Selbstregistrierendes Evolventenprüfgerät
Die Erfindung betrifft ein selbstregistrierendes Evolventenprüfgerät mit stufenlos einstellbarem Grundkreis, bei dem das zu prüfende Zahnrad gleichachsig mit einem Wälzzylinder gekuppelt wird, auf dem ein Wälzschlitten schlupffrei bewegbar ist, der über ein Steuerlineal mit einem auf einem Radialwagen gelagerten Tangentialwagen gekuppelt ist, auf dem ein induktiver Messwertgeber angeordnet ist, der über einen Messhebel mit einem Tastkörper zusammenwirkt, dessen Lageänderungen als Abweichungen des Zahnprofils von der Evolvente beim Abfahren der Zahnflanke auf einem Schreibgerät in Richtung der Y-Koordinate registrierbar sind, wobei der Aufzeichnungsmassstab für die Diagrammdehnung in Richtung der X-Koordinate zwecks einer besseren Auswertungsmöglichkeit veränderbar ist.
Es ist ein Evolventenprüfgerät dieser Art bekannt, bei dem der Aufzeichnungsmassstab mechanisch durch Einschaltung von Kurvenscheiben veränderbar ist, die die Schreibtischbewegung in Richtung der X-Koordinate steuern. Auf diese Weise kann, insbesondere bei einem kleinen Wälzweg oder bei einem kleinen Grundkreisradius, der Wälzweg vergrössert aufgezeichnet werden, um eine bessere Auswertungsmöglichkeit zu erhalten.
Durch Einschaltung einer entsprechend ausgebildeten Kurvenscheibe kann auch eine ungleichförmige Schreibtischbewegung erzeugt werden, die eine vergrösserte Aufzeichnung über der gestreckten Flankenlänge gestattet.
Ein derartiges Gerät besitzt den Nachteil, dass wegen der beschränkten Anzahl solcher Kurvenscheiben nur eine geringe Anzahl von Vergrösserungsstufen in Richtung der X-Koordinate einschaltbar sind. Davon abgesehen sind diese Kurvenscheiben auch sehr teuer, da sie mit grosser Sorgfalt und Genauigkeit hergestellt sein müssen, um genaue Aufzeichnungen zu gewährleisten. Schliesslich sind der Veränderung des Aufzeichnungsmassstabes durch die Grösse der verwendeten Kurvenscheiben enge Grenzen gesetzt, so dass auf diese Weise kaum mehr als höchstens eine 4-fache Vergrösserung erzielbar ist.
Es ist ferner ein Gerät zum Prüfen der Evolventenform von Zahnflanken bei Zahnrädern bekannt, bei dem die Verschiebung des Taststiftes unter Zwischenschaltung eines mechanischen Rechengetriebes erfolgt. Ein solches Gerät besitzt den Nachteil, dass es aus einer Vielzahl von Einstellmitteln und Übertragungsgliedern besteht, deren genaues Zusammenwirken infolge der langen kinematischen Kette erhebliche Schwierigkeiten bietet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstregistrierendes Evolventenprüfgerät zu schaffen, das es auf einfache Weise gestattet, den Aufzeichnungsmassstab in weiten Grenzen und mit grösster Genauigkeit in Richtung der X-Koordinate zu verändern, um dadurch eine bessere Auswertungsmöglichkeit und einen grösseren Informationsgehalt zu erlangen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Diagrammdehnung in Richtung der X-Koordinate mit Hilfe von elektrischen oder elektronischen Gebern über einen Analogrechner nach vorwählbaren Funktionswerten veränderbar und mit Hilfe eines als Kompensationsschreiber ausgebildeten Schreibgerätes registrierbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn als Geber drei Drehpotentiometer dienen, deren Spannungswerte im Analogrechner einzeln verarbeitbar oder mit Hilfe von Umschaltern wahlweise miteinander verknüpfbar sind.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Steuerung zweier Drehpotentiometer proportional zum Wälzwinkel zu (cp und die Steuerung des dritten Drehpotentiometers proportional zum Grundkreisradius rg) y des zu prüfenden Zahnrades erfolgt. Auf diese einfache Weise ist die Diagrammdehnung des Kompensationsschreibers in Richtung der X-Koordinate proportional zum Wälzwinkel nach der Funktion 9 oder proportional zum Wälzweg nach der Funktion rg q9 oder proportional zur gestreckten Flankenlänge nach der Funktion 1/2 rg sp2 cp- sehr rasch und exakt durchführbar.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Vergrössemngsmassstäbe der Diagrammdehnung in Richtung der X-Koordinate und der Fehlerregistrierung in Richtung der Y Koordinate durch eine stufenweise Veränderung der vom Analogrechner an den Kompensationsschreiber bzw. vom induktiven Messwertgeber an den Kompensationsschreiber gelieferten Betriebsspannung mit Hilfe an sich bekannter elektrischer Mittel veränderbar sind.
Vorteilhaft ist es ausserdem, wenn der Kompensationsschreiber zwei voneinander unabhängige Kompensationssysteme besitzt, deren eines mit dem induktiven Messwertgeber zusammenwirkt und deren anderes von den Ausgangssignalen des Analogrechners steuerbar ist.
Schliesslich ist es vorteilhaft, wenn mit Hilfe von an sich bekannten elektrischen Mitteln, die durch die Einstellbewegung des Radialwagens beeinflussbar sind, die Drehzahl des für das Abfahren der Zahnflanken vorgesehenen Motors so steuerbar ist, dass für alle Grundkreisradiuseinstellungen die Abfahrgeschwindigkeit des Tastkörpers konstant und in wählbaren Stufen einstellbar ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, aus dem das Zusammenwirken und die Funktion der einzelnen Glieder ersichtlich sind.
