CH660521A5

CH660521A5 - Geraet zur profilpruefung und flankenlinienpruefung von gerade- oder schraegverzahnten evolventen-zahnraedern.

Info

Publication number: CH660521A5
Application number: CH95283A
Authority: CH
Inventors: Willy Dr-Ing Hoefler
Original assignee: Hoefler Willy
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1987-04-30
Also published as: DE3212082C2; DE3212082A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung des Profils von gerade- oder schrägverzahnten Evolventen-Zahnrädern, wobei ein auf einer Führungsbahn quer zur Achse des Prüflings geradlinig verschiebbarer Wälzschlitten in Verbindung mit einem mit dem Prüfling drehverbundenen Wälzzylinder steht oder durch einen Längsweggeber verschiebbar ist, während dazu nach den Gesetzmässigkeiten der Evolventenerzeugung-korrespondierend der Prüfling durch einen auf ihn wirkenden Drehgeber bewegbar ist, wobei ferner mit dem Wälzschlitten ein auf den Grundkreisdurchmesser oder einen Wälzkreisdurchmesser des Prüflings einstellbarer Messfühler mitbewegbar ist, und wobei zur Flankenlinien-prüfung der Messfühler in einer zur Prüflingsachse parallelen Geradführung über einen Tragschlitten angetrieben verschiebbar ist, der Tragschlitten mit einem Kulissenstein in eine winkeleinstellbare Geradführung eingreift und die winkeleinstellbare Geradführung auf einer weiteren Führungsbahn quer zur Achse des Prüflings verschiebbar und s mit dem Wälzschlitten verbunden oder kuppelbar ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Gerätes gemäss Patentanspruch 4.

Bei derartigen bekannten Prüfgeräten kann die winkeleinstellbare Geradführung vom Wälzschlitten getragen sein und die zur Prüflingsachse parallele Geradführung in einem quer zur Prüflingsachse gestellfest einstellbaren Hauptschlitten enthalten sein. Nach einer anderen Bauform kann die winkeleinstellbare Geradführung in einem quer zur Prüflingsachse geradlinig verschiebbaren und mit dem Wälzschlitten kuppelbaren Hauptschlitten angeordnet sein und es kann dann ■die zur Prüflingsachse parallele Geradführung in einem quer zur Prüflingsachse geradlinig verschiebbaren, mit dem Gerätegestell und/oder dem Wälzschlitten kuppelbaren Hilfsschlitten angeordnet sein.

Zur Teilung des Prüflings, also zur Weiterschaltung des Prüflings gegenüber dem Messtaster von einer geprüften Zahnflanke auf eine andere, zu prüfende Zahnflanke, sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, die insbesondere von der Grösse und damit dem Gewicht des Prüflings abhängig sind. Man kann den Prüfling auf einem senkrecht zum Wälzlineal verschiebbaren Schlitten drehbar lagern, um ihn durch Verschiebebewegung dieses Schlittens ausser Eingriff mit dem Messtaster zu bringen. Man kann aber auch den Messta-30 ster mit dem ihn tragenden bzw. ihn bewegenden Schlitten vom Prüfling fort verfahren. Schliesslich kann man auch über die mit der Prüfung einhergehende Wälzbewegung den Messtaster seitlich aus dem Eingriff mit dem Prüfling herausfahren, um dann den Prüfling um die gewünschte Zähnezahl weiter zu teilen.

Im bekannten Falle wird zur Profilprüfung mit dem Messtaster zuerst eine (linke oder rechte) Zahnflanke mehrerer auf dem Umfang des Prüflings verteilter Zähne abgetastet, wobei die sich ergebenden Messwerte in der Regel über einen induktiven Geber erfàsst und über die Schreibeinheit des

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Messgerätes ausgeschrieben werden. Danach wird der Messtaster zur Prüfung der jeweils anderen Flanke der zur Prüfung herangezogenen Zähne umgesetzt, wobei auch noch der Prüfling selbst von der ersten in die zweite Position bis zur 4s Messtasteranlage gedreht werden muss. Das gleiche muss für die Flankenlinienprüfung geschehen, damit im Ergebnis eine von der Grösse des Prüflings abhängige Zahl von Zähnen beidseitig sowohl hinsichtlich ihres Profils als auch der Flankenlinie durchgeprüft sind.

so Diese jeweils erforderlichen Arbeiten des Umsetzens des Messtasters sowie des entsprechenden, durch Drehung des Prüflings erfolgenden Positionierens sind zeitraubend und kostspielig, weil sie die Handhabung durch eine geübte Fachkraft erfordern, die auch bei hinsichtlich der einzelnen Prüf-55 Vorgänge automatisierten Geräten die geschilderten zahlreichen Handarbeiten durchführen muss, die nicht automatisch ablaufen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiter auszubilden, dass im 60 Ergebnis die Prüfzeit bezüglich der bekannten Verfahrensweise auf die Hälfte reduziert ist, so dass das Prüfgerät einerseits sowie auch der durch die Bedienungsperson erforderliche Aufwand pro Prüfling sich auf die Hälfte ermässigt.

