24.

Mäthuvudena 18 och 19 innefattar-tillbakadragningsanordningar, icke visade, som flyttar armarna 20 och 21 bort fràn löpbanans 8 yta, detta för att cylindern 28 och kolven 29 skall kunna förflytta den rörliga armen 3 innan operationerna börjar för borttagande av den ring som redan mätts och för-ínlastníng av en ny ring.

En fjäder 32, förbunden med den rörliga armen 3 och stativet 1, är anordnad för att balansera vikten av armen 3 och mäthuvudena 10 15 20 25 30 35 40 456 369 18,19; fjädern 31 är dimensio bringar till ett-minimum de d spänningar, som uppkommer Anordningen arbetar på fö anordning, känd i och för sig 7, som skall mätas till plåte ' Armen 16 flyttar rullar 13,14 sådant-sätt, att ringen bibri pressar ringen 7 mot plåten 2 Sedan åstadkommer motorn nerad på sådant sätt, att den ned- ynamiska påkänningar och andra i de olika elementen i anordningen. ljande sätt: En automatisk laddnings- och därför-inte visad, flyttar ringen n 2 och stöder den mot-skorna 11,12. till kontakt med ringen 7 på ett ngas en kraft i axiell riktning, som 5 att plåten 2 roterar och beroende I på den kombinerade effekten av excentriciteten mellan ringens 7 axel och rotationsaxeln hos den roterade plåten 2 och av friktionen mellan ringen 7 och plåten 2, axel med en hastighet-som i huvudsak är densamma som bringas ringen 7 att rotera runt sin den roterande plåtens 2 och dessutom pressas ringen mot-skorna 11,12.

Cylindern 28 och kolven 2 den till mätläge i kontakt me armen 3 når mätläget, åstadko rörliga armarna 20 och 21 att avkännarna 22 och 23 kommer i Kammen 24 åstadkommer en 9 sänker den rörliga armen 3 och rör d kammen 24. Så snart den rörliga mmer återföringsanordningen för de -dessa närmas ytan av löpbanan 8 och kontakt med den yta som skall mätas. fram- och àtergående rörelse hos den rörliga armen 3 längs en transversell riktning av löpbanan 8, under det att rotationen av plåten_2,'som ovan nämnts, åstadkommer att ringen 7 roterar.

Som en följd av dessa två ytan av löpbanan 8 längs linj armar 20,21 överför rörelsern duktorer hos de relevanta mät mätsígnaler, som motsvarar de i de punkter som kontaktas av Som schematískt-visas i f ástadkommes av transduktorern oscillation hos den rörliga a minimum, som avkännes av kret värden som är representativa i överensstämmelse med de två under.varje oscíllation.

Maximumvärdet för mätsignalerna, som avkänneg oscillation summeras sedan av signalen från summeringskrets rörelser avkänner avkännarna 22 och 2 en med den oscíllerande formen. Rörlig a hos avkännarna 22,23 till trans- huvudena 18,19 för att åstadkomma radiella dimensionerna hos ringen 7 avkännarna 22,23. ig 8 sammanfattas mätsignalerna som a i mäthuvudena 18,19 under varje rmen 3 till ett maximum eller möjligen sar-33,34, för de radiella dimensionerna av ringe som avkänner respektive banorna av löpbanan, som kontrolleras under varje en summeringskrets 35; den utgående en är indikatív för de diametrala a 10 15 20 25 30 35 40 ä 5 456 369 dimensionerna hos ringen 7 i överensstämmelse med bottnen av löp- banan 8 eller, korrektare uttryckt av avvikelserna i dessa dimen- sioner frán det nominella eller basvärdeta Den summerade signal, som åstadkommes av kretsen 35, överföres till en índikerande enhet-36, som också kan styra en eventuell sorteringsanordning, förbunden med apparaten, som kan sortera ringarna i överensstämmelse med olika klassificeringsgrupper.

Avkännandet av maximumvärdet under varje oscillation hos rörel- sen av armen 3 styres av icke visade avkänningskretsar, som pâ- verkas av läget hos kammen 24 eller läget hos den rörliga armen 3. De avkännande kretsarna kontrollerar impulserna från kretsarna 33,34 och från kretsen.35 på sådant sätt, att enheten 36 kontinuer- ligt mottager en signal, som indikerar ringdiametern vid'1öpbanans botten.

Vid anordningarna enligt fig 2,5,6 och 7 är delar som är lik- nande eller ekvivalenta med de ovan beskrivna markerade med samma referenssiffror och kommer därför icke att närmare beskrivas. Det bör påpekas att anordningarna enligt fig 2, S,6,7 och 9 kan an- vändas i och för sig eller i kombination med anordningarna enligt fig 1,3,4 och 8.

