Gerät zum Prüfen kreisbogenformig begrenzter Querschnitte gekrümmter Flächen, insbesondere solcher von Rillen an Kugellagerlaufringen.
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen kreisbogenförmig begrenzter Querschnitte gekrümmter Flächen, insbesondere solcher von Rillen an Kugellagerlaufringen.
Nach der Erfindung erhält ein solches Gerät ein Tastglied, das über die zu prüfende Fläche hinweggeführt wird und dabei mit einer Anzeigevorrichtung in Verbindung steht, die die Abweichungen von der Kreisbogenform anzeigt, und einen in seiner Länge dem Sollradius des Kreisbogens entsprechend verstellbaren Kurbelarm, mit dessen Hilfe über ein Gestänge dem Tastglied die Abtast- bewegung relativ zum Prüfling erteilt wird.
Als Gestänge verwendet man in vorteilhafter Weise ein solches, das zwei durch ein Parallelogrammgestänge oder zwei zu einer gegenläufigen Bewegung miteinander gekup- pelte Glieder aufweist. Hierbei kann die Anordnung so getroffen sein, dass das eine Glied des Gestänges eine mit dem Tastglied versehene Anzeigevorrichtung trägt und das andere Glied fest angelenkt ist, oder aber das eine Glied endigt selbst als Tastglied und das andere Glied des Gestänges wirkt auf die An zeigevorrichtung 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 Eurbelzapfen befestigtes Za. hnritzel gekuppelt sind, oder sie werden durch einen zweiarmigen, an dem Kurbel- zapfen gelagerten Hebel bei einer Drehung des Kurbelarmes gegenläufig bewegt.
Weiterhin ergibt sich eine vorteilhafte Ausführungsform für das Prüfgerät, wenn das Gestänge einen unmittelbar auf die An zeigevorrichtung wirkenden Fiihlhebel aufweist, und wenn ferner die Anordnung so ge troffen ist, dass der Kurbelzapfen in der einen zweier senkrecht aufeinander stehender Bewegungsrichtungen die Lagerung des Fühlhebels und in der andern dieser beiden Richtungen den Prüfling bewegt, der so gelagert ist, dass die die Bewegung des Tastgliedes des Fühlhebels enthaltende Ebene mit der parallel zur Bewegungsrichtung des Pr flings verlaufenden Messebene zusammenfällt.
Ferner empfiehlt es sich, mit der Drehachse des Kurbelarmes eine Winkelme¯einrichtung zu kuppeln, mit der die Stelle au- gezeigt wird, an der der zu prüfende Quel- schnitt von der Soll-Kreisbogen form abweicht.
Als Anzeigevorrichtung lässt sich mit Vorteil eine Me¯uhr verwenden.
F r den Kurbelarm erhält man eine besonders vorteilhafte Ausbildung. wenn der Kurbelzapfen in einer Kulisse verstellbar ge- lagert ist.
In den Abb. @ bis 6 der Zeichnuy sind beispielsweise fünf Ausführungsformen des Gerätes nach der Erfindung dargestellt. Bei den vier ersten Ausführungsbeispielen ist nur schematisch die Wirkungsweise wiedergegeben. und zwar zeigt
Abb. 1 als erstes Ausf hrungsbeispiel @in Prüfgerät, bei dem die beiden Glieder eines Gestänges dureh ein ParallelogrammgestÏng miteinander gekuppelt sind, wobei das eine Glied dieses Gestänges eine Anzeigevorrich- tung mit einem F'iihltaster trägt,
Abb.
2 als zweites Ausführungsbeispicl ein Prüfgerät, bei dem das eine Glied des Gestänges selbst als Taster endigt und das andere Glied des Gestänges die Anzeigevor- richtung betätigt,
Abb. 3 als drittes Ausf hrungsbeispiel ein Prüfgerät, bei dem zwei Glieder des GestÏnges durch einen Zahnradtrieb miteinander zu einer gegenläufigen Bewegung gekuppelt sind,
Abb. 4 als viertes Ausführungsbeispiel ein Prüfgerät, bei dem zwei Glieder des Gestänges durch einen zweiarmigen Hebel zu einer gegenläufigen Bewegung mit@inand@r gekuppelt sind,
Abb.
5 und 6 als fünftes Ausf hrungsbeispiel ein Prüfgerät in Ansicht und Seitenansicht, bei dem das Gestänge einen unmittel bar auf die Anzeigevorrichtung wirkenden Fühlhebel aufveist.
