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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Verzahnungsmessgerät zur Messung einer Zahnweite einer Verzahnung mit einem Messgerätegrundträger, einer Längenmesseinrichtung, einem in eine erste Zahnlücke der Verzahnung einzuführenden ersten Tastelement und einem in eine zweite Zahnlücke einzuführenden zweiten Tastenelement. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung der Zahnweite einer Verzahnung eines Zahnrads mit einem Verzahnungsmessgerät.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein derartiges Verzahnungsmessgerät ist aus der
DE 10 2009 002 649 B4 bekannt. Dieses Verzahnungsmessgerät weist einen Messgerätegrundträger auf, an dem beabstandet und einstellbar zueinander Tastelemente angeordnet sind, die jeweils in eine erste Zahnlücke und eine zweite Zahnlücke der Verzahnung einführbar sind. Dabei ist eines der beiden Tastelemente durch eine Rolle oder durch ein Kugelpaar gebildet, während das andere der beiden Tastenelemente durch eine Kugel gebildet ist. Die Kugeln beziehungsweise die Rolle sind auf die zu messende Verzahnung abgestimmt, so dass diese aufgrund ihres Durchmessers zumindest in etwa genau so weit in die jeweilige Zahnlücke einführbar sind, dass die Stelle erreicht ist, an der die Verzahnungsweite zu messen ist. Dabei kann der Durchmesser der Kugeln beziehungsweise der Rolle nur auf eine bestimmte Verzahnung genau ausgelegt sein. Bei Messungen an anderen Verzahnungen ist die genaue Eintauchtiefe des Verzahnungsmessgerätes in die jeweiligen Zahnlücken durch empirisches Ermitteln festzustellen. Gleichzeitig muss die Zahnweite durch axiales Verstellen der Tastelemente bezogen zu dem Messgerätegrundträger ermittelt werden. Der Messwert muss also im Ergebnis in zwei Dimensionen händig ermittelt beziehungsweise austariert werden. Dadurch ist die Messgenauigkeit eingeschränkt und die Messwertfindung ist zeitaufwendig.
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Insbesondere bei großen Zahnrädern lässt sich die geforderte Messmittelfähiglkeit kaum oder nur schwerlich erreichen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit einer Zahnweitenmessung bei einer einfachen Handhabung des Verzahnungsmessgerätes zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Vorrichtung dadurch erreicht, dass das Tastelement ein Messschnabel ist, und dass der Messschnabel eine Messauflage zur Auflage auf dem zu messenden Zahnkopf aufweist. Diese Auflage ermöglicht eine äußerst genaue Ausrichtung des Verzahnungsmessgerätes in Bezug zu der zu vermessenden Verzahnung. Dabei kann das entsprechende Verzahnungsmessgerät im Grunde bei einer beliebigen Verzahnung, bevorzugt bei einer Innenverzahnung, oder einer Außenverzahnung eingesetzt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Messauflage bezogen auf den Messschnabel verstellbar, beispielsweise auf dem Messschnabel verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit stellt eine besonders vorteilhafte Weiterbildung dar, indem nämlich dadurch das Verzahnungsmessgerät zur Messung der Zahnweiten unterschiedlicher Zahnräder (oder auch Zahnstangen) ohne ein Austauschen von Komponenten des Verzahnungsmessgerätes einsetzbar ist. Die Messauflage wird nämlich entsprechend einer Vorgabe der zu vermessenden Verzahnung so verschoben, dass der Messschnabel so weit in die Zahnlücke eintaucht, dass die genaue Messposition erreicht ist. Die Messauflage kann – wie ausgeführt – an dem Messschnabel befestigt sein oder aber auch mittels einer einstellbaren Halterung direkt an einer sonstigen Komponente, beispielsweise einem Messgerätegrundträger, des Verzahnungsmessgeräts befestigt sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Messauflage eine Klemmeinrichtung auf, mit der die eingestellte Verschiebung der Messauflage genau fixierbar ist. Dadurch sind Messungenauigkeiten durch unbeabsichtigte Verstellungen ausgeschlossen.