Ein zu prüfendes Zahnrad, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist mit einem durch eine strichpunktierte Kreislinie versinnbildlichten Wälzzylinder 1 gleichachsig gekuppelt. Auf dem drehbar gelagerten Wälzzylinder 1 ist ein geradlinig bewegbarer Wälzschlitten 2 schlupffrei abwälzbar, der mit Hilfe einer Gewindespindel 3 verschiebbar ist. Die Gewindespindel 3 ist wahlweise durch eine Handkurbel 4 über eine Kupplung 5 oder zur Ausschaltung subjektiver Einflüsse von einem in der Drehzahl regulierbaren Motor 6 über eine Kupplung 7 zu betätigen.
Der Wälzschlitten 2 ist über eine als Mitnehmer dienende Steuerrolle 8 mit einem Steuerlineal 9 gekuppelt, das an einer zur Drehachse 10 des Wälzzylinders 1 parallelen Schwenkachse 11 gelagert ist. Das Steuerlineal 9 wirkt über eine Steuerrolle 12 auf einen parallel zum Wälzschlitten 2 verschiebbaren Tangentialwagen 13, der auf einem Radialwagen 14 gelagert ist. Auf dem Tangentialwagen 13 ist ein induktiver Messwertgeber 15 angeordnet, der über eine nicht dargestellte Hebelverbindung mit einer Tastkugel 16 zusammenwirkt. Die Tastkugel 16 beschreibt bei dem Wälzvorgang in bezug auf das sich drehende Zahnrad eine Evolvente und fährt zugleich die Flanke des zu prüfenden Zahnrades ab.
Bei einer Abweichung der Zahnflankenform von der Evolvente des eingestellten Grundkreises wird die Tastkugel 16 ausgelenkt, und die Abweichungen werden über den induktiven Messwertgeber 15 von einem Schreibgerät in Richtung der Y-Koordinate als Fehlerkurven registriert.
Eine bessere Auswertungsmöglichkeit dieser Aufzeichnungswerte durch eine vergrösserte Diagrammdehnung in Richtung der X-Koordinate ist dadurch erzielbar, dass als Schreibgerät ein Zweikoordinaten-Blattschreiber 17 dient, der zwei voneinander unabhängige Kompensationssysteme besitzt. Das eine dieser Kompensationssysteme wirkt mit dem induktiven Messwertgeber 15 zusammen, während das andere von den Ausgangssignalen eines Analogrechners 21 steuerbar ist, in den die Spannungswerte von drei Drehpotentiometern 18, 19 und 20 eingegeben werden. Die Drehpotentiometer 18 und 19 sind mit dem Wälzschlitten 2 gekuppelt und propor tional zum Wälzwinkel g steuerbar, während das Dreh- potentiometer 20 mit dem Radialwagen 14 gekuppelt und proportional zum Grundkreisradius r des zu prüfenden Zahnrades einstellbar ist.
In dieser Stellung ist die Entfernung der Steuerrolle 12 und der Tastkugel 16 von der die Drehachse 10 und die Schwenkachse 11 enthaltenden Ebene gleich dem einzustellenden Grundkreisradius r6.. Die in den Drehpotentiometern 18, 19 und 20 erzeugten Spannungswerte sind im Analogrechner einzeln verarbeitbar oder durch Umschalter 22 und 23 im Analogrechner 21 miteinander verknüpfbar. Auf diese Weise sind die Ausgangssignale des Analogrechners 21 entweder proportional zum Wälzwinkel nach der Funktion c1 , cp, oder proportional zum Wälzweg nach der Funktion c2 cp Q rg, oder proportional zur gestreckten Flankenlänge nach der Funktion C3'1/2' rg q9 steuerbar, wobei die Werte cl, c und c5 Kon- stante darstellen, die den elektrisch einstellbaren Vergrösserungsmassstäben zugeordnet sind.
Das von diesen Ausgangs signalen des Analogrechners 21 beeinflusste Kompensationssystem des Zweikoordinaten-Blattschreibers 17 wirkt auf einen in Richtung der X-Koordinate bewegbaren Tragkörper 24. Auf dem Tragkörper 24 ist ein von dem induktiven Messwertgeber 15 in Richtung der Y-Koordinate steuerbarer Schreibstift 25 angeordnet, der auf einer festestehenden Schreibplatte 26 die Fehlerkurven in den gewünschten Vergrösserungsmassstäben aufzeichnet.
Die Vergrösserungsmassstäbe der Diagrammdehnung in Richtung der X-Koordinate und der Fehlerregistrierung in Richtung der Y.-Koordinate sind durch eine stufenweise Veränderung der vom Analogrechner 21 an den Zweikoordinaten-Blattschreiber 17 bzw. vom induktiven Messwertgeber 15 an den Zweikoordinaten-Blattschreiber 17 gelieferten Betriebsspannung mit Hilfe von elektrischen Umschaltern 27, 28 und 29 einstellbar.
Mit Hilfe eines durch die Einstellbewegung des Radialwagens 14 gesteuerten Drehpotentiometers 30 ist die Drehzahl des für das Abfahren der Zahnflanken vorgesehenen Motors 6 so regelbar, dass für alle Grund krei sein stellungen die Abfahrgeschwindigkeit konstant und in wählbaren Stufen einstellbar ist.