Nach Abb. 1 enthält bei dem ersten Aus führungsbeispiel das Pr fgerÏt ein GestÏnge. bei dem die beiden Glieder 1 und @ durch ein ParallelogrammgestÏnge. dessen Glieder mit 3 und 4 bezeichnet sind. miteinander gekup- peH sind. Das Glied 1 ist an einem rÏumlich feststehenden Bolzen 5 und das Glied 4 an einem Kurbelzapfen 6 angelenkt, der an einem in seiner Lunge verstellbaren Kurbel- arm 7 gelagert ist. Das Glied 2 trägt an sei- nem dem Kurbelzapfen abgekehrten Ende eine Messuhr 8 mit einem F hltaster 9. Mit 10 ist ein Ïu¯erer Kugellagerlaufring bezeichnet, bei dem der Radius der Rille 11 ge plüft werden soll.
Das Ubersetzungsverhält- nia der Glieder des Gestänges ist so gewählt, dass die Spitze des Fühltasters, wenn derselbe in seiner Nullage festgeklemmt wird. bei einer Umdrehung des Kurbelzapfens einen Kreis beschreibt. dessen Radius doppelt so gross wie die LÏnge des Kurbelarmes 7 ist.
Dieser Kurbelarm wird jeweils so eingestellt, dass er halb so gross ist wie der Sollradius der Rille. Der Kugellagerlaufring ist so zu pr fen, da¯ die die Bewegung der F hltasterspitze enthaltende Ebene die Achse des Kugellagerlaufringes enthÏlt. Die Messung beginnt, wenn der Kurbelzapfen 6 in seinem untern Totpunkt steht. Bei dieser Stellung wird der Kugellagerlaufring so weit in der Holie verstellt, bis der Fühltaster die tiefste Stelle der Rille ber hrt, Dann wird der Sur- belarm hin-und hergeschwenkt ; hierbei glei- tet der Fühltaster über die zu prüfende FlÏche und eine Abwei@hung von dem Sollmass macht sich durch einen. Aussehlag an der Me¯uhr bemerkbar.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Abb. @, das im wesentlichen der nordnung nach Abb. 1 entspricht, endigt im Ge gensatz 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 priifende Fläehe gedrückt wird. Tn diesem Falle wirkt das dem Kurbelzapfen abgekehrte Ende des Gliedes I auf den ihm zugeordneten Fiihl- taster der räumlich feststehenden Messuhr 8.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 sind die beiden Glieder l'und 2'dent Gestänges je mit einer Zahnstange 14 bezw.
15 versehen. Diese Zahnstangen sind mittels eines auf dem Kurbelzapfen 6 sitzenden Zahnritzels 16 zu einer gegenläufigen Bewe gung miteinander gekuppelt. Das dem Kur belzapfen 6 abgekehrte Ende des Gliedes 1' ist mit einem Zapfen 17 ausgerüstet, der in einer räumlich feststehenden Kulisse 18 ge- führt vird. Dieser Zapfen wirkt auf den Fühltaster der Messuhr 8 ein. Die Glieder 1' und 2'sind in einem Führungsgehäuse 19 verschiebbar gelagert. Trägt das Glied 2'die Messuhr 8, so ist das Glied l'mit seinem Zapfen 17 angelenkt zu denken.
Das vierte Ausführungsbeispiel nac. Ii Abb. 4 zeigt eine Abwandlung des zu einer gegenlaufigen Bewegung der beiden Glieder 1' und 2'dienenden Mittels. Statt des Zahnradtriebes ist hier ein zweiarmiger Hebel 20 vorgesehen, der an dem Kurbelzapfen 6 drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweek sind die dem Kurbelzapfen zugekehrten Glieder 1' und 2'je mit einer Kulisse 21 bezw. 22 versehen, in denen die als Zapfen ausgebildeten Enden des Hebels 21 gleiten. Das für die Führung der Glieder 1' und 2'dienende Führungsgehäuse ist mit 23 bezeichnet. In diesem Falle trägt das Glied 2' die Messuhr 8 mit dem Fühltaster und das Glied l'ist an einem räumlich feststehenden Bolzen 5 angelenkt.
Die Messuhr kann entsprechend der Anord nung nach Abb. 3 auch dem Glied 1' zugeordnet sein.
