Mess- und Prüfgerät
Um bei Wälzfräsern die Eingriffs- und Steigungswinkeleinstellung sowie Flanke genauigkeit prüfen zu können, ist es bekannt, die Aufnahme für den zu prüfenden Fräser derart verstellbar zu gestalten, dass die Flucht der Aufnahme sowohl in ihrer Achsrichtung als auch senkrecht hierzu verschiebbar und für die Steigungswinkeleinstellung um eine horizontale sowie für die Eingriffswinkel- einstellung um eine vertikale Achse schwenkbar ist. Dabei müssen die Mitten der beiden Winkeleinstellungen auf einer gemeinsamen Lotrechten liegen, mit der sich die Achse des nach beiden Seiten verschiebbaren Mess- bzw.
Tastpunktes im rechten Winkel schneidet.
Abgesehen davon, dass diese bekannten Geräte recht empfindlich sind, können mit ihnen nur unkomplizierte Stirnrad- und Schneckenabwälzfräser geprüft werden. Von ihnen unterscheidet sich die Erfindung dadurch, dass die Verstellmöglichkeiten von der Fräseraufnahme weg auf den Taster verlegt sind.
Das Mess- und Prüfgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen Taster besitzt, der um eine horizontale und um eine vertikale Axe drehbar, mittels eines Schlittens zur Messgutaufnahme hin und von dieser weg sowie mittels eines Schlittens längs derselben hin und her verschiebbar und zudem in der Höhe verstellbar ist, wobei Messlehren vorgesehen sind, welche in die Aufnahme einsetzbar sind, um zum Einstellen des Mess- und Prüfgerätes Verwendung zu finden.
Durch die sinnvolle Kombination der verschiedenen Verstellmöglichkeiten des Tasters wird zunächst der Vorteil erreicht, dass das Gerät auch beispielsweise für die Prüfung von Wälzfräsern mit Evolventenscbneckenprofil und für Schneckenradabwälzfräser ein- und mehrgängig, rechts und links, bis zu den grössten Steigungswinkeln (450) geeignet ist.
Hierbei ist von Bedeutung, dass jede zugrunde gelegte Lage der geradlinigen Profilform sowohl an Stirnrad- als auch an Schnekkenradfräsern und Schnecken unter, über oder im Achsschnitt ermittelt werden kann.
Auch sind bei Wälzfräsern mit achsparallelen Schneidnuten und beliebigem Unterschnitt der Schneidbrust die gleichen Messungen diagrammässig durchführbar. Da der Taster längs der Aufnahme hin und her verschiebbar ist, kann mit dem Mess- und Prüfgerät auch beispielsweise die Eingriffsteilung eines Wälz - fräsers genau geprüft werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass infolge des Verlegens aller notwendigen Verstellmöglichkeiten von der Aufnahme weg nach dem Taster das Gerät für die jeweils vorzunehmende Prüfung mittels Lehren genauestens eingestellt werden kann, die wahlweise in die Aufnahme einspannbar sind. Dadurch wird gegenüber der bisherigen Einstellung der artige Geräte mittels Skalen eine wesentlich genauere Einstellung des Tasters erzielt.
Ein Ausführungsbeispiel des Mess- und Prüfgerät es und einige dazugehörende Lehren zur genauen Einstellung desselben sind auf der Zeichnung dargestellt, und zwar in Fig. 1 bis 7. Die Fig. 8 bis 12 zeigen die Ausführung verschiedener Messungen an einem Abwälzfräser, wobei in Fig. 8 bis 10 der Übersichtlichkeit halber die Zahnteilung nicht dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt das Mess- und Prüfgerät von vorn und Fig. 2 von oben gesehen. Fig. 3 veranschaulicht ein die Verstellungen des Tastgerätes zeigendes Schema. Fig. 4 und 5 veranschaulichen je eine in die Fräseraufnahme einzuspannende Lehre zur Einstellung des Eingriffswinkels und Fig. 6 eine Lehre zum Einstellen des Steigungswinkels von vorn und Fig. 7 von oben gesehen.
Fig. 8 zeigt die Messung der Eingriffsteilung, Fig. 9 die Messung der Profilflanke, Fig. 10 die Messung der Steigung, Fig. 11 die Messung des Rundlaufes und Fig. 12 die Messung der Form der Spannfläche.
