Selbsttätig arbeitendes Prüfgerät für verzahnte Teile
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätig arbeiten des Prüfgerät für verzahnte Teile, insbesondere zum Prüfen und Messen von Zweiflankenwälzfehlern, Rundlauf-, Teilungs-, Zahndickenfehlern oder Zahnlückenweitenfehlern an verzahnten Teilen, bei dem ein wenigstens einen Messtaster tragender Schlitten periodisch auf den Prüfling zu und von ihm weg bewegt wird. Es sind bereits eine Reihe von Prüfgeräten bekannt, bei denen der Prüfling nach Durchführung einer Messung von Hand oder mittels eines Hilfsmotors um eine Teilung weiterbewegt, dann zur Durchführung der Messung vorübergehend stillgesetzt und schliesslich erneut um eine Teilung weiterbewegt wird.
Damit brauchbare Ergebnisse erzielt werden, ist es erforderlich, das Weiterbewegen des Prüflings um genau eine Teilung oder ein Vielfaches davon mit grosser Präzision vorzunehmen, weil sonst Messfehler auftreten. Die absatzweise Bewegung des Prüflings um genau eine Teilung erfordert einen erhöhten Zeitaufwand und geeignete Prüfgeräte, auf die der Prüfling aufgenommen werden muss. Dies erschwert die Prüfung sehr grosser Teile und macht die Prüfung eingebauter Teile, wie Zahnräder, Kegelräder, Zahnstangen, Schnecken- und Schneckenräder und die Prüfung von Verzahnungswerkzeugen im aufgespannten Zustand auf Verzahnungsmaschinen unmöglich.
Der Erfindung liegt zur Vermeidung dieser Nachteile die Aufgabe zu Grunde, ein Prüfgerät zu schaffen, bei dem es auf die Weiterbewegung des Prüflings um genau eine Teilung zwischen den einzelnen Messvorgängen nicht ankommt, bei dem vielmehr der Prüfling pausenlos, vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit bewegt und die Messung am sich bewegenden Prüfling vorgenommen wird. Dadurch wird eine Aufnahme des Prüflings auf ein besonderes Prüfgerät zur Weiterbewegung um jeweils genau eine Teilung überflüssig, so dass auch eingebaute oder sehr grosse Teile ohne Schwierigkeiten geprüft werden können. Gleichzeitig soll entsprechend der Aufgabenstellung ein vollautomatisches Arbeiten des Gerätes und eine besonders hohe Messgenauigkeit ermöglicht und zum Beispiel erreicht werden, dass die erhaltenen Messwerte fortlaufend registriert werden.
Schliesslich soll sich das Gerät für die Durchführung verschiedenartiger Messungen, wie zum Beispiel für die Prüfung und Messung von Zweiflankenwälzfehlern, Rundlauf-, Teilungs-, Zahndickenfehlern oder Zahnlückenweitenfehlern, gleich gut eignen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass auf einem periodisch hin und her bewegbaren Schlitten wenigstens ein Messtaster schwenkbar gelagert ist, dass Mittel vorgesehen sind, durch die der Messtaster beim Rücklauf des Schlittens rückwärts geschwenkt wird, dass der Messtaster beim Vorlauf des Schlittens mit seinem vorderen Ende in eine Zahnlücke eines pausenlos bewegten Prüflings vor Erreichen der Messstellung eingeführt und von diesem über die Messstellung hinaus mitgenommen wird, wobei der Messtaster eine Vorwärts Schwenkbewegung ausführt, und dass in Abhängigkeit von dieser Schwenkbewegung des Messtasters arbeitende Schaltmittel vorgesehen sind, durch welche der Rück- und Vorlauf des Schlittens gesteuert wird.
Der vor Erreichen der Messstellung in eine Zahnlücke des pausenlos angetriebenen Prüflings eingeführte Messtaster bzw. mehrere Messtaster, werden vom Prüfling in die Messstellung mitgenommen und über die Messstellung hinaus weitergeschwenkt. Beim Durchgang durch die Messstellung wird die Messung ausgeführt und danach durch den (die) weiterschwenkenden Messtaster der periodische Rücklauf und anschliessende Vorlauf des Schlittens eingeleitet.
Während des Rücklaufs wird der Messtaster so weit im entgegengesetzten Sinne geschwenkt, dass ein Eingriff beim Vorlauf des Schlittens in die nächste Zahnlücke gewährleistet ist.
Bei der Prüfung von Zahnrädern auf Verzahnungsrundlauffehler sowie auf Zahndicken- und Zahnlückenweitenfehler erhält der Messtaster zweckmässig ein als Messkugel, Messkeil oder Messzahn ausgebildetes Tastorgan, das in die Zahnlücken eingeführt wird. Zur Prüfung auf Rundlauf- und Zweiflankenwälzfehler wird das Tastorgan als Zahnsegment ausgebildet. In beiden Fällen wird die radiale Eindringtiefe des Messtasters in die Zahnlücken des Prüflings ausgewertet.