Ett ensamt mäthuvud 18 med en rörlig arm 20 och en avkännare 22 är kopplad till armen 3; detta mäthuvud avkänner radiella di- mensioner hos ringen enligt vid löpbanan 8.

Ett mäthuvud 37 har en avkännare 38 (fig 5,6) och är kopplat till en arm 39, som är fästad vid stativet 1. Mäthuvudet 37 är utrustat för att avkänna-förflyttningar hos den rörliga armen 3 som ästadkommes av kammen 24.

Ett mäthuvud 40 med en avkännare 41 är förbunden med stativet via en arm 42 och avkänner läget hos sidan 43 på ringen 7 i för- hållande till stativet 1.

Vid den utföringsform som.visas i fig 5,6 och 7 är istället för ett gångjärn 17 med centrum 26 anordnad en flat fjäder 44, kopplad till den rörliga armen 3 och till basen 45 av armen 39.

Sektionen av fjädern 44 mellan armen 3 och basen 45 verkar som ett centrum för en svängningsrörelse av armen 3. Denna lösning, känd i och för sig, åstadkommer-ett centrum utan friktion.

De elektroniska kretsarna hos anordningarna enligt fig 5,6 och 7 beskrives med referens till diagrammet i fig 9.

Den mätsignal som åstadkommas av mäthuvudet 18 överföres till en toppavkännande krets 46 och till en styrkrets 50. 10 15 20 25 30 35 40 456 369 En differenskrets'47 subtraherar en konstant kvantitet C från de värden som levereras av kretsen 46; de värden som erhålles på detta sätt översändes till en minneskrets 48, vars utgång är kopplad till en styrkrets S0.

De signaler som åstadkommes av mäthuvudena 37 och 40 över- föres till en processkrets 49, vars Utgång är förbunden med en utjämnande krets 51._Den utjämnande kretsen 51 påverkas av en styrkrets S0 i beroende av de värden som samlats ihop av minnes- kretsen 48 samt på värden som översänts som mätsignaler-av huvudet 18.

En klockkrets 54 har en input som är förbunden med en avkän- nande anordning (icke visad) som avkänner.vinkelläget-hos kammen 24 och vars utsignalöverförs till toppkretsen 46, minneskretsen 48 och utjämningskretsen 51 för kontroll och synkronisering av deras arbete.

Anordningen arbetar på följande sätt: ringen 7 överföras till plåten 2 och placeras i förhållande till basen eller stativet 1 och bringas att rotera i förhållande till stativet 1 på det sätt som ovan beskrivits för anordningen enligt figurerna 1, 3 och 4.

Den rörliga armen 3 förflyttas till mätläge av kolven 29 och kammen 24 åstadkommer en oscillerande rörelse hos mäthuvudet 18 i en riktning som är transversel1.mot löpbanan 8.

Avkännaren 22 ligger i köntakt med_löpbanans yta och beskriver på denna en oscillerande bana, och som en följd härav åstadkommer mäthuvudets 18 transduktor-en mätsignal, som motsvarar ringens radiella dimensioner i de punkter-som den kontaktas av avkännaren 22.

Under.varje oscillation av rörelsen av den rörliga armen 3 behandlas ovannämnda mätsígnal av en maximumavkännande krets 46, som upptäcker ett maximalt (eller möjligen minimalt) värde hos signalen. Varje maxímumvärde som erhålles på detta sätt represen- terar ringens radie.víd_löpbanans botten av den del av löpbanan som avkändes under varje oscillation vid rörelsen av mäthuvudet 18.

Mätsígnalerna som åstadkommas av mäthuvudena 37 och 40 behand- _1as av processkretsen 49. Den utgående signalen från processkretsen 49 representerar i varje ögonblick avståndet mellan avkännaren 22 och sidan av ringen 7. I För-att bättre förstå anordningens verkningssätt betraktar vi exempelvis den (i-1) oscillationen av mätningshuvudet 18.

Under denna svängning påverkar svängningskretsen 54 maximal- kretsen 46, som detekterar maxnnuvärdet av mätsignalen som åstadkomes från mät- 4313., _ . 10 15 20 25 30 35 40 7 4s6aza9 huvudet 18. Differenskretsen 47 subtraherar en konstant kvantitet C från maximivärdet-och differenssignalen upplagras i minneskretsen 48, ástadkommen av kretsen 54 vid slutet-av (i-1)-oscillationen.

Minneskretsen 48 fungerar som en fördröjningskrets, som åstad- kommer att differenssignalen som memoreras vid den (i-1)-oscil-' lationen översändes till styrkretsen 50 under i-oscillatíonen.