Das dargestellte Mess- und Prüfgerät weist einen Maschinenunterteil 1 auf. Auf der Grundplatte des Maschinenunterteils 1 ist mit dem Zylinder la die Drehscheibe 4 um die Achse A-C drehbar gelagert. Auf dieser schwenkbaren Grundplatte 4 ist eine Füh- rung für einen quer zur Aufnahmeflucht a-a verschiebbaren Schlitten 5 und auf diesem wiederum eine Führung fü-r einen längs der Flucht a-a verschiebbaren Schlitten 6 vorgesehen. Die Schlitten 5, 6 bilden einen Kreuzschlitten. Die Teile 4, 5, 6 gehören zum Unterteil des Gerätes.
In dem Schlitten 6 isteine Spindel 8 ge lagert, mittels welcher eine Platte 9 in der llöhe verstellbar ist. Mit dem Zylinder 9r ist in dieser Platte eine Drehscheibe 10 in horizontaler Ebene um die Achse A-C drehbar gelagert, die mit einer Führung für einen quer zur Flucht a-a verschiebbaren Schlitten 11 versehen ist, auf welchem eine Führung für einen längs der Flucht a-a verschiebbaren Schlitten 12 angebracht ist, wobei die Schlitten 11, 12 einen euzschlitten bilden. Am Schlitten 12 2 befindet sich der mit einem Tast- hebel 13a versehene Tastkopf 13 (s.
Fig. 2), der um die horizontale Achse D zur gegen überliegenden Flanke verdreht werden kann, ohne eine Verstellung der bisher beschriebenen Teile des Tastgerätes vornehmen zu müssen.
Die Höheneinstellung des Oberteils 9, 10, 11, 12, 13 des Mess- und Prüfgerätes erfolgt durch Drehen der Spindel 8, beispielsweise mittels eines nicht gezeichneten Schnecken rades und einer Schnecke, wodurch die als Mutter ausgebildete Platte 9 in der Höhe verstellt wird. Diese Verstellbarkeit des Oberteils relativ zum Unterteil ist für die Profilmessung an Schnecken und Wälzfräsern mit Evolventensclmeckenform wie auch für Zahnbrustmessungen vorgesehen. Ebenso ist diese Verstellung für die Mitteneinstellung bei Profilmessungen im Normalsehnitt er forderlich.
Mit dem Querschlitten 5 kann der Tastkopf 13 mit dem Taster 13a quer zur Achsflucht a-a. zur Messgutaufnahme 3a, 3b, 3c hin und von dieser weg verstellt werden, um Diagramme quer zur Flucht a-a aufnehmen zu können, während der Taster 1 3a mit dem Längsschlitten 6 längs der Aufnahme 3a, 3b, 3c hin und her bewegbar ist, für die Ermittlung von Diagramuiwerten in Achsrichtung a-a, also beispielsweise für das Messen von Teilung, Steigung und Eingriffsteilung vorgesehen ist. Um diese Messungen genau vornehmen zu können, ist eine Schalteinrichtung für die Betätigung des Längsschlittens 6 vorgesehen, die im nachfolgenclen beschrieben werden soll.
Am Querschlitten 5 zur Führung des Längsschlittens 6 ist ein Anschlag 14 entgegen einer Feder 14a feinstverstellbar und feststellbar und ein zweiter Anschlag 15 ortsfest vorgesehen. Im Bereich beicler Anschläge befindet sich am Schlitten 5 ein um den Drehpunkt 1 6a schwenkbarer doppelarmiger Schalthebel 16, der beiderends mit Anschlagrollen 17a, 17b versehen ist. An diesen Rollen stützen sich Stangen 1Sa, 1Sb ab, die mit dem Längsschlitten 6 mittels Spannfuttern 19cd, 1 9b verspannbar sind. Der Längsschlitten 6 ist um ein weniges geneigt, so dass er, in Fig. 1 gesehen, bestrebt ist, nach rechts abzugleiten und mit den Stangen 1 Sa, 1 8b gegen die Rollen 17a, 17b anliegt.
Der Schlitten 6 kann auch horizontal gelagert sein, wenn eine Feder oder ein Gegengewicht vorhanden ist, die ihn gemäss Fig. 1 nach rechts zu schieben bestrebt ist.