Hierzu wird das Prüfgerät in der Weise ausgebildet, dass auf dem Schlitten, dessen Bewegung in Richtung auf den Prüfling durch einen Anschlag begrenzt ist, ein besonderer, den schwenkbaren Messtaster tragender Messschlitten verschiebbar angeordnet ist, der von einer Feder mit einstellbarem Messdruck gegen den Prüfling bewegt und bei der Schwenkbewegung des von dem sich pausenlos bewegenden Prüfling mitgenommenen Messtasters vom Prüfling wegbewegt wird, und dass die hierbei auftretende Maximalentfernung des Messschlittens vom Prüfling mittels einer vorzugsweise kapazitiv arbeitenden elektrischen Messeinrichtung gemessen und registriert wird.
Der vor Erreichen der Messstellung in den Prüfling eingeführte Messtaster wird hierbei über den hohen Punkt geführt, der dann erreicht ist, wenn die Drehachsen des Prüflings und des Messtasters und die Mitte des Tastorgans auf einer geraden Linie liegen. Der Messschlitten bewegt sich daher zunächst vom Prüfling weg, bis der hohe Punkt , das ist die Messstellung, erreicht ist, und dann wieder auf den Prüfling zu. Die Aufzeichnung dieser Messschlittenbewegung ergibt eine eingipflige Kurve für jede ausgemessene Zahnteilung, und die Abweichungen benachbarter Maximalwerte untereinander sind ein Mass für die Teilungs- und Wälzfehler sowie für die Zahndicken- und Zahnlückenweitenfehler, während die Abweichung der Extremwerte innerhalb dieser Maximalwertereihe ein Mass für den Rundlauffehler darstellt.
Für eine hochwertige Messung ergeben sich folgende Forderungen:
Die Messung soll besonders genau, schnell und möglichst trägheitslos sein; es soll mit möglichst geringen Messdrücken gearbeitet werden, und die Messergebnisse sollen selbsttätig fortlaufend registriert werden. Diesen Forderungen kann zum Beispiel dadurch nachgekommen werden, dass auf dem Messschlitten als Teil der elektrischen Messeinrichtung ein Kondensatorbelag fest angeordnet ist, dessen Abstand von einem auf dem periodisch bewegten Schlitten fest angeordneten zweiten Kondensatorbelag infolge der Bewegung des Messschlittens veränderlich ist, und dass die Bewegung des Messschlittens über die Abstand änderung der Kondensatorbeläge und die dadurch eintretende Kapazitätsänderung in an sich bekannter Weise in einer {: Überlagerungsschaltung elektrisch aus- gewertet wird.
Nach Überschreiten der Messstellung muss der Messtaster ausser Eingriff mit dem Prüfling gebracht und dann in die nächste Zahnlücke des sich pausenlos weiterbewegenden Prüflings eingeführt werden.
Hierzu muss der den Messschlitten mit dem Messtaster tragende Schlitten zurückgefahren und anschliessend wieder vorgefahren werden. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, dass der schwenkbare Messtaster nach Überschreiten der Messstellung einen elektrischen Schalter betätigt, wodurch die Rücklaufbewegung des periodisch hin und her bewegten Schlittens eingeleitet wird.
Weiter ist es zweckmässig, an einem ortsfesten Teil des Gerätes einen einstellbaren Anschlag vorzusehen, gegen den beim Rücklauf des Schlittens das eine Ende eines auf dem Schlitten drehbar gelagerten Hebels anschlägt, dessen anderes Ende mit dem Messtaster gelenkig verbunden ist, so dass der Messtaster, nachdem er ausser Eingriff mit der Verzahnung des Prüflings gekommen ist, im entgegengesetzten Sinne wie bei der Mitnahme durch den Prüfling geschwenkt wird, wobei der vom Messtaster betätigte elektrische Schalter erneut betätigt wird und dadurch die Vorlaufbewegung des Schlittens einleitet.
Um sicherzustellen, dass der Messtaster um einen solchen Winkel zurückgeschwenkt wird, dass sein Tastorgan beim Vorlauf des Schlittens in die nächste Zahnlücke eindringen kann, ist vorgesehen, dass auf das zur Anlage an den einstellbaren Anschlag kommende Ende des Hebels eine Feder einwirkt, welche nach Einleitung der durch den Rücklauf des Schlittens verursachten Schwenkbewegung des Messtasters diesen bis zu einem durch eine Stellschraube einstellbaren Winkelanschlag nach Art eines Kippschalters schwenkt.
Für die periodische Hin- und Herbewegung des Schlittens können zwei durch den vom Messtaster betätigten Schalter wechselweise einschaltbare Elektromagnete vorgesehen sein, deren gemeinsamer, durch Magnetkräfte hin und her bewegbarer Anker mit dem Schlitten verbunden ist. Zweckmässig ist es hierbei, wenn ein Teil des Ankers als Kolben ausgebildet wird, der in einem Dämpfungszylinder hin und her bewegt wird, so dass die Bewegungen des Schlittens zügig und stossfrei erfolgen. Zweckmässiger ist aber, für die periodische Schlittenbewegung einen Elektromotor vorzusehen, der den Schlitten über ein Ritzel und eine mit dem Schlitten verbundene Zahnstange antreibt, wobei die Einschaltung des Elektromotors und seine Drehrichtungsumkehr über den vom Messtaster betätigten Schalter und seine Abschaltung über einen Ausschalter mittels Schaltschützen erfolgt.
