Zahnradpriifer
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zahnradprüfer zum Bestimmen des Gesamtzahnradfehlers eines zu prüfenden Zahnrades in bezug auf den bekannten Fehler eines Vergleichszahnrades.
Dieses grundlegende Messverfahren für Zahnradfehler ist in der Technik bekannt und ist auf viele verschiedene Weisen praktisch ausgeführt worden, wie US-Patentschriften zeigen. Die meisten dieser Maschinen verwenden einen Hebelarm, auf dem entweder das Vergieichszahnrad oder das zu prüfende Zahnrad angeordnet ist, das an dem anderen Zahnrad anliegt, wobei die Ablenkung des Hebelarmes gemessen wird. Der Hebelarm wird von einer Feder oder von einem Gewicht belastet, so dass der richtige Zahnradeingriffsdruck vorhanden ist. Bei einer andern Maschine ist das Vergleichs zahnrad oder das zu prüfende Zahnrad z. B. auf einer beweglichen Plattform gelagert, die sich auf Rollen- oder Kugellagern bewegt. Der Fehler wird aus der Ablenkung der Plattform beim Drehen der beiden Zahnräder bestimmt.
Auch hier wird ein Gewicht oder eine Feder verwendet, um den richtigen Zahneingriffsdruck zu erzielen.
Bei allen diesen bekannten Maschinen ist der bewegliche Halter, der das eine oder das andere Zahnrad hält, Reibungsdrücken unterworfen, die das Trägheitsmoment des Gerätes erhöhen und infolgedessen die Empfindlichkeit und die Genauigkeit des Zahnradprüfers verringern. Ausserdem erhöht die Vorrichtung zur Herbeiführung des Zahnradeingriffsdruckes das Trägheitselement, was ebenfalls die Genauigkeit und Empfindlichkeit der bekannten Zahnradprüfer verringert. Dies ist besonders in denjenigen Prüfgeräten nachteilig, in denen Gewichte zum Regeln des Eingriffsdruckes verwendet werden, da hierbei die gesamte Masse zu dem Trägheitsmoment der beweglichen Lagerung hinzukommt.
Ein verstellbarer Eingriffs druck ist auch ein Haupterfordernis eines verlässlichen und vielseitig verwendbaren Zahnradprüfers, da Zahnräder mit verschiedenen Teilkreisen einen verschieden grossen Druck erfordern.
Der erfindungsgemässe Zahnradprüfer zum Bestimmen des Gesamtzahnradfehlers eines zu prüfenden Zahnrades in bezug auf den bekannten Fehler eines Verglleichszahnrades ist gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die einen ersten Aufspanndorn hält und eine reibungslose Dornbewegung längs einer Achse erzeugt, durch ein eine lineare Verlagerung feststellendes Messgerät, das in einem vorherbestimmten Abstand von der den ersten Aufspanndorn tragenden Vorrichtung steht und die lineare Verlagerung längs der Achse der reibungslosen Bewegung feststellt, und durch eine einstellbare Vorrichtung, die einen zweiten Aufspanndorn trägt und mit der der zweite Aufspanndorn längs der Achse der reibungslosen Bewegung bewegt werden kann, so dass die auf dem ersten und dem zweiten Aufspanndorn aufgebrachten Zahnräder mit einem Druck,
der durch den vorherbestimmten Abstand zwischen dem Messgerät und dem Halter für den ersten Aufspanndorn bestimmt wird, ineinandergreifen, wenn das Messgerät und der Halter in Berührung miteinander gebracht werden, und ein vorausgewähltes Ablesen am Messgerät erfolgen kann.
Vorzugsweise weist der Halter für den ersten Aufspanndorn eine elastische Vorrichtung auf, die eine nach zwei Richtungen verlaufende Linearbewe gung des Aufspanndornes in einer einzigen Ebene ermöglicht, wenn die elastische Vorrichtung einem Druck ausgesetzt wird, der eine Komponente hat, die parallel zu dieser linearen Bewegung verläuft.
Ein Ausführungsbeispiel des Zahnradprüfers nach der Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen diese Ausführungsform zu Erläirterungszwecken dargestellt ist.
In den Zeichnungen ist
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemä ssen Zahnradprüfer,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Zahnadprüfers,
Fig. 3 eine Stirnansicht des Zahnradprüfers, und
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die elastische Lagerungseinrichtung der Maschine.