Bei dem in Abb. 5 und 6 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel ruht auf einer G-rundplatte 24 ein Ständer 25, an dem eine waagrecht 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 Lange des durch die Stellschraube 29 für den Zapfen äl gebildeten Kurbelarmes ist ver änderbar, und zwar lässt sich die Kurbelarm- lange mittels einer auf der Kulisse 27 ange brachten Millimeterteilung 32 und eines dieser Teilung zugeordneten, auf dem Sulissen- stein 28 vorgesehenen Zeigers 33 sowie mittels eines mit dem Stellgriff 30 verbundenen Nonius 34 einstellen. Dem Zapfen 31 kann mit einem auf dem andern Ende der Welle 26 sitzenden Tellerrad 35 eine kreisende Bewe- gung erteilt werden.
Auf der konisch ausgebildeten Seitenfläche des Tellerrades ist eine Winkelteilung 36 angebracht, der ein Zeiger 37 zugeordnet ist. Dieser Zeiger ist auf einem seitlich an dem Ständer 25 sitzenden Arm 38 vorgesehen. Der Ständer 95 läuft in einen zweiten Arm 39 aus, an dem ein senkreeht zur Grundplatte 24 verschiebbarer Bolzen 40 mit rechteckigein Querschnitt und eine Mess- uhr 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 jenem 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 schwenk- bar gelagert ist. Der eine Arm 46 dieses Fühlhebels weist ein Tastglied 47 auf, wäh- rend der andere Arm 48 unmittelbar auf einen Fühlbolzen 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 Me¯druckes 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 Hoche verstellbar ist, ist eine in Kugellagern 56 geführte Tisehplatte 57 so gelagert, dass ihre Bewegungsrichtung senkrecht auf der Achse des Zapfens 31 und auf der Bewe- gungsrichtung des Bolzens 40 steht. Auf 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 kreisenden Bewegung dieses Zapfens die Tischplatte 57 eine hinund hergehende Bewegung ausführt.
Auf der Tischplatte57 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 k¯nncn. Der aus einem äussern Kugellager- laufring 10 bestehende Prüfling, an dem der Rillenradius der Kugelrille geprüft werden soll, liegt in einem auf der Tisehplatte 63 aufgesetzten V-förmigen Lagerkörper 65.
Mit diesem Prüfgerät wird folgender- massen gearbeitet. Zunächst wird der Prüf- ling 10 in dem Lagerkörper 65 so ausgerieh- tet, da¯ 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 31 dienenden Kir- belarmes, die dem Sollmass des Rillenradius entspricht, und zwar in diesem Falle demsel- ben gleich ist, mit dem Stellgriff 30 an der Teilung 32 eingestellt und das Tellerrad 35 so weit gedreht, da¯ der Zapfen 31 seine tiefste Lage einnimmt, also im untern Totpunkt liegt.
Bei dieser Stellung des Zapfens 31 mu¯ ebenfalls das Tastglied 47 an der tiefsten Stelle der Rille des Kugellagerlauf- ringes stehen. Mittels einer Stellschraube 66 wird die Me¯uhr 41 gehoben oder gesenkt bis ihr Zeiger 67 die Nullage eingenommen hat. Hierauf beginnt die eigentliche Prüfung indem das Tellerrad 35 hin-und hergedrcht @ ; 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 hergeschoben und das am Fühlhebel sitzende Tastglied 47 gehoben oder gesenkt werden.
Der Ausschlag des Zeigers 67 an der Messuhr 41 gibt ein Kriterium f r die Grösse der Ab- weichung des Rillenradius von seinem Sollmass, und der Zeiger 37 zeigt an der auf dem Tellerrad 3j angebrachten Teilung 36 die Stelle an, an der die Abweichung vorhanden ist.
Device for testing circular arc-shaped limited cross-sections of curved surfaces, in particular those of grooves on ball bearing races.
The invention relates to a device for testing cross-sections of curved surfaces limited in the shape of a circular arc, in particular those of grooves on ball bearing races.
According to the invention, such a device receives a feeler element that is guided over the area to be tested and is connected to a display device that shows the deviations from the circular arc shape, and a crank arm whose length is adjustable according to the nominal radius of the circular arc The scanning movement relative to the test object is given to the probe via a linkage.
The linkage used is advantageously one which has two links coupled to one another by a parallelogram linkage or two links to move in opposite directions. Here, the arrangement can be made so that one link of the linkage carries a display device provided with the feeler element and the other link is firmly hinged, or one link itself ends as a feeler element and the other link of the linkage acts on the display device .