Neben der Prüfung verzahnter Teile durch Messung der radialen Eindringtiefe des als Kugel, Messkeil, Messzahn oder Zahnsegment ausgebildeten Tastorgans in die Zahnlücken des Prüflings ist die Messung der Verzahnungsfehler durch Messung der Abweichungen in tangentialer Richtung, also von Zahnflanke zu Zahnflanke oder auch in Richtung der sogenannten, meist unter 20" gegen die Tangente geneigten Eingriffslinie (Evolventenverzahnung), üblich.
Auch diese Messungen lassen sich mit einem entsprechenden erfindungsgemässen Prüfgerät durchführen.
Hierzu werden zum Beispiel direkt auf dem periodisch hin und her bewegten Schlitten zwei schwenkbare Messtaster vorgesehen, deren Enden in je eine benachbarte Zahnlücke des pausenlos bewegten Prüflings eingreifen, sich an je eine der die Zahnlücken begrenzenden Zahnflanken anlegen und von diesen Zahnflanken mitgenommen werden, so dass beide Messtaster eine gleichsinnige Schwenkbewegung über die Messstellung hinweg ausführen. Da hierbei die Winkellage der Messtaster ein Mass für die Genauigkeit der zu prüfenden Verzahnung ist, wird hier mit jedem der beiden schwenkbaren Messtaster je ein Kondensatorbelag fest verbunden, die mit je einem fest angeordneten Kondensatorbelag in der Weise zusammenwirken, dass die Schwenkbewegungen der Messtaster Kapazitätsänderungen der beiden von den festen und den mit den Messtastern verbundenen Kondensatorbelägen gebildeten Kondensatoren erzeugen.
Zur Festlegung der Messstellung, die infolge der Mitnahme beider Messtaster durch den sich pausenlos bewegenden Prüfling ohne Halt durchlaufen wird, hat es sich als besonders vorteilhaft bewährt, dass in einer Überlagerungsschaltung die von dem einen der beiden Kondensatoren erzeugte veränderliche Frequenz bei Erreichen eines bestimmten Wertes eine Schalteinrichtung betätigt, die den augenblicklichen Kapazitätswert des anderen Kondensators auf ein elektrisches Messwerk schaltet und nach einer einstellbaren Verzögerungszeit den Rücklauf und anschliessenden Vorlauf des Schlittens steuert. In diesem Falle ist ohne trägheitslose Messung nicht auszukommen, da sich der Prüfling dauernd weiterbewegt und die Messtaster schwenkt, die demgemäss die Kapazitätswerte der ihnen zugeordneten Kondensatoren laufend ver ändern.
Die Schalteinrichtung, die im Augenblick des Durchganges durch die Messstellung den Kapazitätswert des einen der beiden Kondensatoren auf das elektrische Messwerk schaltet, muss daher in an sich bekannter Weise als trägheitsloser elektronischer Schalter ausgebildet werden.
Für die periodische Hin- und Herbewegung des Schlittens ist auch hier wieder ein Elektromotor vorgesehen, der den Schlitten über ein Ritzel und eine mit dem Schlitten verbundene Zahnstange antreibt, wobei die Einschaltung des Elektromotors und seine Drehrichtungsumkehr über die Schalteinrichtung und seine Ausschaltung über einen Ausschalter mittels Schaltschützen erfolgt. Soweit die periodische Bewegung des Schlittens mit Hilfe eines Elektromotors, Ritzel und Zahnstange erfolgt, hat es sich bewährt, dass die Zahnstange unter Zwischenschaltung einer Druckfeder derart mit dem Schlitten verbunden ist, dass die Zahnstange nach Beendigung der durch einen Anschlag begrenzten Vorlaufbewegung des Schlittens eine weitere Vorschubbewegung ausführen kann und dass mit der Zahnstange der Aus schalter derart verbunden ist, dass er bei dieser Vorschubbewegung ge öffnet wird.
Zur Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens wird zweckmässig der Elektromotor in seiner Drehzahl regelbar gemacht.
Auch bei der Ausführungsform des Gerätes mit zwei schwenkbaren Messtastern zur tangentialen Messung müssen die Tastorgane beim Vorlauf des Schlittens so weit geschwenkt sein, dass sie in die nächsten Zahnlücken eingreifen. Es genügt in diesem Falle, für jeden der beiden Messtaster eine Fesselungsfeder vorzusehen, welche die Taster in eine bestimmte Ausgangsstellung zurückführen. Durch Abstimmung der Bewegungsgeschwindigkeiten des Prüflings und des Schlittens gelingt es, die Tastorgane in die jeweils nächsten Zahnlücken frei einzuführen. Die neu zu prüfenden Zahnflanken nehmen dann infolge der pausenlosen Bewegung des Prüflings die Tastorgane unter Spannen der Fesselungsfedern mit. Anstatt des vorerwähnten, kapazitiv arbeitenden Messwerkes lässt sich ebenso gut ein induktiv arbeitendes Messwerk verwenden.
