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.
Self-registering involute tester
The invention relates to a self-registering involute tester with an infinitely adjustable base circle, in which the gear to be tested is coupled coaxially with a rolling cylinder on which a rolling carriage can be moved without slippage, which is coupled via a control ruler to a tangential carriage mounted on a radial carriage, on which an inductive carriage A measuring transducer is arranged, which interacts via a measuring lever with a probe body, the changes in position of which can be recorded as deviations in the tooth profile from the involute when moving the tooth flank on a writing instrument in the direction of the Y coordinate, the recording scale for the diagram expansion in the direction of the X coordinate can be changed for the purpose of a better evaluation option.
An involute test device of this type is known in which the recording scale can be changed mechanically by switching on cam disks which control the desk movement in the direction of the X coordinate. In this way, especially in the case of a small rolling path or a small base circle radius, the rolling path can be recorded enlarged in order to obtain a better evaluation option.
By engaging a correspondingly designed cam, a non-uniform desk movement can also be generated, which allows an enlarged recording over the extended flank length.
Such a device has the disadvantage that, because of the limited number of such cam disks, only a small number of magnification steps can be switched on in the direction of the X coordinate. Apart from that, these cams are also very expensive because they have to be manufactured with great care and accuracy in order to ensure accurate records. Finally, there are narrow limits to the change in the recording scale due to the size of the cam disks used, so that in this way hardly more than a maximum of 4 times the magnification can be achieved.
Furthermore, a device for checking the involute shape of tooth flanks in gearwheels is known, in which the displacement of the stylus takes place with the interposition of a mechanical calculating gear. Such a device has the disadvantage that it consists of a large number of setting means and transmission members, the precise interaction of which presents considerable difficulties due to the long kinematic chain.
The object of the invention is to create a self-registering involute tester that allows the recording scale to be changed in a simple manner within wide limits and with the greatest possible accuracy in the direction of the X coordinate, in order to achieve better evaluation options and greater information content.
According to the invention, this object is achieved in that the diagram expansion in the direction of the X coordinate can be changed with the aid of electrical or electronic transmitters via an analog computer according to preselectable function values and can be recorded with the aid of a writing device designed as a compensation recorder.
It is advantageous if three rotary potentiometers are used as transmitters, the voltage values of which can be processed individually in the analog computer or optionally linked to one another with the aid of changeover switches.
It is also advantageous if the control of two rotary potentiometers is proportional to the pitch angle to (cp and the control of the third rotary potentiometer proportional to the base circle radius rg) y of the gear to be tested. In this simple way, the diagram expansion of the compensation plotter in the direction of the X coordinate is proportional to the rolling angle according to function 9 or proportional to the rolling path according to function rg q9 or proportional to the extended flank length according to function 1/2 rg sp2 cp - very quickly and precisely feasible.
It is also advantageous if the magnification scales of the diagram expansion in the direction of the X coordinate and the error registration in the direction of the Y coordinate by means of a gradual change in the operating voltage supplied by the analog computer to the compensation recorder or from the inductive transducer to the compensation recorder with the help of known electrical Funds are changeable.
It is also advantageous if the compensation recorder has two mutually independent compensation systems, one of which interacts with the inductive measurement transducer and the other of which can be controlled by the output signals of the analog computer.
Finally, it is advantageous if, with the aid of known electrical means, which can be influenced by the adjustment movement of the radial carriage, the speed of the motor provided for moving the tooth flanks can be controlled so that the moving speed of the probe body is constant and selectable for all base circle radius settings Levels is adjustable.
To explain the invention in more detail, an embodiment is shown schematically in the drawing, from which the interaction and the function of the individual members can be seen.
A gear to be tested, which is not shown in the drawing, is coaxially coupled to a rolling cylinder 1 symbolized by a dash-dotted circular line. On the rotatably mounted rolling cylinder 1, a linearly movable rolling slide 2 can be rolled without slipping and is displaceable with the aid of a threaded spindle 3. The threaded spindle 3 can be actuated either by a hand crank 4 via a coupling 5 or, to eliminate subjective influences, by a motor 6 with adjustable speed via a coupling 7.
The rolling carriage 2 is coupled via a control roller 8 serving as a driver to a control ruler 9, which is mounted on a pivot axis 11 parallel to the axis of rotation 10 of the rolling cylinder 1. The control ruler 9 acts via a control roller 12 on a tangential carriage 13 which is displaceable parallel to the rolling carriage 2 and which is mounted on a radial carriage 14. An inductive transducer 15 is arranged on the tangential carriage 13 and interacts with a probe ball 16 via a lever connection (not shown). During the rolling process, the feeler ball 16 describes an involute with respect to the rotating gear and at the same time moves along the flank of the gear to be tested.
If the tooth flank shape deviates from the involute of the set base circle, the stylus ball 16 is deflected and the deviations are registered as error curves by a writing instrument in the direction of the Y coordinate via the inductive transducer 15.
A better possibility of evaluating these recorded values through an enlarged diagram expansion in the direction of the X coordinate can be achieved by using a two-coordinate chart recorder 17 as the writing device, which has two mutually independent compensation systems. One of these compensation systems interacts with the inductive transducer 15, while the other can be controlled by the output signals of an analog computer 21 into which the voltage values of three rotary potentiometers 18, 19 and 20 are entered. The rotary potentiometers 18 and 19 are coupled to the rolling carriage 2 and controllable proportionally to the rolling angle g, while the rotary potentiometer 20 is coupled to the radial carriage 14 and can be adjusted proportionally to the base circle radius r of the gear to be tested.
In this position, the distance between the control roller 12 and the feeler ball 16 from the plane containing the axis of rotation 10 and the pivot axis 11 is equal to the base circle radius r6 to be set. The voltage values generated in the rotary potentiometers 18, 19 and 20 can be processed individually in the analog computer or by switches 22 and 23 can be linked to one another in the analog computer 21. In this way, the output signals of the analog computer 21 can be controlled either proportionally to the pitch angle according to the function c1, cp, or proportional to the pitch path according to the function c2 cp Q rg, or proportional to the extended flank length according to the function C3'1 / 2 'rg q9, where the values cl, c and c5 represent constants which are assigned to the electrically adjustable magnification scales.
The compensation system of the two-coordinate chart recorder 17, which is influenced by these output signals from the analog computer 21, acts on a support body 24 that can be moved in the direction of the X-coordinate. which records the error curves in the desired magnification on a fixed writing plate 26.
The magnification of the diagram expansion in the direction of the X-coordinate and the error registration in the direction of the Y-coordinate are provided by a gradual change in the operating voltage supplied by the analog computer 21 to the two-coordinate chart recorder 17 or by the inductive transducer 15 to the two-coordinate chart recorder 17 Adjustable by means of electrical switches 27, 28 and 29.
With the help of a rotary potentiometer 30 controlled by the setting movement of the radial carriage 14, the speed of the motor 6 provided for moving the tooth flanks can be regulated so that the driving speed is constant and adjustable in selectable levels for all basic circles.