Dies soll durch eine einfache, nur einen geringen Aufwand 65 erfordernde Massnahme erzielt werden. '

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass auf dem Wälzschlitten oder dem Tragschlitten ein zweiter auf den Grundkreisdurchmesser oder einen Wälz-

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kreisdurchmesserdes Prüflings einstellbarer Messfühler angeordnet ist und dass die Messfühler für den Prüfvorgang an unterschiedlichen Zahnflanken des Prüflings während der Prüfung in Anlage sind.

Durch diese erfindungsgemässe Massnahme können bei jedem Prüfvorgang gleichzeitig zwei Zahnflanken untersucht werden, wobei nicht nur diesbezüglich die Prüfzeiten gegenüber dem Bekannten auf die Hälfte reduziert sind, sondern ausserdem noch die Rüstzeiten entfallen, die zum Umsetzen des Messtasters und zur entsprechend neuen Einrichtung des Prüflings bisher erforderlich waren. Dadurch ist die Ausnutzbarkeit und damit die Wirtschaftlichkeit des Prüfgerätes zumindest verdoppelt, so dass von der Kostenstellung her der auf die Qualitätskontrolle entfallende Anteil bei der Zahnradherstellung erheblich an Bedeutung verliert.

Zweckmässig können in an sich bekannter Weise die Messfühler auf den Grundkreisdurchmesser des Prüflings einstellbare Messschneiden aufweisen, wobei der tangential zum Prüfling gewählte Messfühlerabstand für die Profilprüfung derart bemessen ist, dass bei einem Prüfdurchgang die Messfühler bei vollständiger Überstreichung der von ihnen zu prüfenden Zahnflanken die bezogen auf die zu prüfende Zahnflanke durch den Evolventenursprung gehende Durchmesserlinie des Zahnrades nicht überschreiten. Dabei ist durch die zuletzt genannte Bestimmung insbesondere sichergestellt, dass bei geringstmöglicher Drehbewegung des Zahnrades für die Prüfung andererseits eine Kollision der Messtaster mit dem Zahnfusskreis bei innerhalb des Zahnfusskreises liegendem Grundkreisdurchmesser nicht stattfinden kann. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, dass die Messfühler mit einer einem Wälzwinkel des Prüflings entsprechenden Messfläche oder-kante versehen sind, wozu die Messfühler beispielsweise kegelförmig, halbkegelförmig ausgebildet sein oder auch aus Flachmaterial bestehen können. Bei dieser Ausbildung der Fühler entfällt die Einstellung auf den Grundkreisdurchmesser des Prüflings, weil die Prüfung durch Wälzung des Prüflings und seiner Zahnflanken mit den Messfühlern auf einem Wälzkreis erfolgt, was ausserdem den Vorteil bringt, dass mit Fühlern, die einen bestimmten Wälzwinkel aufweisen, Zahnräder auch mit davon abweichendem Wälzwinkel geprüft werden können, so dass insoweit der apparative Aufwand herabgesetzt bzw. vereinfacht ist.

Mit dem vorbeschriebenen Gerät ergibt sich als Betriebsverfahren zur Prüfung des Profils und der Flankenlinie von Evolventen-Zahnrädern erfindungsgemäss, dass bei einem Prüfvorgang gleichzeitig eine linke und eine rechte Zahnflanke geprüft wird, wobei dies gerade bei Messfühlern mit einer Messfläche oder -kante die linke und rechte Zahnflanke eines Zahnes sein kann. Im allgemeinen wird es jedoch so sein, dass bei einem Prüfschritt die jeweils linke und rechte Flanke zweier auf dem Umfang des Prüflings einen Abstand aufweisenden Zähne zu prüfen sind. Dann kann es nach der Erfindung vorteilhaft sein, dass die Teilung des Prüflings für die verschiedenen Prüf Vorgänge so erfolgt, dass bei Abschluss der Prüfung beide Flanken bestimmter Zähne eines Prüflings geprüft sind. Hier erfolgt also die Teilung des Prüflings derart, dass bezogen auf einen bestimmten Zahn zunächst die eine Flanke eines Zahnes durch einen der Messfühler geprüft wird, während die Prüfung der anderen Zahnflanke bei einem späteren Prüfschritt durch den anderen Messfühler erfolgt.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Darstellung anhand der Zeichnungen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein bekanntes Messgerät in perspektivischer Ansicht und vereinfachter Darstellungsweise;