Ein Hauptgestell 11 bildet einen Träger, von dem der Zahnradprüfer getragen wird. Am Hauptgestell 11 sind mittels Schrauben 14 (Fig. 3) oder mittels anderer zweckdienlicher Befestigungsvorrichtungen oder Kombinationen dieser Vorrichtungen zwei mit Bohrungen versehene Halter 12 und 13 befestigt. In der Bohrung des Halters 12 (Fig. 2) ist eine Stummelwelle 15 gelagert, an der eine Schraubenfeder 16 anliegt, die in der Bohrung von einer geschlitzten Schraube 17 zurückgehalten wird. Das von der Feder 16 wegweisende Ende der Stummelwelle 15 hat eine halbkugelförmige Ausnehmung oder Fassung 18 zur Aufnahme eines Ein-Kugel-Lagers 19, dessen Arbeitsweise später beschrieben wird.
In der Bohrung des Halters 13 liegt eine zweite Stummelwelle 20, die zwei Durchmesser aufweist, zwischen denen eine Schulter geformt ist, die die Be wegung der Stummelwelle nach links begrenzt. Der im Durchmesser grössere Abschnitt der Welle hat eine halbkugelförmige Ausnehmung oder eine Fassung 21, die eine Kugel 22 aufnimmt. Die Kugellager 19 und 22 tragen eine Hauptwelle 23, die an ihrem einen Ende eine zur Aufnahme der Kugel 19 dienende Fassung 24 und an ihrem anderen Ende eine zur Aufnahme der Kugel 22 dienende Fassung 25 hat. Die Hauptwelle 23 wird also ohne Fehlfluchtung zwischen den Kugeliagern 19 und 22 getragen und kann seitlich nach rechts gegen den von der Feder 16 ausgeübten Druck bewegt werden, wenn die Stummelwelle 20 nach rechts verl'agert wird.
Der im Durchmesser kleinere Abschnitt der über den Halter 13 hinausragenden Stummelwelle 20 liegt an der Nockenfläche 26 einer Büchse 27 an, die auf einer den Träger 11 durchsetzenden Welle 28 befestigt ist. Auf dem aus der Rückseite des Gestelles 11 oder des Trägers 11 vorstehenden Ende der Weile 28 ist mittels einer Schraube 310 ein Handgriff 29 befestigt, durch dessen Drehung die Hauptwelle 23 nach rechts bewegt werden kann, da beim Drehen des Handgriffes 29 die Nockenfläche 26 die Stummel- welle 20, die Kugel 22, die Hauptwelle 23, die Kugel 19 und die Stummelwelle 15 nach rechts bewegt.
Wird jedoch der Handgriff 29 auf die dargestellte Stellung zurückgeführt, dann übt die Feder 16 eine Rückstelikraft oder einen Rückstejlldruck aus, der die oben erwähnten Maschinenteile auf die dargestellte Stellung zurückbewegt.
Auf der Hauptwelle 23 ist ein Haitegerät zum Halten eines Aufspanndornes angeordnet. Dieses Gerät hat eine Grobverstellung und eine Feinverstellung, so dass eine Bewegung des Gerätes parallel zur Achse der Hauptwelle 23 möglich ist. Das Gerät besteht aus einem ersten Block 36 und einem zweiten Block 37, die auf der Hauptwelle 23 gelagert und auf dieser Weile verschiebbar angeordnet sind. Die Blöcke sind durch eine mit Differentialgewinde versehene Schraubenspindel 38, die eine Feinverstellung ermöglicht, und durch einen Zapfen 39 miteinander gekuppelt, der in den Block 37 eingeschraubt ist und eine e Rinne oder Nut 40 des Blockes 36 durchsetzt, um auf diese Weise den Block 36 in bezug auf den Block 37 zu stabilisieren.
Eine in eine Gewindebohrung des Blockes 36 eingeschraubte Klemmschraube 41 legt sich bei Drehung im Uhrzeigersinne an die Hauptwelle 23 an und verhindert eine Bewegung des Blockes 36 in bezug auf die Hauptwelle 23. Eine in eine Gewindebohrung des Blockes 37 eingeschraubte zweite Klemmschraube 42, die in der gleichen Weise arbeitet wie die Klemmschraube 41, verhütet eine Bewegung des Blockes 37 in bezug auf die Hauptwelle 23. Die lineare Verstel lung des Gerätes erfol ; gt dadurch, dass die Klemm- schrauben 41 und 42 gelockert werden und das Gerät von Hand längs der Hauptwelle 23 bewegt wird.