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Messauflage einen einen Messarm des Messschnabels umfassenden Bügel auf. Dieser Bügel weist wiederum in weiterer Ausgestaltung eine Klemmeinrichtung in Form einer Klemmschraubenvorrichtung auf. Diese Klemmschraubenvorrichtung kann mittels eines Handrades einfach verstellt werden, so dass im Ergebnis eine genaue Einstellung des Verzahnungsmessgerätes auf die jeweils zu vermessende Verzahnung ohne Messgeräte vorgenommen werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der Messschnabel eine bezogen auf die Spitze des Messschnabels ausgerichtete Messskala auf. Mittels dieser Messskala ist das genaue einzustellende Eintauchmaß der Spitze des Messschnabels bezogen auf die Messauflage problemlos und einfach einstellbar. Das entsprechende Maß ist entweder Übersichtstabellen zu entsprechenden Verzahnungen zu entnehmen oder aber direkt auf der zugehörigen Zeichnung einer Verzahnung vermerkt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die dem Zahnkopf zugewandte Auflage der Messauflage gehärtet und/oder weist einen gehärteten Einsatz auf. Dadurch ist sichergestellt, dass das so ausgestaltete Verzahnungsmessgerät auch über einen langen Betriebseinsatz genaue Messergebnisse liefert. Die Auflage ist beispielsweise zylinderrollenförmig ausgebildet, wobei an einem Bügel zwei zylinderrollenförmig ausgebildete Auflagen angebracht, die im Bereich der seitlichen Begrenzungen (also der Zahnbreite) auf dem Zahn aufliegen. An dem gegenüberliegenden Bügel ist eine zylinderrollenförmig ausgebildete Auflage angebracht, die im Bereich der Mitte des Zahns auf diesem aufliegt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die mit der Zahnflanke zusammenwirkende Messfläche eines Messschnabels plan. Diese Ausgestaltung ermöglicht in einfacher Weise eine genaue Ausrichtung des Verzahnungsmessgerätes in Bezug zu der Verzahnung. Dabei ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die plane Anlagefläche an dem fest mit dem Messgerätegrundträger verbundenen Messarm angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das Verzahnungsmessgerät insgesamt genau zu der zu messenden Verzahnung ausgerichtet ist und diese Ausrichtung nicht von dem beweglichen Messschnabel ausgeübt werden muss. Auch durch diese Maßnahme wird die Messgenauigkeit bei einer Messung erhöht.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die mit der Zahnflanke zusammenwirkende Messfläche eines Messschnabels, der bevorzugt der bewegliche Messschnabel ist, ballig in Richtung der Zahnbreite ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Verzahnungsmessgerät beziehungsweise den beweglichen Messschnabel durch ein leichtes axiales händig hervorgerufenes Gleiten in Bezug zu dem entsprechenden Zahn leicht hin und her zu schieben, um die genaue Messposition zu finden. Beispielsweise wird der Messschnabel bei Vorhandensein einer digitalen Messuhr so weit über einen Umkehrpunkt hin und her geschoben, bis der minimale festgehaltene Messwert der Verzahnungsweite von der Messuhr angezeigt wird. Auch wird durch diese Ausgestaltung die Messfläche der Verzahnung geschützt, indem durch die ballige Kontur ein beschädigungsfreies Abgleiten auf der Zahnflanke sichergestellt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die Messflächen der Messschnäbel gehärtet oder weisen einen gehärteten oder hartmetallbewährten Einsatz auf. Auch diese Ausgestaltung trägt zur Verbesserung der Messgenauigkeit bei hoher Standfestigkeit des Verzahnungsmessgerätes bei.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung der Zahnweite einer Verzahnung eines Zahnrads mit einem Verzahnungsmessgerät zeichnet sich dadurch aus, dass die an den als Messschnäbel ausgebildeten Tastelementen angeordnete Messauflagen nach Vorgabe der Verzahnungsgeometrie einer zur vermessenden Verzahnung auf ein Tiefenmass eingestellt werden, mit dem die Messschnäbel in die Verzahnung zwischen dem Zahngrund und dem Zahnkopf der entsprechenden Messzähne eintaucht. Weiterhin wird das Verzahnmessgerät gemäß Vorgabe der Zahnweite voreingestellt. Dann wird das Verzahnungsmessgerät auf die zu vermessende Verzahnung so aufgesetzt, dass die Messauflagen auf den Zahnköpfen der Messzähne aufliegen. Abschließend wird die genaue Messung der Zahnweite mit dem Verzahnungsmessgerät durchgeführt. Durch dieses Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Verzahnungsmessgerätes ist eine sehr genaue Messung der Zahnweite einer zu messenden Verzahnung bei einer einfachen und zügig durchzuführenden Handhabung möglich. Die Genauigkeit der Messung kann dadurch in der Größenordnung einer Zehnerpotenz im Bereich einer Genauigkeit von bis zu 1/1000 mm verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.