Utjämningskretsen 51 styres av styrkretsen 50 när den mät- sígnal som åstadkommes av mäthuvudet-18 blir lika med det differens- värde som är upplagrat i minnet vid' (i-1)-oscillationen.

Om värdet av konstanten C är lämpligt valt under den i svängningen blir den mätsignalsignal som åstadkommes av mäthuvudet 18 densamma som det värde som lagrats i minnet under oscillationen (i-1) fyra gånger, två gånger under det närmande slaget av mäthu- vudet 18 mot den roterande plåten 2 och två under det bortifrån gående slaget, varför utjämningsenheten S1 fyra gånger erhåller en signal från kretsen 50. _ Medelvärdeskretsen S1 som styres av kretsen 54 samlar i minnet separat de fyra värdena av signalen som levererats av processkret- sen 49 och som motsvarar de ögonblick då den alstrades och därefter beräknas medelvärdet av de fyra värdena. Man kan med god approxima- tion antaga, att de fyra.värdena hos avkännaren 22 som motsvarar de fyra värden som memorerats av medelvärdeskretsen 51 är två och tvà_lika i fråga om avståndet från bottnen av den del av löp- banan som kontrolleras under ' i svängníngen och följaktligen representerar det medelvärde som framräknats av kretsen 51 distan- sen från bottnen av löpbanans avkända del av sidan 43 av ringen 7.

Det medelvärde som bestämts av kretsen S1 används för att upp- datera ett minne 52 vid vars ' utgång kontinuerligt föreligger - emedan liknande kommentarer som gjorts för den i svängningen är giltiga för alla svängningar som utföres under kontrollen av ringen 7 - en signal som representerar i stort sett den (möjligen varíablaj distansen mellan punkterna på löpbanans 8 botten till sidan 43 av ringen 7.

Den sistnämnda signalen kan överföras till ett indíkerande instrument 52 eller kan användas för att styra en sorteringsanord- ning som samverkar med apparaten.

För att erhålla tillräckligt säkra mätningar med de två an- ordningar som beskrivits ovan, måsta perioden för de periodiska svängningarna hos armen 3 vara betydligt lägre än den tid som är lïödvändig för att ringen 7 skall utföra ett komplett varv rumt sin axel. 10 '15 20 25 30 456 369 I praktiken har anordningar enligt uppfinningen byggts med en period för den oscillerande rörelsen som är 10-20 gånger lägre än ovannämnda tid och med en komplett mätningstid för en ring av 5 sekunder.

Den ovan beskrivna anordningen kan ställas in för att kontrol- lera ringar med olika huvudmátt; för-detta ändamål är det vid den första anordningen tillräckligt att flytta stängerna 9 och 10 med skor 11 och 12 sä att-de lokaliserar avkännarna 22 och 23 i ett diametralt plan av ringen och att förflytta mäthuvudena 18,19 longitudinellt längs den rörliga armen 3 för att-anpassa deras av- stånd till den nominella diametern av den ring som skall mätas.

Liknande operationer är också möjliga när det gäller den andra av de beskrivna apparaterna.

Den andra anordningen kan efter enkla förändringar i kretsar- na användas för att kontrollera t.ex den transversella formen av löpbanan. Om den transversella konturen har formen av en cirkelbàge och ringens radie avkännes under varje oscillation i tre olika radiella plan som går genom löpbanan och det relativa avståndet mellan de tre planen är det-möjligt att mäta deviationen från den reella diametern hos konturen i förhållande till den nominella kon- turen.

Den beskrivna anordningen kan.varieras betydligt. Sålunda kan i den andra apparaten transduktorn som är kopplad till gång- järnet 17 ersättas med mäthuvndet-37 och transduktorn kan användas för att mäta vinkelförskjutningen av den mobila armen 3.

Det är också möjligt att eliminera mäthuvudet 41 om plåten 2 kan anses vara tillräckligt exakt referens för sidorna av ringen 7.

Det-är uppenbart att andra förändringar och varianter kan göras i den ovan beskrivna och visade anordningen utan att uppfin- ningstanken därför frångås.

Claims (10)

