Zahnradprüfgerät
Die Erfindung betrifft die Weiterbildung eines Zahnradprüfgerätes nach Patent Nr. 389 918. In diesem Hauptpatent wurde bereits ein Zahnradprüfgerät vorgeschlagen mit zwei Messbacken zum Messen des Abstandes zweier Zahnflanken, wobei die zwei Messbacken auf einer drehbaren Messwelle angeordnet sind und sich diese Messwelle pro Messvorgang einmal dreht, und wobei sich die Messwelle in einem bestimmten Verhältnis zum zu prüfenden Zahnrad dreht und die Messwelle samt dem Messkopf axial verschiebbar ist, wobei auch die Zähne des zu prüfenden Zahnrades die Messwelle samt dem Messkopf intermittierend gegen eine in einer Richtung wirkende Kraft verschiebt und die Messung während dieser Verschiebung vor sich geht.
Mit diesem Zahnradprüfgerät nach dem Hauptpatent können Zahndicken- und Zahnweitenmessungen kontinuierlich durchgeführt werden, da die Messrichtung parallel zur drehbar gelagerten Messwelle verläuft. Mit diesem bekannten Zahnradprüfgerät können jedoch keine Rundlauffehler an Zahnrädern nach der allgemein gültigen Definition hierfür gemessen werden.
Bei der Rundlauffehlermessung soll bekanntlich die Eintauchtiefe radial, z. B. mittels einer Kugel oder einer Kimme bestimmt werden, die nacheinander in alle Zahnlücken gelegt wird. Wenn nun senkrecht zur Zahnlücke und im wesentlichen tangential zum Prüfrad gewisse Messdaten der Verzahnung gemessen werden, dann ist ein Messresultat entsprechend der Definition der Rundlauffehlermessung nur mittelbar mit Hilfe von Umrechnungsformeln möglich, nicht aber unmittelbar und auf einfache und direkte Weise.
Um auch mit einem Zahnradprüfgerät nach dem Hauptpatent Rundlauffehlermessungen entsprechend der allgemein gültigen Definition zu ermöglichen, wird in Weiterbildung des Zahnradprüfgerätes nach diesem Hauptpatent erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass Führungsmittel zum Verschieben der Messwelle und der Messbacken senkrecht zur Messwelle und radial zur Prüfradachse vorgesehen sind sowie Mittel, welche mindestens die maximalen Messausschläge der Verschiebung in Richtung auf die Prüfradachse vorgesehen sind sowie Mittel, welche mindestens die maximalen Messausschläge der Verschiebung in Richtung auf die Prüfradachse fortlaufend registrieren.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati scher Zeichnalngen an Au & fllhriingsbeispieien näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Aufsicht, wobei die rotierende Messwelle teilweise längsgeschnitten ist nach Schnitt I-I der Fig. 2; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht, wobei die erfindungsgemässen Führungsmittel teilweise längste schnitten sind nach Schnitt II-II der Fig. 1. Fig. 3 das elektrische Schema der elektrischen Welle, wobei die Prüfmaschine auf einer Verzahnungsmaschine angeordnet ist.
Das Messmittel, bestehend aus den beiden Mess Scheiben 1 und 2, befestigt auf den Flanschen 3 und 4 bzw. auch auf den Führungsbüchsen 5 und 6, ist axialverschiebbar auf der rotierenden Welle 7 angeordnet.
Die beiden Flanschen 3 und 4 sind mittels Querkeilen 8 und 9 über die Schraubspindel 10 verbunden, die Gewinde 11 und 12 mit verschiedener Gangrichtung darauf angeordnet, um bei Verdrehung der Spindel mit Griff 13 die beiden Mess-Scheiben 1 und 2 axial gegeneinander für eine bestimmte Zahnlückenweite des Prüfrades 14 einzustellen. Die beiden Mess-Scheiben 1 und 2 sind unterbrochene Drehkörper, d. h. nicht am ganzen Umfang mit dem in Fig. 1 gezeigten Profil versehen, sondern teilweise zurückgenommen wie in Fig. 2 ersichtlich. Die Achse der Welle 7 steht senkrecht zur Zahnlücke des Prüfrades 14 und im wesentlichen tangential zum Prüfrad. Die Welle 7 ist im Drehteil 15 gelagert.
Das Drehteil 15 ist schwenkbar im Block 16 gelagert, um auf den Schrägungswinkel des Prüfrades eingestellt werden zu können und ist mittels der Mutter 34 auf dem Block 16 festklemmbar. Dieser Block 16 ist mittels Führungsmittel, d. h. den axial federnden Membranen 17 und : 18 im Schlitten 19 axialbeweglich und praktisch reibungsfrei gelagert.
Die Axialbeweglichkeit liegt in Richtung des Pfeiles R und radial zum Prüfrad und senkrecht zu den Achsen des Prüfrades und der rotierenden Welle 7. Der Schlitten 19 mit den darin befestigten Lagerbüchsen 20 und 21 ist auf den beiden Führungsstangen 22 und 23 senkrecht zur Prüfradachse 24 verschiebbar, so dass die Messmittel der sich verdrehenden Prüfradlücke tangential in Richtung des Pfeiles T folgen können.