Fig. 2 und 3 die Prüfung rechter und linker Zahnflanken des Prüflings;

Fig. 4 die Prüfanordnung nach der Erfindung und

Fig. 5 die Prüfanordnung gemäss Fig. 4, jedoch mit anders ausgebildeten Messfühlern.

Gemäss Fig. 1 ist auf einem Gerätegestell 1 über einen Schlitten 2 die Einspannung eines zu prüfenden Zahnrades 3 in Richtung des Pfeiles 4 so ein- und feststellbar, dass der gleichachsig mit dem Rad 3 aufgesetzte Wälzzylinder 5 sich in der erforderlichen Anlage am Wälzlineal 6 befindet, das über einen Wälzschlitten 7 auf einer gestellfesten Führungsbahn 8 verschiebbar ist. Diese Verschiebbarkeit liegt parallel zur Verschiebbarkeit eines Hauptschlittens 9 auf einer ebenfalls gestellfesten Führungsbahn 10, der eine mit einem inkrementalen Drehgeber genäu winkeleinstellbare Geradführung 11 trägt.

Dem zu prüfenden Rad radial gegenüber ist ein Messtaster 12 mit Hilfe eines Tragschlittens 13 parallel zur Radachse in einer Führung Heines Hilfsschlittens 15 vertikal verschiebbar. Der Schlitten 13 trägt rückwärtig einen Kulissenstein 16, der sich mit der Geradführung 11 in Eingriff befindet. Der Messtaster 12 ist radial zum zu prüfenden Rad 3 beispielsweise mit Hilfe einer Längsoptik genau auf den Grundkreis des Prüflings einstellbar.

Die Schlitten 9 und 13 sind wahlweise über eine Spindel 17 bzw. 18 antreibbar. Ausserdem sind zur Profilprüfung die Schlitten 7, 9 und 15 miteinander kuppelbar, wenn man für den hier dargestellten einfachen Fall annimmt, dass der Wälzzylinder 5 dem Grundkreisdurchmesser des Prüflings 3 entspricht. Dann geschieht zur Profilprüfung der Antrieb der miteinander gekuppelten Schlitten durch die Spindel 17.

Zur Flankenlinienprüfung werden die Schlitten 7 und 9 miteinander gekuppelt, wobei der Antrieb über die Spindel 17 oder im anderen Falle durch die Spindeln 18 über den Schlitten 13 erfolgt, wobei auf jeden Fall der Schlitten 15 mit seiner Führung fest verbunden ist. Die Antriebswahl richtet sich unter Berücksichtigung der Selbsthemmung zwischen Gleitstein 16 und Führungsbahn 11 danach, auf welche Schrägstellung, die der Zahnschräge entspricht, die Führungsbahn 11 eingestellt ist.

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung dargestellt, gibt es eine Reihe weiterer Möglichkeiten zur Erzeugung der gegenseitigen Bewegung zwischen Prüfling und Messtaster für die Profil- und Flankenlinienprüfung. So kann beispielsweise grundsätzlich die winkeleinstellbare Geradführung 11 in einem mit dem Wälzschlitten 7 fest verbundenen Hilfsschlitten 15 angeordnet sein. Auch gibt es unterschiedliche Möglichkeiten des getrennten bzw. abweichenden Antriebs für den Wälzschlitten dann, wenn der Wälzzylinder 5 nicht dem Grundkreisdurchmesser des Prüflings 3 entspricht, sondern zur Ersparung zahlreicher Wälzzylinder nur einen Grundkreisdurchmesserbereich abdeckt, wobei dann die exakt erforderliche Linearbewegung des Wälzschlittens 7 durch Übersetzung bzw. Untersetzung gegenüber dem ihn antreibenden Haupt- bzw. Hilfsschlitten eingestellt wird. Auch gibt es die Möglichkeit, unter völligem Verzicht auf Wälzzylinder und Wälzlineal den Wälzschlitten und damit den Messtaster 12 über einen Längsweggeber anzutreiben, während dann der Prüfling 3 über einen Drehgeber entsprechend der Gesetzmässigkeit der Evolventenerzeugung bewegt wird.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in schematisierter Form die Arbeitsweise des Prüfgerätes gemäss Fig. 1, wobei die Darstellung in erster Linie die Profilprüfung veranschaulicht. Hierzu ist dargestellt der Prüfling 3, der Wälzzylinder 5, das auf ihn wirkende Wälzlineal 6, der mit dem Wälzlineal 6

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bewegbare Messtaster 12 und die quer zur Prüf lingsachse verlaufende Führungsbahn 8 für den Wälzschlitten 7.