q 'r 456 369 P a t e n t k r a v

1. Anordning för kontroll av löpbanan (8) hos en lagerring (7), med mätorgan (18, 19; 37, 40) innefattande åtminstone en avkännare (22, 23) anordnad att samvera med löpbanans (8) yta, stödorgan (1-3) för stödjande av lagerringen (7) och mätorganen (18, 19; 37, 40) och för medgivande av en relativ rörelse mellan lagerring och mätorgan, varvid denna relativa rörelse innefattar periodiska relativa sveprörelser för avkännaren (22, 23) på löp- banans (8) yta med en första fram- och återgående sveprörelse längs en transversell riktning och en ytterligare sveprörelse löpbanans (8) longitudínella utsträckning, varvid drivorgan (6, 24) för styr- ning av den relativa rörelsen och signalbehandlingsorgan (33-36; 44-53) är anslutna till mätorganen (18, 19; 37, 40), k ä n n e- tee c k n a d a v att drivorganen (6, 24) är anordnade att styra sveprörelsen längs den transversella riktningen med en periodici- tet som är väsentligt lägre än den för sveprörelsen längs längd- riktningen och av att signalbehandlingsorganen (33-36; 44, 53) be- handlar signalerna från mätorganen (18, 19; 37-40) för åstadkomman- de av en signal som väsentligen är beroende av de radiella dimen- sionerna för lagerringen (7) motsvarande en mångfald tvärsnitt för löpbanan (8).

2. Anordning enligt krav 1 för att mäta löpbanor (8) som har krökt transversell kontur, k ä n n e t e c k n a d a v att signalbehandlingsorganen (33-36) är anordnade att detektera värde- na hos signalerna som motsvarar de radiella dimensionerna hos lagerringen (7) i överensstämmelse med bottnen av löpbanan (8).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att mätorganen innefattar tvâ mäthuvuden (18, 19) med avkännare (22, 23) anordnade att ligga i samma axialplan av lagerringen (7) var- vid signalbehandlingsorganen (33-36) är anordnade att avkänna maximum eller minimum-värdena hos utgångssígnalerna från mäthuvudena (18, 19) under var och en av oscillationerna Hos den första fram- och återgående rörelsen och att leverera en summasignal av dessa maximum- eller minimumvärden som hänför sig till motsvarande svängningar hos avkännarna (22, 23), varvid summasignalen indikerar de diametrala dimensionerna hos lagerringen (7) i förhållande till bottnen av löpbanan (8).

4. Anordning enligt krav 2, k ä n n_e t e c k n a d a v att mätorganen innefattar två avkännare (22, 23) i kontakt med löpbanan (8) yta och en mätanordning (37) anordnad att ge en ytterligare 456 369 '° Å mätsignal för att avkänna läget för avkännarna (22, 23) på löp- banans (8) yta i transversell riktning för löparna (8) varvid signalbehandlingsorganen är anslutna till mätanordningen (37) för att avkänna läget för löpbanan (8) i botten för lagerríngen (7).

5. S. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att signalbehandlingsorganen (46-S3) är anordnade att åstadkomma en maximum- eller minimumsignal som motsvarar värdena på de radiella dimensionerna hos lagerríngen (7) i övrensstämmelse med löpbanans (8) botten varvid dessa värden avkännes under varje svängning hos den första fram- och återgående rörelsen varvid signalbehandlings- organen (46-S3) dessutom.är anordnade att subtrahera ett konstant väfde från dessa värden på radialdimensionen och att i ettxminne upplagra den resulterande skillnadssignalen, varvid sígnalbehand- lingsorganen (46-53) utvärderar läget hos löpbanans (8) botten genom en mdelvärdesberäkning av värdena på de ytterligare mät- ningssignalerna, vilka avkänns som beroende av den resulterande dífferenssignalen.

6. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att mätorganen innefattar mäthuvuden (18, 19) med avkännare (22, 23) anordnade att ligga i kontakt med löpbanans (8) yta varvid stöd- organen innefattar ett fast stativ (1) med positioneringsanord- ningar (11, 12) för lagerríngen (7), samt en stödanordning (39) för mätningsanordningen och en rörlig arm (3) för att uppbära mät- huvudena (18, 19), varvid den rörliga armen är rörlig i förhållande till detffasta stativet (1) med en fram- och återgående vinkel- rörelse för att åstadkomma den första fram- och återgâende rörelsen.

7. Anordning enligt krav 6; k ä n n e t e c k n a d a v att den ytterligare sveprörelsen innefattar en rotationsrörelse för lagerríngen (7) kring dess geometriska axel.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att stödorganen och drivorganen innefattar en motoriserad roterande platta (2) som uppbär lagerríngen (7) samt anliggande organ (13, 14) för att anligga mot lagerríngen (7) och hålla den mot den roterande plattan (2).

9. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d a v att drivorganen innefattar en roterbar excentrísk anordning (24) för att överföra den fram- och återgående vinkelrörelsen till den rörliga armen.

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att mätorganen och drivorganen innefattar en tillbakadragande anordningar CA 'gß-Ãga-åjåtf L ' *' 456 369 för att röra avkännarna (22, 23) bort från löpbanans (8) yta samt en kontrollanordníng (28, 31) för att röra den rörliga armen (3) bort från det fasta statívet '(1) för att tillåta uttagande av en lagerring (7) som redan uppmätts och för att flytta in en ny lagerring, som skall mätas.