Nach einer in dieser Weise erfolgenden Grobeinstellung wird die Klemmschraube 41 festgeschraubt, und der Block 36 wird in bezug auf die Hauptwelle 23 verriegelt. Nach dieser Grob einstellung erfolgt die Feineinstellung durch Drehen der mit Differentialgewinde versehenen Schraubenspindel 38, durch die der Block 37 längs der Hauptwelle 23 bewegt wird.
Nach einer befriedigenden Feineinstellung wird die Klemmschraube 42 festgeklemmt, so dass das Gerät in bezug auf die Hauptwelle 23 in fester Stellung bleibt. Der Zweck dieser Einstellung oder Verstellung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung.
Am Block 37 ist mittels eines Führungskeiles 44, der mittels einer Kordelmutter 45 festgestellt werden kann, ein V-förmiger Block 43 befestigt. Eine Klemmbacke 46, deren Gewindeschaft 47 den V-förmigen Block 43 durchsetzt, wirkt mit dem V-förmigen Abschnitt des Blockes 43 zusammen, um einen Aufspanndorn 99 festzuhalten, wenn die Kordelmutter 48 festgeschraubt wird. Zum einwandfreien Arbeiten muss die Achse des Aufspanndornes nach dem Einsetzen in den V-förmigen Block 43 mindestens in einer Ebene verstellt werden können. Zu diesem Zweck ist auf dem Gestell oder Träger 11 eine geschliffene erhöhte Fläche 49 vorhanden, die mit einem verstellbaren Kugellager 50 zusammenwirkt, das in bezug auf den Block 37 durch Drehen einer Einstellschraube 53 bewegt werden kann.
Beim Verstellen der Einstellschraube 53 wird das gesamte bewegliche Gerät, einschliesslich des eingesetzten Auf spanudornes 99, entsprechend dem Drehsinn der Einstellung auf der Achse der Hauptwelle 23 gedreht.
Die Fläche 49 muss in bezug auf die Achse der Hauptwelle 23 genau geschliffen sein, da sich das bewegliche Gerät über den gesamten Einstellungsbereich gleichförmig bewegen muss.
Ein zweites Gerät zum Halten eines zweiten Auf spanndornes 98 liegt auf der linken Seite des zuerst beschriebenen Gerätes. Dieses Gerät weist einen Tragblock 57 auf, der aus der vorderen lotrechten Wand des Gestelles 11 ragt. An der vorderen lotrechten Fläche des Blockes 57 ist mittels zwockdien- licher Befestigungsvorrichtungen (nicht dargestellt) der in Fig. 4 dargestellte Fertigteil 58 befestigt.
Der Fertigteil 58 hat eine Hinterpiatte 60 und eine Vorderpiatte 61. Diese beiden Platten werden durch zwei im wesentlichen gleiche flache Federn 63 und 64 zu einem rechteckigen Bauteil verbunden. Die Federn sind an den Enden der Platten 60 und 61 durch je eine Klemmschiene 65 und zwei Schrauben 66 befestigt. Die obere Fläche der Platte 61 weist zwei nach unten gerichtete Gewindebohrungen 67 und 68 und zwei nach unten gerichtete glatte Boh- rungen 69 und 70 auf. Der gesamte Fertigteil ist am Block 57 mit Schrauben befestigt, die die Hinterplatte 60 durchsetzen und in Gewindebohrungen des Blokkes 57 eingeschraubt sind.
Auf der oberen Fläche der Platte 61 (gesehen in Fig. 4) ist ein zweiter mit einem V-förmigen Ausschnitt versehener Block 73 befestigt. Der Block 73 hat zwei Bohrungen, die mit den Bohrungen 69 und 70 fluchten. Die mit der Bohrung 69 in Platte 61 fluchtende Bohrung hat einen grösseren Durchmesser und liegt lose um einen in die Bohrung 69 eingesetzten Dübel. Ein in die Bohrung 70 eingesetzter zweiter Dübel passt in die im Block 73 befindliche, mit der Bohrung 70 fluchtende Bohrung und bildet auf diese Weise einen lotrechten Drehzapfen, auf dem der Block 73 in einer waagrechten Ebene eingestellt werden kann. Zwei Klemmschrauben 74 und 75 liegen an dem in die Bohrung 69 eingesetzten Dübel an und ermöglichen kleine Verstellungen.