An die Stelle der Kondensatoren treten dann Induktionsspulen veränderlicher Induktion. Es war gesagt worden, dass die durch das Messwerk ausgewerteten Messergebnisse registriert werden. Ebensogut können die Messergebnisse aber auch als Einzelwerte angezeigt oder in Form von Tonfrequenzen hörbar gemacht und gegebenenfalls aufgenommen werden. Schliesslich lassen sich die erhaltenen Messwerte auch als Regelgrössen für einen selbsttätigen Regler verwenden, durch den beispielsweise die an einem Verzahnungswerkzeug einer in Betrieb befindlichen Verzahnungsmaschine festgestellten Werkzeugfehler laufend auskorrigiert werden, so dass das erzeugte Werkstück nicht mit den Werkzeug- und Maschinenfehlern der erzeugenden Maschine behaftet ist.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Prüfgerätes nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 einen als Zahnsegment ausgebildeten Messtaster,
Fig. 5 einen als Messzahn ausgebildeten Messtaster,
Fig. 6 ein Schaltschema für die Schaltung der Elektromagnete des Gerätes nach Fig. 1,
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Prüfgerätes,
Fig. 8 einen Teilschnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7,
Fig. 9 einen Teilschnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 7,
Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie X-X der Fig. 7,
Fig. 11 ein Blockschaltbild der Messeinrichtung,
Fig.
12 ein Schaltschema für die Schaltung des Elektromotors des Gerätes nach Fig. 7,
Fig. 13 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform des Prüfgerätes,
Fig. 14 einen Querschnitt nach der Linie XIV-XIV der Fig. 13 und
Fig. 15 ein Blockschaltbild des Messgerätes mit einem Schaltschema für die Schaltung des Elektromotors für das Gerät nach Fig. 13.
Bei der ersten Ausführungsform des Prüfgerätes nach den Fig. 1 bis 6 ist der als Zahnrad dargestellte Prüfling mit 1 bezeichnet. Das zu prüfende Zahnrad wird von einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung in Pfeilrichtung angetrieben, und zwar pausenlos und vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit.
In eine Zahnlücke des Prüflings 1 greift ein Messtaster 2 mit einem als Kugel 3 ausgebildeten Tastorgan ein. An die Stelle dieses Messtasters 2 können wahlweise auch Messtaster 2' und 2" nach den Fig. 4 und 5 treten, die ein als Zahnsegment 3' bzw. als Messzahn 3" ausgebildetes Tastorgan aufweisen. Je nach Art der Messungen kommen auch beliebige andere Formen des Tastorgans in Frage.
Das eigentliche Prüfgerät ist unabhängig vom Prüfling 1 und weist auf einer Grundplatte 4 einen längsverschiebbaren Schlitten 5 auf. Zur Führung des Schlittens 5 dienen Rollenführungen 6. Mit dem Schlitten 5 ist ein stabförmiger Anker 7 verbunden, der durch zwei auf der Grundplatte 4 hintereinander angeordnete Elektromagnete 8 und 9 in Richtung des Doppelpfeiles hin und her bewegt werden kann und dadurch den Schlitten 5 auf den Prüfling 1 zu und von ihm wegbewegt. Die vordere Grenzlage des Schlittens 5 ist durch eine an der Vorderkante der Grundplatte 4 angebrachte Begrenzungsleiste 11 festgelegt.
Damit beim wechselweisen Einschalten der Elektromagnete 8 und 9 die Bewegungen des Schlittens 5 zügig und stossfrei erfolgen, ist ein Teil des Ankers 7 zu einem Kolben 12 ausgebildet, der sich in einem auf der Grundplatte 4 befestigten Zylinder 13 hin und her bewegt. Die hierbei vom Kolben 12 verdrängte Luft kann durch enge Bohrungen 14 und 15 in den Zylinder nur langsam ein- bzw. aus ihm ausströmen, wodurch die gewünschte Dämpfung der Bewegung des Schlittens 5 erzielt wird.
Auf dem Schlitten 5 ist ein Messschlitten 16 leicht verschiebbar gelagert, wozu parallel zu den Rollenführungen 6 des Schlittens 5 angeordnete Rollenführungen 17 vorgesehen sind. Der Messschlitten 16 wird durch eine sich gegen ihn und den Schlitten 5 abstützende Feder 18, deren Vorspannkraft mittels einer Schraube 19 einstellbar ist, dauernd in Richtung des Prüflings 1 gedrückt. Der Messschlitten trägt den Messtaster 2, der um eine mittels Kugellagern 21 im Messschlitten 16 drehbar gelagerte, senkrechte Achse 20 schwenkbar ist. In der vordersten Stellung des Schlittens 5, in der dieser gegen die Begrenzungsleiste
11 anschlägt, greift das als Kugel 3 ausgebildete Tastorgan in eine Zahnlücke des Prüflings ein, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Feder 18 liefert dabei den durch die Schraube 19 einstellbaren Messdruck, mit dem das Tastorgan 3 an den Zahnflanken des Prüflings zur Anlage kommt.