Wenn beispielsweise die Eingriffsteilung eines Wälzfräsers geprüft werden soll, wird zunächst durch Einfügen des dem zu messenden Abstand entsprechenden Endmasses 20 der verstellbare Anschlag 14 eingestellt und festgestellt. Wenn dann nach Entfernen des Endmasses 20 das Spannfutter 19b gelüftet wird, bewegt sich der Schlitten 6 nach rechts und verschwenkt dabei mit seiner mit ihm verspannten Stange 1 8n den Schalthebel 16 im Uhrzeigersinn, bis dieser mit seiner Rolle 1 7a gegen den Anschlag 14 anstösst. Während dieser Bewegung ist die Stange 1 8b in Richtung nach links zurückgeschoben worden.
Nach erfolgtem Festspannen der Stange 1 8b und Lösen der andern Stange 1 8a wiederholt sich der Schaltvorgang, indem jetzt der Schlitten 6 mit seiner festgespannten Stange 1 8b den Schalthebel 16 entgegen dem Uhr zeigersinn verschwenkt, bis er mit seiner Rolle 17b an den festen Anschlag 15 stösst, wobei wiederum die Stange 1 8au um das gleiche Mass nach links zurückgeschoben wird. Auf diese Weise legt durch abwechselndes Lösen des einen und Festspannen des andern Spannfutters 1 9r bzw. 1 9b der Längsschlitten 6 jedesmal einen absolut gleichen Schaltweg zurück.
Da das Lösen und Festspannen der Anschlagstangen 18a, 1 8b jeweils gleichzeitig vorgenommen wird, kann eine Kuppelvorrichtung vorgesehen sein, bei deren Betätigung die eine Schaltstange gelöst und die andere verspannt wird und umgekehrt.
Die beschriebenen verschiedenen Einstellmöglichkeiten sind in Fig. 3 an einem Schema veranschaulicht. Pfeil la' zeigt die dadurch das Drehlager in (Fig. 1) ermöglichte Verdrehbarkeit der Scheibe 4 und der über diesem angeordneten Schlitten 5 und 6 sowie 11 und 12 und des Tastkopfes 13, Pfeil 5' die durch den Schlitten 5 und Pfeil 6' die durch den Schlitten 6 ermöglichte Verstellbarkeit in beiden Achsrichtungen x quer und y längs der Flucht a-a, Pfeil 8' die Höhenverstellung durch die Spindel 8.
Pfeil 9a'zeigt die durch das Lager 9a ermöglichte Verdrehung des Oberteils des Mess- und Prüfgerätes, während die Pfeile 11' und 12' die nach beiden Richtungen x1 und Y1 mögliche Verstellung der Schlitten 11 und 12 darstellen und schliesslich 13' die Verdrehbarkeit des Tastkopfes 13 zeigt.
Um alle diese Einstellmöglichkeiten des Tastgerätes in jedem Falle auf das genaueste vornehmen zu können, werden zum Mess- und Prüfgerät gehörende Lehren benutzt, welche zwischen die Reitstöcke 3b, 3c der Aufnahme spannbar sind. In Fig. 4 ist eine Lehre dargestellt, die zur Einstellung des Steigungswinkels, z. B. bei Wälzfräsern mit Evolventenprofil dient. Sie besteht aus einem in die Aufnahme einspannbaren Dorn 20, der mit zwei Messschnäbeln 20a, 20b versehen ist.
Schwenkbar um die Achse 20' des Dorns 20 ist ein Lineal 21 verbunden, das an seinem den Messschnäbeln zugekehrten Ende mit einer Rolle 21a versehen ist und zwischen die Schnäbel greift und mittels der Rolle das Lineal in der gewünschten Schwenklage festgehalten wird. Die Schwenklage des Lineals zum Einstellen des Tasthebels 1 3a kann mittels der zwischen den Messsclmäbeln 20a, 20b einklemmbaren Endmasse 22 genau eingestellt werden.
Eine ähnliche Lehre ist in Fig. 5 dargestellt. Auch diese Lehre ist zwischen den Reitstöcken 3b, 3c mittels eines Trägers 23 einspannbar. Sie bietet gegenüber der Lehre nach Fig. 4 den Vorteil, dass sie bei Verdrehung um 1800 für die Einstellung des Tasthebels für die Prüfung sowohl der rechten als auch der linken Flanke des jeweiligen Fräsers dient, ohne dass die Lehre aus der Fräseraufnahme herausgenommen und wieder neu eingespannt zu werden braucht. Auf den Träger 23 ist das in diesem Falle zweiarmige Lineal 24 bei 24r schwenkbar gelagert, welches mit einem rechtwinklig abgewinkelten Arm 24b versehen ist. Dieser ist an seinem freien Ende mit einer Scheibe 25 versehen und kann in jeder Schwenklage in einem Schlitz 23a des Lehrenträgers 23 festgestellt werden.