Nach dem Einstel len kann der Block 73 durch Festschrauben der Schrauben 77 und 78 verriegelt werden, die in die Gewindebohrung 67 bzw. in die Gewindebohrung 68 eingeschraubt sind. Die Achsen von Wellen oder Aufspanndornen, die in die Blöcke 43 und 73 eingesetzt sind, können also in parallele Fluchtstellung miteinander gebracht werden, da der Block 43 in einer lotrechten Ebene und der Block 73 in einer waagrechten Ebene gedreht werden kann. Die Wellen oder Aufspanndorne können also einwandfrei ausgerichtet werden. Der Block 73 hat eine Klemmbacke 83 mit einem Gewindeschaft 81. Ausführung und Arbeitsweise der Klemmbacke 83 entspricht der Ausführung und der Arbeitsweise der Klemmbacke 46.
Eine der Spindelmutter 48 entsprechende Spindelmutter 82 übt in bezug auf die Klemmbacke 83 und den Gewindeschaft 81 die gleiche Aufgabe aus wie die Spindelmutter 48.
Ein übliches Messgerät 85 und ein übliches Luftmessgerät 86 sind auf einem L-förmigen Träger 87 angeordnet, der von dem Tragblock 57 mittels zweier Dübel 8.8, von denen nur ein Dübel dargestellt ist, getragen wird.
Der Dübel 88 ist in das Gestell 11 eingepresst und ist mit einem Passsitz in den Träger 87 eingepresst.
Das Ende des Dübels 88 trägt ein Gewinde, auf das eine kalibrierte Einstellmutter 89 aufgeschraubt ist, die in einem Ausschnitt 90 des Trägers 87 liegt. Beim Drehen der Einstellmutter 89 übt die Mutter einen Druck auf die Seite des Ausschnittes 910 aus, so dass' der Träger 87 je nach der Drehrichtung der Gewindemutter 89 in der einen oder in der anderen Richtung bewegt wid'.
Eine zwischen dem Ende des Dübels 8.8 und dem Träger 87 eingeschaltete Feder 91 übt einen Druck zwischen diesen Teilen aus, der das Spiel im Ausschnitt 90 ausschaltet. Eine Klemmschraube 92 sichert den Träger gegen Bewegung, sobald die kali- brierte Gewindemutter 89 einmal eingestellt worden ist, um den richtigen Zahneingriffsdruck zu erzeugen.
Das Messgerät 85 ist in eine im Träger 87 vorhandene unterschnittene Bohrung mittels einer Schraube 93 eingeklemmt. Das Luftmessgerät 86 ist in ähnlicher Weise mittels einer Schraube 9.4 in eine zweite Bohrung unmittelbar unterhalb des Messgerätes 85 eingeklemmt. Ein Dübel 95 ist in den Träger 87 zwischen Kolben des Messgerätes 85 und Spitze des Messgerätes 86 eingesetzt, um die Bewegung des Blockes 73 zu begrenzen. Hierdurch werden beide Messgeräte gegen Beschädigung durch übermässig grosse Bewegung geschützt. Ausserdem wird auch ein übermässig grosses Biegen der Federn 63 und 64 und ihre etwaige Verformung verhütet.
Der Kolben des Messgerätes 85 legt sich an die Klemmschiene 65 an und folgt den Abweichungen zwischen den beiden Zahurädern, die auf den in den V-förmigen Blöcken 43 und 73 zurückgehaltenen Aufspanndornen gelagert sind.
Ein Musterzahnrad 96 und ein zu prüfendes Zahnrad 97 sind in gestrichelten Linien auf dem Aufspanndorn 98 bzw. 99 dargestellt, die ebenfalls in gestrichelten hinein gezeichnet sind.
Auf der kalibrierten Gewindemutter 89 befinden sich in Gramm bezeichnete Markierungen, die den Druck anzeigen, der auf die ineinandergreifenden Zahnradzähne durch die Federn 63 und 64 ausgeübt wird, so dass der gewünschte Druck ausgewählt werden kann. Die diesem Druck entsprechende Zahl muss gegenüber einer auf dem Träger 87 befindlichen Marke eingestellt werden.