Durch die Bewegung des Prüflings 1 in der eingezeichneten Pfeilrichtung wird das Tastorgan 3 mitgenommen und der Messtaster 2 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt. Dabei wird vorher der Messschlitten 16 von der Feder 18 zunächst ganz nach vorn auf den Prüfling 1 zu verschoben, wobei das Tastorgan 3 in der gestrichelt eingezeichneten, ausgeschwenkten Lage in eine Zahnlücke des Prüflings 1 eingreift. Im Verlauf der Schwenkbewegung des Messtasters 2 bis in die ausgezogen gezeichnete Stellung der Fig. 1 bewegt sich dann der Messschlitten 16 vom Prüfling weg und nach Überschreiten dieses sogenannten hohen Punktes wieder auf den Prüfling 1 zu.
Der hohe Punkt ist dann erreicht, wenn der Mittelpunkt des Zahnrades, die Schwenkachse 20 des Messtasters 2 und das Tastorgan 3 auf einer geraden Linie liegen, die in Fig. 1 als strichpunktierte Linie 21 angedeutet ist. Die Maximalentfernung des Schlittens 16 vom Prüfling 1 beim Durchgang durch den hohen Punkt ist die auszumessende Grösse. Die Unterschiede in den Maximalentfernungen beim Ausmessen der einzelnen Zahnlücken ist ein Mass für die Verzahnungsfehler des Prüflings 1. Um diese Maximalentfernungen des Messschlittens 16 festzustellen, ist auf dem Messschlitten 16 ein Kondensatorbelag 22 fest angeordnet, der mit einem im gegenüberliegenden Kondensatorbelag 23, der am Schlitten 5 befestigt ist, zusammenarbeitet.
Die Relativbewegungen des Messschlittens 16 gegenüber dem in seiner vordersten Stellung festgehaltenen Schlitten 5 erzeugen Abstandsänderungen der Kondensatorbeläge 22 und 23 voneinander und damit Kapazitätsänderungen des aus den beiden Kondensatorbelägen gebildeten Kondensators. Diese Kapazitätsänderungen werden in einer an sich bekannten Überlagerungsschaltung ausgewertet, indem sie nach Umwandlung in eine Frequenz mit einer einstellbaren Festfrequenz verglichen und nach Verstärkung und Umwandlung in Stromoder Spannungswerte angezeigt, registriert oder, in Tonfrequenzen umgewandelt, hörbar gemacht werden.
Nachdem der Messtaster 2 auf die beschriebene Weise zur Ausmessung einer Zahnlücke gedient hat und den hohen Punkt überschritten hat, wird der Schlitten 5 und mit ihm der Messschlitten 16 durch Einschaltung des Elektromagneten 9 zurückgezogen und anschliessend durch Einschaltung des Elektromagneten 8 wieder nach vorn bis zur Begrenzungsleiste 11 vorgeschoben. Dabei wird während der Rücklaufbewegung durch die nachstehend beschriebene Einrichtung der Messtaster 2 in die gestrichelt eingezeichnete Lage seitwärts geschwenkt, so dass er mit seinem Organ 3 beim Vorlauf des Schlittens 5 in die nächstfolgende Zahnlücke des Prüflings eingreift.
Die Einschaltung der Elektromagnete 8 und 9 wird durch den durch die Mitnahme seitens des Prüflings geschwenkten Messtasters 2 direkt gesteuert.
Dazu ist auf der Nabe des Messtasters 2 ein Nocken 24 angeordnet, der nach Überschreiten des hohen Punktes den schematisch angedeuteten Schalter 25 betätigt (vergleiche hierzu das Schaltschema Fig. 6), wodurch der Elektromagnet 9 eingeschaltet wird und den Schlitten 5 zurückbewegt.
An der Nabe des Messtasters 2 ist weiterhin ein seitlicher Fortsatz 26 angeordnet, der in das gabelförmige Ende 27 eines auf dem Schlitten 5 schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebels 28 eingreift. Bei der Rücklaufbewegung des Schlittens 5 schlägt das andere Ende 29 des zweiarmigen Hebels 28 gegen einen auf der Grundplatte 4 einstellbar befestigten Anschlag 30. Dadurch wird der zweiarmige Hebel 28 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und infolgedessen der Messtaster aus der ausgezogen gezeichneten Lage in die gestrichelt gezeichnete Lage seitwärts geschwenkt. Auf das Ende 29 des Hebels 28 wirkt eine Feder 31, die dafür sorgt, dass der Hebel 28 nach Einleitung der Schwenkbewegung durch Anstossen am Anschlag 30 so weit geschwenkt wird, dass der Messtaster 2 zur Anlage an eine Stellschraube 32 kommt, mit der der gewünschte Winkelausschlag des Messtasters einstellbar ist.
Der Hebel 28 und die Feder 31 wirken hierbei nach Art eines Kippschalters zusammen.