Ausserdem ist ersichtlich, dass der auf den Grundkreisdurchmesser eingestellte Messtaster 12 über Blattfederpakete 20,21 nach beiden Richtungen aus einer Mittellage ausschwenkbar ist, wobei diese Bewegungen durch einen induktiven Geber 22 erfasst und beispielsweise einem Gerät zum Ausschreiben der Prüfungsergebnisse zugeführt werden können.

Fig. 2 zeigt die Profilprüfung einer rechten Zahnflanke (vom Zentrum des Prüflings 3 aus gesehen), wobei der Messtaster 12 durch translatorische Bewegung des Wälzschlittens 7 gemäss dem Pfeil 23 bei gleichzeitiger Drehbewegung des Prüflings 3 gemäss dem Pfeil 24 dabei ist, nach links aus der entsprechenden Zahnlücke herauszufahren, wobei er die genannte rechte Zahnflanke hinsichtlich ihres Profils überstreicht. Entsprechendes zeigt Fig. 3 für eine linke Zahnflanke, wobei der Messtaster 12 gemäss dem Pfeil 25 translatorisch bewegt und der Prüfling 3 gemäss dem Pfeil 26 gedreht wird. Um jedoch jeweils rechte und linke Flanken von beispielsweise fünf über den Umfang des Prüflings verteilten Zähnen zu prüfen, muss der Messtaster von der rechten auf die linke Flanke oder umgekehrt umgesetzt werden und es muss auch der Prüfling entsprechend verdreht werden. Diese Arbeiten kosten nicht nur die entsprechende Rüstzeit. Es ist auch eine entsprechend lange Prüfzeit erforderlich, bis von den beispielhalber erwähnten fünf Zähnen beide Flanken hinsichtlich ihrer Profilform abgetastet sind.

Entsprechendes gilt für die Flankenlinienprüfung, zu der man sich den Messtaster 12 bezogen auf Fig. 2 und 3 zusätzlich in Richtung senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar vorstellen muss, wie dies anhand der Fig. 1 verdeutlicht wurde.

Zur Reduzierung der genannten Prüf- und Rüstzeiten ist nun, wie in Fig. 4 veranschaulicht, vorgesehen, auf dem Wälzschlitten 30 zwei Messtaster 31 und 32 nebeneinander vorzusehen, die beide auf den Grundkreisdurchmesser 34 des Prüflings 33 eingestellt sind, wobei jedoch der Messtaster 31 an einer rechten und der Messtaster 32 an einer linken Zahnflanke anliegt. Auf diese Weise ist bei einer Prüfbewegung entlang den Pfeilen 35,36 einerseits oder den Pfeilen 37,38 andererseits gleichzeitig das Profil einer rechten und einer linken Zahnflanke prüfbar. Für die Einstellung der hier mit Messschneiden versehenen Taster 30,31 ist es dabei nur wesentlich, dass der tangential zum Zahnrad 33 kleinst-möglich zu wählende Abstand der Messfühler für die Profil-5 prüfung derart bemessen ist, dass bei einem Messdurchgang die Messfühler bei vollständiger Überstreichung der von ihnen zu prüfenden Zahnflanken die bezogen auf die zu prüfende Zahnflanke durch den Evolventenursprung gehende Durchmesserlinie des Zahnrades nicht überschreiten, io Für den nächsten Prüfdurchgang ist dann der Prüfling um die Zähnezahl zu teilen, die erforderlich ist, damit beim Abschluss der gesamten Prüfung rechte und linke Flanken gleicher Zähne überprüft worden sind.

Was die Flankenlinienprüfung betrifft, so geschieht diese 15 mit der Anordnung gemäss Fig. 4 in der gleichen Weise, wie dies bereits anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben wurde.