Das Kalibrieren der Gewindemutter erfolgt in der Weise, dass ein bekanntes Gewicht oder ein bekannter Druck auf einen Aufspanndorn im Block 73 ausgeübt wird, wodurch der Block nach links abgelenkt wird. Dann wird die Gewindemutter 89 gedreht, um eine vorausgewählte Anzeige, in diesem Falle Null, auf dem Messgerät 85 festzulegen. Eine Marke wird dann auf der Gewindemutter gegenüber der auf dem Träger 87 angebrachten Marke eingezeichnet, so dass auf diese Weise die zur Einwirkung gebrachte Kraft oder der Druck angegeben wird.
Dieses Verfahren wird so lange wiederholt, bis alle gewünschten Drucke eingetragen worden sind.
Die Steigung des am Ende des Dübels 88 verwendeten Gewindes wird so gewählt, dass immer nur eine volle Drehung für den Bereich der gewünschten Gewichte oder Drucke benutzt wird, um auf diese Weise die höchste Kraftzerlegung des Gerätes zu sichern.
Bei Zahnradprüfern sind automatisch arbeitende Vorrichtungen zum Drehen der Zahnräder üblich.
Da diese Vorrichtungen jedoch bekannt sind, erfolgt hier keine nähere Beschreibung dieser Vorrichtungen.
Die Zahnräder können aber auch von Hand gedreht werden. Auch hierbei werden zufriedenstellende Ergebnisse erhalten.
Bei der Verwendung der Maschine werden Aufspanndorne zweckdienlicher Grösse in die Blöcke 43 und 73 eingespannt, und das Musterzahnrad sowie das zu prüfende Zahnrad werden auf diesen Aufspanndornen angebracht. Es ist dabei gleichgültig, welches Zahnrad auf einen bestimmten Dorn aufgeschoben wird, da bei jeder Anordnung die gleichen Ergebnisse erhalten werden.
Nach dem Aufsetzen der Zahnräder wird der richtige Eingriffsdruck auf der Gewindemutter 89 eingestellt, und der Träger 87 wird durch Festschrauben der Kiemmschraube 92 verriegelt. Es erfolgt dann eine Grobeinstellung der Zahnräder durch Verschieben des Blockes 43. Das auf dem Block gelagerte Zahnrad wird zu dem auf dem Block 73 gelagerten Zahnrad geschoben und wird mit diesem letztgenannten Zahnrad in Eingriff gebracht. Sobald der Zeiger auf dem Messgerät 85 nahe Null steht, wird die Klemmschraube 41 festgeschraubt, um den Block 36 zu verriegeln. Zu einer Feineinstellung wird die mit verschiedenen Gewinden oder mit Differentialgewinde versehene Schraubenspindel 38 so lange gedreht, bis die Nadel des Messgerätes 85 auf Null zeigt. Dann wird der Block 43 durch Festschrauben der Klemmschrauben 42 verriegelt.
Die Zahnräder werden nun von Hand oder durch einen Motor und ein Ritzel gedreht. Die Ablenkungen von der Nullnarke des Messgerätes werden aufgezeichnet. Diese Ablenkungen zeigen den Gesamtmessfehler in dem zu prüfenden Zahnrad in bezug auf das bekannte Musterzahnrad an.
Sind nacheinander mehrere gleiche Zahnräder zu prüfen, dann wird der Handgriff 29 gedreht, um die Zahnräder ausser Eingriff zu bringen. Für das zu prüfende Zahnrad kann dann leicht und schnell ein anderes Zahnrad auf den entsprechenden Aufspann- dorn aufgeschoben werden. Sobald ein neues Zahnrad auf den Aufspanndorn afgeschoben worden ist, werden die Zahnräder mit den richtigen Mitteln und Drucken wieder in Eingriff gebracht. Diese Schnellwechselvorrichtung ermöglicht das Prüfen gleicher Zahnräder bei geringster Einstellung.
Die beschriebene Vorrichtung kann ohne Ab änderung auch als Komparator oder Gleichheitsprüfer verwendet werden. Zu dieser Verwendung wird das Messgerät auf Null eingestellt, und zwar bei einem zweckmässigen Eingriffs druck mit einem Musterblock bekannter Grösse. Dann wird das Prüfstück an Stelle des bekannten Musterbiockes gesetzt und die Ablenkung aufgezeichnet.