Durch die soeben beschriebene Schwenkbewegung des Messtasters 2 beim Rücklauf des Schlittens 5 wird durch den Nocken 24 auf der Nabe des Messtasters 2 der Schalter 25 erneut betätigt und dadurch nunmehr der Elektromagnet 9 abgeschaltet und der Elektromagnet 8 eingeschaltet, so dass der Schlitten 5 wieder nach vorn bewegt wird. Bei der nun folgenden Mitnahme des Messtasters 2 durch den Prüfling wiederholt sich der eingangs beschriebene Vorgang, wonach sich der Messschlitten 16 zunächst vom Prüfling entfernt, bis der hohe Punkt erreicht ist, und dann wieder auf den Prüfling zu bewegt wird. Die hierbei auftretende Kapazitätsänderung im Kondensator 22/ 23 ergibt nach Auswertung durch das elektrische Messgerät eine eingipflige Kurve, deren Maximalwert den gewünschten Messwert für die betrachtete Zahnlücke darstellt.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die beiden Kondensatorbeläge 22 und 23 dargestellt. Die beiden Kondensatorbeläge sind kammartig ausgebildet und greifen ähnlich wie bei einem Drehkondensator ineinander.
Eine zweite Ausführungsform des Prüfgerätes ist in den Fig. 7 bis 10 dargestellt. Im Prinzip ist der Aufbau des Messgerätes der gleiche, wie an Hand der Fig. 1 bis 6 bereits erläutert. Auf einer Grundplatte 40 ist wieder ein Schlitten 41 längsverschiebbar angeordnet, der seinerseits einen längsverschiebbaren Messschlitten 42 trägt. Dieser Messschlitten 42 ist jedoch, wie Fig. 8 zeigt, nicht durch Rollenführungen, sondern durch Aufhängung an zwei Blattfedern 43 und 44 gegenüber dem Schlitten 41 längsverschiebbar. Im Messschlitten 42 ist wieder ein Messtaster 45 schwenkbar gelagert, der ein als Zahnsegment 45" ausgebildetes Tastorgan aufweist, das in die Verzahnung des wiederum als Zahnrad dargestellten Prüflings 46 eingreift.
Zur Hin- und Herverschiebung des Schlittens 41 ist an Stelle der beiden Elektromagnete ein Elektromotor 47 vorgesehen, der über ein auf seiner Welle sitzendes Ritzel 48 eine Zahnstange 49 antreibt, die mit dem Schlitten 41 verbunden ist und dadurch den Schlitten auf den Prüfling zu und von ihm weg bewegt. Die Schaltung des Motors 47 erfolgt über einen Schalter 50, der vom Messtaster 45 bei dessen Schwenkbewegung betätigt wird und über einen Ausschalter 51, der von der Zahnstange 49 betätigt wird. Die Zahnstange 49 ist relativ zum Schlitten 41 verschiebbar und gegen diesen durch eine Druckfeder 52 abgestützt.
Wenn der Schlitten 41 an einer an der Vorderkante der Grundplatte 40 angeordneten Begrenzungsleiste 53 zur Anlage gekommen ist, kann sich die Zahnstange 49 gegen die Kraft der Feder 52 noch weiterhin in Richtung auf den Prüfling zu bewegen, wobei der Schalter 51 geöffnet wird, der dann den Motor 47 stillsetzt. Durch die Federkraft 52 wird der Schlitten 41 in Anlage an der Begrenzungsleiste 53 während des Messvorganges gehalten. Der Rücklauf der Zahnstange 49 wird dadurch verhindert, dass ein Elektromotor 47 mit nach geschaltetem Untersetzungsgetriebe verwendet wird, dessen Selbsthemmung ausreicht, eine Rücklaufbewegung der Zahnstange zu unterbinden.
Mit dem Messschlitten 42 ist auch hier ein Kondensatorbelag 54 verbunden, der mit einem am Schlitten 41 befestigten Kondensatorbelag 55 zusammenarbeitet, wie dies an Hand der Fig. 1 bis 6 bereits beschrieben worden ist. Ebenso findet sich bei dieser Ausführungsform des Gerätes ein auf der Grundplatte angebrachter, einstellbarer Anschlag 56 für einen schwenkbar auf dem Schlitten 41 gelagerten Hebel 57, dessen eines Ende 58 mit dem Messtaster gelenkig verbunden ist, während auf das andere Ende 59 eine Feder 60 einwirkt, die den Hebel 57 bis zum Anschlag des Messtasters 45 an einer Stellschraube 61 verschwenkt, nachdem diese Schwenkbewegung beim Rücklauf des Schlittens 41 durch Anschlagen des Hebelendes 59 anl Anschlag 56 eingeleitet worden ist.
Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild für die verwendete, kapazitiv arbeitende elektrische Messeinrichtung, die sowohl bei der Ausführungsform bei den Fig. 1 bis 6 als auch bei der zweiten Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 10 Verwendung findet. Mit a ist ein Schwingkreis bezeichnet, dessen Frequenz von der Kapazitätsänderung des Kondensators 22/23 (Fig. 1) bzw. 54/55 (Fig. 7) abhängig ist. Mit b ist ein Schwingkreis bezeichnet, in dem eine einstellbare Festfrequenz erzeugt wird.