If the two links of the linkage are coupled to one another to move in opposite directions, so. these can each be provided with a toothed rack, which is secured by a Za. hnritzel are coupled, or they are moved in opposite directions by a two-armed lever mounted on the crank pin when the crank arm rotates.
Furthermore, there is an advantageous embodiment for the test device if the linkage has a feeler lever acting directly on the display device, and if, furthermore, the arrangement is such that the crank pin supports the feeler lever in one of two directions of movement perpendicular to one another and in the other of these two directions moves the test object, which is mounted in such a way that the plane containing the movement of the feeler element of the feeler lever coincides with the measurement plane running parallel to the direction of movement of the test object.
It is also advisable to couple an angular motion device to the axis of rotation of the crank arm, with which the point is shown at which the cross section to be tested deviates from the nominal arc shape.
A Mēuhr can be used with advantage as the display device.
A particularly advantageous design is obtained for the crank arm. when the crank pin is adjustable in a setting.
For example, five embodiments of the device according to the invention are shown in Figs. @ To 6 of the drawings. In the case of the first four exemplary embodiments, the mode of operation is only shown schematically. namely shows
Fig. 1 as a first exemplary embodiment in a test device in which the two links of a linkage are coupled to one another by a parallelogram linkage, one link of this linkage carrying a display device with a feeler button,
Fig.
2 as a second exemplary embodiment, a test device in which one link of the linkage itself ends as a button and the other link of the linkage actuates the display device,
Fig. 3, as a third exemplary embodiment, a test device in which two links of the linkage are coupled to one another by a gear drive to move in opposite directions,
Fig. 4, as a fourth embodiment, a test device in which two links of the linkage are coupled by a two-armed lever to move in opposite directions with @ inand @ r,
Fig.
5 and 6, as a fifth exemplary embodiment, a test device in view and side view, in which the linkage has a feeler lever that acts directly on the display device.
According to Fig. 1, in the first exemplary embodiment, the test device contains a linkage. in which the two links 1 and @ are supported by a parallelogram linkage. whose members are labeled 3 and 4. are coupled to one another. The link 1 is articulated on a spatially fixed bolt 5 and the link 4 on a crank pin 6, which is mounted on a crank arm 7 that can be adjusted in its lungs. The link 2 carries a dial gauge 8 with a feeler 9 on its end remote from the crank pin. 10 is an outer ball bearing raceway ring in which the radius of the groove 11 is to be pleated.
The transmission ratio of the links of the linkage is chosen so that the tip of the feeler probe when it is clamped in its zero position. describes a circle with one revolution of the crank pin. the radius of which is twice as large as the length of the crank arm 7.
This crank arm is adjusted so that it is half the size of the nominal radius of the groove. The ball bearing race is to be checked so that the plane containing the movement of the probe tip contains the axis of the ball bearing race. The measurement begins when the crank pin 6 is at its bottom dead center. In this position the ball bearing race is adjusted in the holie until the feeler touches the deepest point of the groove. Then the crank arm is swiveled back and forth; Here the feeler glides over the surface to be tested and a deviation from the nominal dimension occurs through you. Noticeable failure on the Mēuhr.
In the second embodiment according to Fig. @, Which corresponds essentially to the arrangement according to Fig. 1, in contrast to this arrangement, the link 2 ends in a feeler button 12 by means of a tension spring attached to the link 2 and the base of the test object 10 13 is pressed against the surface to be tested. In this case, the end of the link I facing away from the crank pin acts on the feeler of the spatially fixed dial gauge 8 assigned to it.
In the third embodiment according to Fig. 3, the two links l'und 2'dent linkage each with a rack 14 respectively.
15 provided. These racks are coupled to one another by means of a pinion 16 seated on the crank pin 6 to move in opposite directions. The end of the link 1 ′ facing away from the cure pin 6 is equipped with a pin 17 which is guided in a spatially fixed link 18. This pin acts on the feeler of the dial gauge 8. The links 1 'and 2' are slidably mounted in a guide housing 19. If the link 2 ′ carries the dial indicator 8, the link 1 ′ is to be thought of as being articulated with its pin 17.