Zwischen der Tastscheibe 25 und einem gegenüberliegenden Anschlag 23b kommen die jeweiligen Endmasse 26 zum genauen Einstellen der Schwenklage des Lineals zu liegen. Wenn die Lehre bei entspannter Aufnahme 3b, -3c aus der gezeichneten Stellung um 180 " verdreht wird, gelangt das Messlineal 24 in die gestrichelt gezeichnete Lage 24', in welcher es nach wieder erfolgtem Feststellen zum Einstellen des Tasthebels 1 3a in seiner Stellung 13a' zum Prüfen der andern Zahnflanken dient.
In Fig. 6 und 7 ist eine Lehre zum Einstellen des Steigungswinkels und Eingriffswinkels dargestellt. Der zwischen die Reitstöcke 3b, 3c der Fräseraufnahme einspannbare Dorn 27 weist in seiner Mitte ein fest mit ihm verbundenes Lager 27a auf, in welchem eine Buchse 28 nach beiden Richtungen hin gemäss Pfeil 28'verdrehbar gelagert ist. Mit der Buchse 28 steht ein Zeiger 29 in Verbindung, welcher den Drehwinkel an einer Skala 30 des festen Lagerkörpers 27 anzeigt.
In der Buchse 28 ist rechtwinklig zur Flucht a-a ein Messbolzen 31 verschiebbar, aber nicht verdrehbar gelagert, der einerends mit zwei Flächen versehen ist, die das Eingriffswinkelprofil 31a bilden, welcher auf den zu prüfenden Fräser übertragen werden soll.
Mittels dieser Lehre kann der Tasthebel 13a des Tastgerätes derart genau eingestellt werden, dass mit dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Prüfgerät an Wälzfräsern, z. B. Schneckenradwälzfräsern ein- und xnehrgängig, rechts und links, bis zu den grössten Steigungswinkeln, Zahnformen mit im Normalsehnitt, also in der Schnittspirale geradflankigem Profil exakt und fehlerfrei gemessen werden können.
Wenn beispielsweise ein Schneckenradwälz- fräser, welcher im Normalsehnitt ein gerad fiankiges Profil aufweist, geprüft werden soll, wird der Messbolzen 31 mittels der Skala 30 um den Steigungswinkel des Fräsers verdreht. Mittels einer an der Fräseraufnahme 3a, 3b, 3c vorhandenen, in Fig. 1 und 2 nicht dargestellten, an sich bekannten Durchschraubeeinrichtung, die nachher noch kurz beschrieben wird, kann nunmehr der Fräser genau geprüft und die Messung in einem Indikatordiagramm festgehalten werden. Auf dieselbe Weise können auch Wälzfräser mit parallelen Schneidunten oder mit Unterschnitt fehlerfrei gemessen werden.
Mit der Durchsehraubung wird bekanntlich eine Bewegung ausgeführt, die eine zu salumengesetzte Dreh- und Axialbewegung des Messobjektes darstellt, wie sie dem Profilverlauf desselben entspricht. Zur Einstellung dieser Verbundbewegung ist ein Sinuslineal vorgesehen, das in den gewünschten Profilverlauf geschwenkt wird. Zur Durchführung einer schrittweisen Umdrehung gemäss der jeweiligen Zahnteilung sind an derartigen Durchschraubungen bekanntlich auswechselbare Teilscheiben vorgesehen.
Nachfolgend sollen nun zur weiteren Erläuterung des Beispiels die für die Messungen an einem Fräser erforderlichen Manipulationen beschrieben werden.
Jeder Einstellteil des Gerätes weist eine Skala auf. Alle in Fig. 1 und 2 dargestellten Teile befinden sich in der Nullage-Anfangsstellung. Bei jedem Messanfeng befinden sich alle Teile in ihrer Nullage.
Beisiiei 1 (Fig. 8): Messung der Eingriffsteilung.
Die Eingriffsstrecke, die den Eingriffswinkel a des Fräsers ergibt, wird so gelegt, wie der Fräser in der Abwälzbank arbeitet.