Die von den Teilen a und b erzeugten Frequenzen werden in einer Mischstufe c zu einer Überlagerungsfrequenz überlagert, anschlie ssend in einem Verstärker d verstärkt, dann in einem Messwertumwandler e in Strom- und Spannungswert umgewandelt und schliesslich an einem Messinstrument f angezeigt oder durch ein Registriergerät g aufgezeichnet oder mittels eines Lautsprechers h hörbar gemacht, gegebenenfalls zur Aufnahme auf Tonband.
Die Schaltung des Elektromotors 47 zur periodischen Hin- und Herbewegung des Schlittens 41 sei an Hand des Schaltschemas Fig. 12 erläutert. Nachdem der Messtaster 45 die Messstellung, das ist der hohe Punkts, überschritten hat, wird durch den Messtaster der Schalter 50 geschlossen und dadurch die Magnetspule 62 eines Schaltschützes erregt, so dass dadurch der Elektromotor 47 über die Schaltkontakte 63 in derjenigen Drehrichtung eingeschaltet wird, in der die Zahnstange 49 zurückbewegt wird.
Dadurch schliesst zunächst der von der Zahnstange betätigte Schalter 51, und anschliessend wird der Schlitten 41 zurückgezogen. Bei dieser Rücklaufbewegung des Schlittens 41 wird wie oben beschrieben der Messtaster 45 seitwärts geschwenkt, wodurch der Schalter 50 wieder geöffnet wird. Die Magnetspule 62 des Schaltschützes wird dadurch stromlos.
Die Schaltkontakte 63 werden dadurch geöffnet, während gleichzeitig die Schaltkontakte 64 des Schaltschützes geschlossen werden. Dadurch wird der Motor 47 umgepolt und kehrt seine Drehrichtung um, so dass der Schlitten 41 wieder nach vorn läuft. Nachdem er zur Anlage an die Begrenzungsleiste 53 gekommen ist, öffnet die sich weiterbewegende Zahnstange den Schalter 51, wodurch der Motor 47 ausgeschaltet wird. In Fig. 12 ist in einer der Zuleitungen des Motors ein Potentiometer 65 eingezeichnet, mit dessen Hilfe die Drehzahl des Motors 47 genau einstellbar ist. Die Fig. 12 stellt jedoch nur das einfachste Schaltbild für eine solche Schaltung dar.
In den Fig. 13 bis 15 ist eine dritte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Wäh- rend mit den Prüfgeräten nach den ersten beiden Ausführungsformen die Verzahnungsfehler in radia ler Richtung messbar waren, wird bei dem Prüfgerät der jetzt zu beschreibenden Ausführungsform in tangentialer Richtung gemessen, das heisst von Zahnflanke zu Zahnflanke. Für diese Messungen sind dementsprechend zwei Messtaster 80 und 81 erforderlich, die in benachbarte Zahnlücken eines wiederum als Zahnrad dargestellten Prüflings 83 eingreifen und auf derselben Seite den Zahnflanken der die Zahnlücken begrenzenden Zähne anliegen. Gemessen wird der Abstand von Zahnflanke zu Zahnflanke über die gegenseitige Winkellage der beiden Messtaster 80 und 81.
Das Prüfgerät für diese Art von Messungen weist eine Grundplatte 84 auf, auf der in Rollenführungen 85 ein Schlitten 86 längsverschiebbar gelagert ist.
Dieser Schlitten wird mit Hilfe eines Elektromotors 87 unter Zwischenschaltung einer Zahnstange 88, die über ein Ritzel 89 des Motors 87 angetrieben wird, auf den Prüfling 83 zu und von ihm weg bewegt. In seiner vordersten Stellung schlägt der Schlitten 86 an eine an der Vorderkante der Grundplatte 84 angeordnete Begrenzungsleiste 90 an.
Auf dem Schlitten 86 sind Querschlitten 91 und 92 angeordnet, die mit Hilfe von Gewindespindeln 93 und 94 in ihrem gegenseitig wird zunächst in einem Schwingkreis A die laufende Kapazitätsänderung des Kondensators 100/102, die durch die Schwenkbewegung des Messtasters 81 verursacht wird, in eine Frequenz umgewandelt und in einer Mischstufe B mit einer von einem Schwingkreis C gelieferten, willkürlich einstellbaren Festfrequenz zu einer Überlagerungsfrequenz überlagert, in einem Verstärker D verstärkt und anschliessend in einem Messwertumwandler E in Strom- und Spannungswerte umgewandelt.
In dem Augenblick, in dem der Kondensator 100/102 den vorher festgelegten Kapazitätswert erreicht hat, das heisst in dem Augenblick, in dem die Messstellung von dem sich pausenlos bewegenden Prüfling erreicht worden ist, wird von der soeben beschriebenen Messeinrichtung A bis E ein Schaltimpuls auf ein Relais R gegeben, das kurzzeitig den Kapazitätswert des Messkondensators 99/ 101 auf das Messwerk schaltet. Zur Auswertung der Kapazitätsänderung des durch die Schwenkbewegung des Messtasters 80 laufend veränderlichen Kapazitätswertes des Kondensators 99/101 ist eine ähnliche Schaltung vorgesehen wie für die Auswertung der Kapazitätsänderung des Kondensators 100/102.
