Semi-optical in-process-metrology to determine the roundness deviation of bearing rings during heat treatment

摘要

This paper presents two different systems for measuring the roundness deviation of bearing rings during heating and gas quenching. During heating in a furnace, laser triangulation is applied to measure absolute values for the ring's mean radius and ovality. Afterwards, the ring is quenched in a gas nozzle field equipped with a semi-optical measurement system consisting of twelve tactile and twelve optical sensors independent from each other. Before quenching, the tactile sensors measure in-situ the absolute mean radius of the near 900 C hot ring and its roundness deviation from ovality up to pentagonality. Based on this information, the optical sensors measure in-process the change of the roundness deviation during the gas quenching, as the tactile sensors cannot be used in high speed gas jets due to turbulence.%Diese Veröffentlichung stellt zwei verschiedene Messsysteme zur Erfassung der Rundheitsabweichung von Lagerringen während der Erwärmung und der Gasabschreckung vor. Während der Erwärmung im Ofen wird Laser-Triangulation eingesetzt, um den mittleren Radius und die Ovalität des Rings absolut zu messen. Danach wird der Ring in einem Casdüsenfeld mit einem halb optischen Messsystem abgeschreckt. Dieses System besteht aus zwölf taktilen und zwölf optischen Sensoren, die unabhängig von einander agieren. Kurz vor der Abschreckung messen die taktilen Sensoren in situ den absoluten mittleren Radius des 900 C heißen Ringes und seine Rundheitsabweichung von der Ovalität bis zur Fünfeckigkeit. Ausgehend von dieser Information, messen die optischen Sensoren in-Prozess die Änderung dieser Rundheitsabweichung während der Gasabschreckung, da die taktilen Sensoren wegen Turbulenzen nicht bei Gasstrahlen mit hoher Geschwindigkeit eingesetzt werden können.