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Es zeigt:
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1 in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Verzahnungsmessgerät, das auf eine Verzahnung aufgesetzt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt ein Verzahnungsmessgerät, das auf eine zu vermessende Verzahnung 1 aufgesetzt ist. Die Verzahnung 1 ist insbesondere eine Evolventenverzahnung eines Zahnrads, das als Außenzahnrad oder als Innenzahnrad oder aber auch als Zahnstange ausgebildet sein kann. Die Verzahnung 1 weist eine Anzahl von Zähnen 2 auf, die jeweils einen Zahnkopf 3 und einen zwischen zwei benachbarten Zähnen 2 liegenden Zahngrund 4 auf. Entsprechend der Gesamtzähnezahl des zu vermessenden Zahnrads muss bei einer Zahnweitenbestimmung der Abstand zwischen einer vorgegebenen Anzahl von Zähnen gemessen werden und überprüft werden, ob das gemessene Maß innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt. Dabei muss die Messung so erfolgen, dass die Messung im evolventischen Bereich der Verzahnung erfolgt. Das heißt, die Verzahnung darf nicht zu nahe am Zahnkopf 3 und auch nicht zu nahe am Zahngrund 4 erfolgen, da in diesem Bereich keine evolventische Ausgestaltung des Zahns 2 gegeben ist.
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Das Verzahnungsmessgerät weist einen Messgerätegrundträger 5 auf, der mit zwei als Messschnäbel 6a, 6b ausgebildeten Tastelementen verbunden ist. Der erste Messschnabel 6a ist über eine Stelleinrichtung in Form beispielsweise einer Stellschraube 7 mit dem Messgerätegrundträger 5 verbunden. Der Messschnabel 6a kann mittels der Stellschraube 7 in Bezug zu dem Messschnabel 6b auf eine Grundmaß eingestellt werden. Dabei ist der Messschnabel 6a aber ansonsten fest mit dem Messgerätegrundträger 5 verbunden. Der zweite Messschnabel 6b ist dagegen beweglich in Bezug zu dem Messgerätegrundträger 5 angeordnet, wobei die entsprechende Bewegung des Messschnabels 6b auf einer Messuhr 8 angezeigt wird. Die Messuhr 8 ist bevorzugt als digitale Messuhr 8 ausgebildet. Dabei kann die Messuhr 8 auf verschiedene Messwerterfassungen eingestellt werden, beispielsweise auf eine sogenannte Min-Werterfassung, um automatisch einen Min-Wert zu erfassen. Die Messschnäbel 6a, 6b weisen Messarme 9a, 9b auf, an denen endseitig Messflächen 10a, 10b befestigt sind. Die Messflächen 10a, 10b sind gehärtet oder aus einem Hartmetall gefertigt. Diese Messflächen 10a, 10b wirken bei auf die Verzahnung 1 aufgesetztem Verzahnungsmessgerät mit den Zahnflanken 11a, 11b zweier Zähne zusammen. Dabei muss – wie zuvor ausgeführt – die Spitze 12a, 12b der beiden Messflächen 10a, 10b ein genaues Eintauchmaß bezogen auf den jeweiligen Zahnkopf 3 aufweisen. Dieses Eintauchmaß wird mittels Messauflagen 13a, 13b eingestellt, die mit den Messschnäbeln 6a, 6b beziehungsweise deren Messarmen 9a, 9b einstellbar verbunden sind. Dazu sind die Messauflagen 13a, 13b in Form eines Bügels 14a, 14b ausgebildet, der mittels einer Klemmschraubvorrichtung 15a, 15b an den Messarmen 9a, 9b festklemmbar ist. Die Messauflagen 13a, 13b weisen mit