Der bei der Schwenkbewegung des Messtasters 80 sich laufend ändernde Kapazitätswert des Kondensators 99/101 wird in einem Schwingkreis A' in eine Frequenz umgewandelt, in einer Mischstufe B' mit einer einstellbaren, in einem Schwingkreis C' erzeugten Festfrequenz zu einer Überiagerungsfrequenz überlagert, anschliessend in einem Verstärker D' verstärkt und in einem Messwertumwandler E' in Strom- und Spannungswerte umgewandelt. Diese Strom- und Spannungswerte werden in dem Augenblick, in dem die Messstellung erreicht ist und das Relais R betätigt worden ist, an einem Messinstrument F angezeigt oder durch ein Registriergerät G aufgezeichnet oder mittels eines Lautsprechers H hörbar gemacht, gegebenenfalls zur Aufnahme auf Tonband.
Das Relais R hat die Eigenschaft, dass es nach einer willkürlich wählbaren Zeit wieder abfällt und damit die Anzeigegeräte F bis G von der Messeinrichtung A' bis E' trennt. Gleichzeitig mit dem Relais R ist ein weiteres Relais R' geschaltet worden, das folgende Eigenschaften besitzt:
Das Relais R'spricht erst nach einer bestimmten Verzögerungszeit, z. B. einer halben Stunde, auf den empfangenden Impuls an, und es fällt nach einer willkürlich einstellbaren Zeitdauer von selbst wieder ab.
Die Verzögerungszeit des Relais R' ist so bemessen, dass es den von ihm zu betätigenden Schaltvorgang erst einleitet, nachdem die Messung durchgeführt und das Relais R wieder abgefallen ist. Geschaltet wird von dem Relais R' ein weiteres Relais R", dessen Magnetspule 105 über den Schalter 106 an eine Spannung gelegt wird, wodurch in der gleichen Weise, wie an Hand der Fig. 12 bereits beschrieben, der Elektromotor 87 über die Kontakte 107 in derjenigen Drehrichtung eingeschaltet wird, die für die Rücklaufbewegung des Schlittens 86 erforderlich ist. Dadurch bewegt sich zunächst die relativ zum Schlitten 86 bewegliche und über eine Druckfeder 108 gegen den Schlitten 86 abgestützte Zahnstange vom Prüfling 83 weg. Dadurch wird zunächst ein Schalter 109 geschlossen und danach der Schlitten 86 vom Prüfling wegbewegt.
Sobald das Relais R' nach einer bestimmten Zeit wieder abfällt, wird auch der von diesem Relais betätigte Schalter 106 im Stromkreis der Magnetspule des Relais R" geöffnet, so dass dieses Relais R" abfällt, wodurch die bisher geschlossenen Kontakte 107 geöffnet werden. Gleichzeitig werden aber die Kontakte 110 des Relais R" geschlossen und dadurch die Drehrichtung des Motors 87 umgekehrt, da der mechanische, von der Zahnstange 88 betätigte Schalter 109 geschlossen ist.
Der Schlitten 86 wird infolge der Drehrichtungsumkehr des Motors 87 wieder nach vorn in die Messstellung bewegt, wo er an der Begrenzungsleiste 90 anschlägt und zum Stillstand kommt. Der weiterlaufende Motor 87 bewegt aber die Zahnstange 88 noch in derselben Richtung weiter, wodurch der mit der Zahnstange verbundene Schalter 109 geöffnet und der Motor 87 stillgesetzt wird. Zur Regelung der Motordrehzahl und damit der Geschwindigkeit, mit der der Schlitten 86 bewegt wird, ist der Motor 87 in seiner Drehzahl regelbar, was im Schaltbild Fig. 15 durch ein Potentiometer 111 angedeutet ist.
Wie eingangs bereits erwähnt, werden die von dem Prüfling 83 seitwärts verschwenkten Messtaster 80/81 bei der Rücklaufbewegung des Schlittens 86 durch die Fesselungsfedern 103 und 104 in die Ausgangslage zurückgebracht und greifen mit ihren Tastorganen beim Vorlauf des Schlittens in die Messstellung in die nächstfolgenden Zahnlücken des pausenlos weiterbewegten Prüflings ein, so dass sich in der beschriebenen Weise die Messvorgänge für die einzelnen Zahnteilungen selbsttätig aneinanderreihen.
Die drei beschriebenen Ausführungsformen sind nur Beispiele dafür, wie der Erfindungsgedanke verwirklicht werden kann. Deswegen ist die Erfindung auch nicht auf die an Hand der drei Ausführungsformen beschriebenen konstruktiven Einzelheiten beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr alle im Rahmen des Könnens eines Fachmannes liegenden weiteren Ausführungsformen, in denen der Grundgedanke der Erfindung konstruktiv verwertet wird.