Zur Teilung des Prüflings, d.h. zum Weiterdrehen des Prüflings auf eine neue Prüfstellung, können bezogen auf Fig. 4 die Messtaster 31 und 32 ganz seitlich aus der Verzah-20 nung herausgefahren werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Prüfling bezogen auf Fig. 4 nach oben aus dem Eingriff mit den Messtastern herauszuziehen oder aber auch die Messtaster in bezogen auf die Darstellung in Fig. 4 vertikaler Richtung aus der Verzahnung zu fahren.

25 Bei den bisherigen Beispielen haben die Messtaster Prüfschneiden, die auf den Grundkreisdurchmesser des Prüflings eingestellt sind. Fig. 5 zeigt demgegenüber eine Möglichkeit, wie die genaue Einstellung auf den Grundkreisdurchmesser überflüssig gemacht werden kann. Dazu tragen die Messta-30 ster Messköpfe 39,40, die mit geradlinig ausgebildeten Flanken versehen sind, deren Neigung dem Eingriffswinkel des zu prüfenden Zahnrades entsprechen. Im übrigen gilt für die einzelnen Prüfvorgänge für den Gegenstand gemäss Fig. 5 das anhand der vorhergehenden Figuren Gesagte. 35 Fig. 5 zeigt aber ein Beispiel dafür, dass die Messköpfe 39 und 40 die rechte und linke Flanke eines Zahnes prüfen, so dass bei dem mit der Prüfmaschine verbundenen Schreibgerät die beiden Prüfergebnisse für diesen Zahn unmittelbar nebeneinander liegen. Der in der Zeichnung dargestellte Winkel a 40 ist der beschriebene Eingriffswinkel des zu prüfenden Rades 41. Auch hier werden die Prüfergebnisse wieder über induktive Geber 42 und 43 erfasst.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

660 521 PATENTANSPRUCH E

1. Gerät zur Prüfung des Profils von gerade- oder schrägverzahnten Evolventen-Zahnrädern (33,41), wobei ein auf einer Führungsbahn (8) quer zur Achse des Prüflings geradlinig verschiebbarer Wälzschlitten (30) in Verbindung mit einem mit dem Prüfling drehverbundenen Wälzzylinder (5) steht oder durch einen Längsweggeber verschiebbar ist, während dazu nach den Gesetzmässigkeiten der Evolventenerzeugung korrespondierend der Prüfling durch einen auf ihn wirkenden Drehgeber bewegbar ist, wobei ferner mit dem Wälzschlitten ein auf den Grundkreisdurchmesser oder einen Wälzkreisdurchmesser des Prüflings einstellbarer Messfühler mitbewegbar ist, und wobei zur Flankenlinien-prüfung der Messfühler in einer zur Prüflingsachse parallelen Geradführung (14) über einen Tragschlitten (13) angetrieben verschiebbar ist, der Tragschlitten mit einem Kulissenstein (16) in eine winkeleinstellbare Geradführung (11) eingreift und die winkeleinstellbare Geradführung auf einer weiteren Führungsbahn ( 10) quer zur Achse des Prüflings verschiebbar und mit dem Wälzschlitten verbunden oder kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Wälzschlitten (30) oder dem Tragschlitten ( 13) ein zweiter, auf den Grundkreisdurchmesser oder einen Wälzkreisdurchmesser des Prüflings (33,41) einstellbarer Messfühler (31,32; 39,40) angeordnet ist und dass die Messfühler für den Prüfvorgang an unterschiedlichen Zahnflanken des Prüflings während der Prüfung in Anlage sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler (31,32) auf den Grundkreisdurchmesser des Prüflings (33) einstellbare Messschneiden aufweisen und dass der tangential zum Prüfling gewählte Messfühlerab-stand für die Profilprüfung derart bemessen ist, dass bei einem Prüfdurchgang die Messfühler bei vollständiger Überstreichung der von ihnen zu prüfenden Zahnflanken die bezogen auf die zu prüfende Zahnflanke durch den Evolventenursprung gehende Durchmesserlinie des Zahnrades nicht überschreiten.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler (39,40) mit einer einem Wälzwinkel des Prüflings (41) entsprechenden Messfläche oder-kante versehen sind.

4. Verfahren zum Betrieb eines Gerätes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Prüfung des Profils und der Flankenlinie von Evolventen-Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Prüfvorgang gleichzeitig eine linke und eine rechte Zahnflanke geprüft wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung des Prüflings für die Prüfvorgänge so erfolgt, dass bei Abschluss der Prüfung beide Flanken bestimmter Zähne eines Prüflings geprüft sind.