dem Bügel 14a, 14b verbundene Auflagen 16a, 16b auf, die auf den jeweiligen Zahnkopf 3 aufsetzbar ist. Dabei sind an dem Bügel 14a zwei zylinderrollenförmig ausgebildete Auflagen 16a angebracht, die im Bereich der seitlichen Begrenzungen auf dem Zahn 2 aufliegen. An dem Bügel 14b ist eine zylinderrollenförmig ausgebildete Auflage 16b angebracht, die im Bereich der Mitte des Zahns 2 auf diesem aufliegt. Um das Maß der Eintauchtiefe der Spitze 12a, 12b der Messflächen 10a, 10b einfach und zumindest auf ein Grundmaß einstellen zu können, ist auf den Messarmen 9a, 9b beispielsweise eine Messskala 17a, 17b angebracht. Insbesondere die Auflage 16b kann auch an einer Halterung befestigt sein, die direkt an dem Messgerätegrundträger 5 befestigt ist. Dazu weist die Halterung eine Einstellvorrichtung auf, mit der der Abstand der Auflage 16b bezogen auf den Messgerätegrundträger 5 und damit bezogen auf die Spitze 12a der Messfläche 10a einstellbar ist. Über die Messauflagen 13a, 13b wird mittels Endmaß die Messtiefe in Richtung Zahngrund 4 grob voreingestellt und die Feineinstellung auf einer Lineareinstellbank über die Höhenverstellung an den Messschnäbeln 6a, 6b durch eine Bestimmung des Umkehrpunktes vorgenommen. Alle Grundeinstellungen beziehen sich auf zu vermessende Zahnräder gleicher Bauart.
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Ein Messvorgang zur Ermittlung einer Zahnweite einer Verzahnung 1 wird wie folgt durchgeführt. Die Bügel 14a, 14b der Messauflagen 13a, 13b oder die Halterung mit der Auflage 16b werden auf ein vorgegebenes Tiefenmaß, mit denen die Messschnäbel 6a, 6b in eine Verzahnung 1 eintauchen sollen, eingestellt. Dann wird mit der Stellschraube 7 das Grundmaß der zu messenden Zahnweite eingestellt. Diese Grundeinstellung erfolgt auf der Einstellbank. Anschließend wird das Verzahnungsmessgerät auf die Verzahnung 1 aufgesetzt, wobei die Messfläche 10a des Messschnabels 6a eine plane Ausgestaltung hat, mit der das Verzahnungsmessgerät zusammen mit den zwei zylinderrollenförmigen Auflagen 16a der Messauflage 13a ausgerichtet wird. Die gegenüberliegende Messfläche 10b des Messschnabels 6b ist dagegen ballig ausgeführt und kann axial in Bezug zu der Zahnbreite des entsprechenden Zahns 2 leicht hin und her geschoben werden, wobei die eine zylinderrollenförmige Auflage 16b der Messauflage 13b diese Bewegung nicht behindert. Dabei erfasst die auf eine Min-Werterfassung eingestellte Messuhr 8 automatisch den Min-Wert der zu messenden Zahnweite ZW. Das gemessene Maß der Zahnweite ZW wird abschließend mit einer Vorgabe verglichen und festgestellt, ob das Maß innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verzahnung
- 2
- Zahn
- 3
- Zahnkopf
- 4
- Zahngrund
- 5
- Messgerätegrundträger
- 6a, 6b
- Messschnabel
- 7
- Stellschraube
- 8
- Messuhr
- 9a, 9b
- Messarm
- 10a, 10b
- Messfläche
- 11a, 11b
- Zahnflanke
- 12a, 12b
- Spitze
- 13a, 13b
- Messauflage
- 14a, 14b
- Bügel
- 15a, 15b
- Klemmschraubvorrichtung
- 16a, 16b
- Auflage
- 17a, 17b
- Messskala
- ZW
- Zahnweite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009002649 B4 [0002]