Der Schlitten 19 wird dabei ständig mittels der Feder 25 auf die der Drehrichtung D des Prüfrades entgegengesetzte Seite gezogen. Die beiden Führungsstangen 22 und 23 sind im Querschlitten 26 befestigt, der auf der Grundplatte 27 senkrecht zur Prüfradachse 24, senkrecht zur rotierenden Welle 7 und parallel zur Achse des Drehteils 15 mittels des Handrades 28 verstellbar ist. Er kann mittels des Griffs 29 festgeklemmt werden.
Auf dem Drehteil 15 ist ein in der Pfeilrichtung R verstellbarer Gewindestift 30 angeordnet, der in Verbindung steht mit dem Fühler 31 eines Messgerätes 32 zur Erfassung der Bewegungen des Drehteiles 15 in Pfeilrichtung R. Das Messgerät 32 ist mit dem Registriergerät 33 verbunden, das die Ausschläge des Fühlers 31 graphisch registriert.
Die rotierende Welle 7 ist angetrieben durch das Rad 40, das seinerseits in Verbindung steht mit dem Ritzel 41, befestigt auf der Welle des Empfängersynchromotors 42. Ebenfalls auf der Welle des Emplfängersynchromotors 42 befestigt ist das Rad 43, das mit dem Rad 44 in Verbindung steht und auf der Welle 45 des Servomotors 46 befestigt ist. Empfängersyndhro- motor 42 und Servomotor 46 sind am Drehteil 15 befestigt.
In elektrischer Verbindung über die elektrische Welle 47 steht der induktive Empfängersynchromotor 42 mit dem induktiven Gebersynchromotor 48, der über die Schneckenwelle 49 und das Schneckenrad 50 das Prüfrad 14 antreibt. Tritt zwischen dem Gebersynchromotor 48 und dem Empfängersynchromotor 42 eine Abweichung in der Synchronisation auf, dann entsteht eine Fehlerspannung, die in Verbindung mit dem elektronischen Verstärker 51 den Servomotor 46 im positiven oder negativen Drehsinn solange aussteuert, bis die Sollstellung, bzw. Sollsynchronisation wieder hergestellt ist. Zum stabilen und schwingungsfreien Lauf der Welle 7 ist neben dem Servomotor 46 der Tachometergenerator 52 angeordnet, dessen Spannung zur elektrischen Stabilisation des Regelkreises auf den Verstärker 51 gegengekoppelt ist.
Zweckmässigerweise ist der elektrischen Welle das Netzgerät 53 vorgeschaltet.
Beim Prüfen des Zahnrades 14 mit der Achse 24 auf Rundlauffehler dreht die Welle 7 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis zwischen dieser und dem Prüfrad, d. h. die Welle 7 dreht sich bei einer Prüfradzähnezahl z um z mal schneller als das Prüfrad. Die beiden Mess-Scheiben 1 und 2, deren axiale Distanz voneinander entsprechend der Zahnlückenweite eingestellt ist, werden unter leichtem Druck der Membranen 17 und 18 in die Zahnlücke gedrückt, wobei das sich drehende Prüfrad die beiden einen Zahn einer ideellen Zahnstange bildenden Mess-Scheiben 1 und 2 tangential in Richtung des rechten Pfeiles T mitnehmen und dabei den Schlitten 19 entgegen der Federkraft der Feder 25 verschiebt. Die Eindringtiefe der beiden Mess-Scheiben 1 und 2 in die Zahnlücke in Richtung des Pfeiles R wird dabei über den Fühler 31 und über das Messgerät 32 vom Registriergerät 33 registriert.
Nach Durchschreiten der eigentlichen Messzone, d. h. auch beim Weiterdrehen der Mess-Scheiben 1 und 2 kommt der unterbrochene Teil der Mess-Scheiben in den Bereich des Prüfrades, wobei der Schlitten 19 unter der Federkraft der Feder 25 in Richtung des linken Pfeiles T zurückgeht. Beim weiteren Drehen von Prüfrad und Mess-Scheiben trifft dann der volle Teil der Mess-Scheiben 1 und 2 in die nächste Zahnlücke des Prüfrades 14, worauf die nächste Messung der Zahnlücke beginnt bis alle Zahnlücken fortlaufend ausgemessen, bzw. registriert sind. Dabei wird das Messmittel, d. h. die beiden Mess-Scheiben 1 und 2 zusammen mit dem Schlitten 19 intermittierend axial verschoben.
Von Interesse für die Bewertung der Rundlauffehlerprüfung sind besonders die maximalen Messausschläge in Richtung auf die Prüfradachse, weshalb es genügt, bei der Registrierung diese maximalen Ausschläge hervorzuheben.
Die beiden Mess-Scheiben sind auswechselbar angeordnet, um bei sehr stark wechselnden Grössen der Zähne und Eingriffswinkel der Prüfverzahnung die Scheiben 1 und 2 auszuwechseln.
Die Zahnradprüfmaschine kann nicht nur als Einzelgerät verwendet werden, sondern sie kann auch auf einer Verzahnungsmaschine angeordnet werden, wobei dann zweckmässigerweise der Gebersynchromotor 48 der Prüfmaschine auf der gleichen Welle angeordnet oder mittels einer Getriebekette mit dem Antriebsmotor 54 der Verzahnungsmaschine verbunden wird, wie auch zweckmässigerweise als Aufspannmittel der Aufspanntisch der Verzahnungsmaschine gewählt wird.
Ausser dem in der Zeichnung dargestellten Geradstirnrad können auch Schrägstirnräder oder irgendwelche Prüfstücke mit Verzahnungen oder verzahnungs ähnlichen Zähnen geprüft werden.