Dann wird die Durchschraubung auf den Gewindeverlauf eingestellt. Dann wird der Schlitten 4 mit allen auf ihm befindlichen Teilen in seinem Bett la um die Achse A-C um den Eingriffswinkel a gedreht. Dann wird der Sockel 10 mit den darüber befindlichen Teilen in seinem Bett 9a um die Achse A-C um den Einstellwinkel yg gedreht. Jetzt werden die Schlitten 5 und 6 so verfahren, dass der Tasthebel 1 3a in den Bereich des Fräsers gelangt. Dann wird der Tasthebel 1 3a mittels der Spindel 8 auf Messhöhe eingestellt und mit dem Schlitten 11 in das Fräserprofil an die Profilfianke gemäss Fig. 8 herangefahren.
Jetzt wird die bekanntlich auf dem Tastkopf befindliche Messuhr für den Tasthebel auf justiert. Nun wird die Schrittlänge te für die Axialverschiebung an der beschriebenen Schaltvorrichtung 14 bis 20 eingestellt. Der Tasthebel 1 3a wird jetzt mit dem Schlitten 11 aus dem Fräserprofil wieder ausgefahren und der Schlitten 6 mittels der 5 clialtvoi ichtung 14 bis 20 um die Strecke t, bewegt. Dann wird der Tasthebel 13a mittels des Schlittens 11 wieder in das Fräserprofil an die nächste Flanke eingefahren und an der Messuhr ein eventuelles Differenzmass abgelesen. Sodann wird mittels der Durchschraubung der Fräser um einen Zahn gedreht und die beschriebene Messung wiederholt.
Dies wird so oft wiederholt, bis gemäss der Umfangsteilung der Fräser eine Umdrehung stattgefunden hat.
Beispie/2: Messung des Verlaufes der Profilflanke.
Zuerst wird, wie bei Beispiel 1, die Durch schraubung eingestellt und der Tasthebel 1 3a auf Messhöhe gebracht. Dann wird das Tastgerät mit dem Zylinder la um Achse A-C um den Einstellwinkel yg gedreht, der Tasthebel an den Fräser herangefahren und mit Schlitten 11 und 12 in das Profil nahe dem Profilgrund an die Flanke eingefahren und die Messuhr auf justiert.
Jetzt wird die Schrittlänge zum Messen der Profilfianke an der Schaltvorrichtung 14 bis 20 eingestellt. Sodann wird der Tasthebel 1 3a schrittweise mit den eingestellten Sehrit- ten entlang der Flanke aus dem Profil herausgefahren und ein eventueller Differenzbetrag des Flankenverlaufes abgelesen. Dann wird, wie bei Beispiel 1 die Durchschraubung betätigt und die Messung wiederholt.
Beispiel 3 (Fig. 10): Messung der Steigung.
Nachdem der Tasthebel 13a an den Fräser herangefahren, auf Messhöhe gestellt, in das Profil an die Flanke eingefahren und die Messuhr auf justiert worden ist, wird an der Schaltvorrichtung 14 bis 20 die Steigungsstrecke st eingestellt. Dann wird der Tasthebel wieder ausgefahren, mittels des Schrittschaltwerkes um die eingestellte Strecke verschoben und unter Kontrolle der Messuhr wieder eingefahren.
Beispiel 4 (Fig. 11): Messung des Rundlaufes.
Gemessen, wird am Fräserdorn a, am Bund b, der eigens für Messzwecke am Fräser vorgesehen ist, und an den Kopfkantenc der Fräserzähne. Bei der Messung am Fräserdorn a und am Bund b wird der Tasthebel 13a auf Spitzenhöhe eingestellt an den Dorn bzw.
Bund herangefahren. Die Uhr wird auf 0 gestellt und der Fräser unter Kontrolle der Messuhr um eine Umdrehung gedreht. Bei der Messung des Kopfkantenrundlaufes c muss ausser den vorbeschriebenen Manipulationen zum Mitgehen mit der Steigung die Durchschraubung mit Teilscheibe betätigt werden.
Beispiel 5 (Fig. 12): Messung der Spanfläche.
Zunächst wird der Tasthebel auf Spitzenhöhe eingestellt, in den Profilgrund eingefahren und die Spanfläche Sp durch Drehen des Fräsers an diesen zur Anlage gebracht.
Dann wird wiederum unter Kontrolle der Messuhr die Spanfläche abgefahren. Dann wird wieder die Durchschraubung mii der Teilscheibe betätigt und die Messung so oft wiederholt, bis eine Umdrehung des Fräsers beendet ist.