The fourth embodiment nac. Ii Fig. 4 shows a modification of the means used to move the two members 1 'and 2' in opposite directions. Instead of the gear drive, a two-armed lever 20 is provided here, which is rotatably mounted on the crank pin 6. For this purpose, the crank pin facing members 1 'and 2' each with a backdrop 21 respectively. 22, in which the ends of the lever 21, designed as pins, slide. The guide housing which is used to guide the links 1 ′ and 2 ′ is denoted by 23. In this case, the link 2 'carries the dial indicator 8 with the feeler and the link 1' is hinged to a spatially fixed bolt 5.
The dial gauge can also be assigned to link 1 'in accordance with the arrangement shown in FIG.
In the fifth embodiment shown in FIGS. 5 and 6, a stand 25, on which a horizontally lying shaft 26 is mounted, rests on a base plate 24. At one end of this shaft there is a link 27, the sliding block 28 of which can be moved by means of an adjusting screw 29 via an adjusting handle 30 so that the axis of a cylindrical pin 31 attached to the block 28 remains parallel to the axis of the shaft 26.
The distance between the axis of the pin and that of the shaft, i.e. the length of the crank arm formed by the adjusting screw 29 for the pin äl, can be changed, namely the crank arm length can be changed by means of a millimeter scale 32 and a millimeter scale on the link 27 Set the pointer 33 associated with this division and provided on the Sulissenstein 28 and by means of a vernier 34 connected to the adjusting handle 30. The pin 31 can be given a circular motion with a ring gear 35 seated on the other end of the shaft 26.
On the conical side surface of the ring gear, an angular graduation 36 is attached to which a pointer 37 is assigned. This pointer is provided on an arm 38 seated on the side of the stand 25. The stand 95 ends in a second arm 39, on which a bolt 40, which is displaceable perpendicular to the base plate 24 and has a rectangular cross-section, and a dial indicator 41 are mounted. The bolt 40 is provided with a transverse rail 42 which rests on the pin 31 and is additionally pressed against it by a tension spring 43 connected to the pin 31 and that pin.
Two bearing arms 44 are also seated on the bolt 40 (only one is visible in the figures), on which a double-armed feeler lever is pivotably mounted about a bolt 45. One arm 46 of this feeler lever has a feeler element 47, while the other arm 48 acts directly on a feeler pin 49 of dial gauge 41 and can swing in a recess 50 provided accordingly on pin 40. The lever arm 46 also carries a displaceable weight 51 which is used to adjust the pressure.
On a table 52, which stands with its support leg 53 in a stand 54 and can be adjusted in height with an adjusting screw 55, a table plate 57 guided in ball bearings 56 is mounted so that its direction of movement is perpendicular to the axis of the pin 31 and on the Direction of movement of the bolt 40 is. An arm 58 is seated on the table top 57 and is provided with a transverse rail 59 that slides on the pin 31. With a tension spring 60 attached to the pin 31 and to the arm 58, the cross rail 59 is pressed against the pin 31, so that the table top 57 executes a reciprocating movement when this pin moves in a circular motion.
A cross slide is mounted on the table top 57, the lower table top 61 of which can be finely adjusted in the direction of the movement of the table top 57 by means of an adjusting screw 62 and the upper table top 63 perpendicular to this movement by means of an adjusting screw 64. The test piece consisting of an outer ball bearing race 10, on which the groove radius of the ball groove is to be tested, lies in a V-shaped bearing body 65 placed on the table plate 63.
This test device is used as follows. First, the test specimen 10 is aligned in the bearing body 65 such that the measuring plane containing the axis of the ball bearing race is parallel to the direction of movement of the table top 57 and coincides with the plane containing the feeler element movement. Then the length of the bell arm serving for the pin 31, which corresponds to the nominal dimension of the groove radius, and in this case is the same, is adjusted with the adjusting handle 30 at the graduation 32 and the ring gear 35 is rotated so far that ¯ the pin 31 assumes its lowest position, that is, it is at the bottom dead center.
In this position of the pin 31, the feeler element 47 must also be at the deepest point of the groove of the ball bearing race. By means of an adjusting screw 66, the clock 41 is raised or lowered until its pointer 67 has taken the zero position. The actual test then begins in that the ring gear 35 is rotated back and forth @; Here, the feeler element 47 slides along the wall of the groove of the ball bearing race, since the test piece 10 is pushed back and forth and the feeler element 47 seated on the feeler lever is raised or lowered in accordance with the rotational movement of the pin 38.
The deflection of the pointer 67 on the dial indicator 41 gives a criterion for the size of the deviation of the groove radius from its nominal dimension, and the pointer 37 indicates the point at the division 36 on the ring gear 3j where the deviation is present.