-
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Ermittlung eines Kugelmaßes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Kugelmaßes mit der Messvorrichtung.
-
Zur Überprüfung von Toleranzen an Zahnrädern, insbesondere einer Zahndicke und/oder eines Durchmessers des Zahnrads ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Rollen- oder Kugelmaß zweier Rollen oder Kugeln zu messen, die in gegenüberliegenden Zahnzwischenräumen des Zahnrads angeordnet sind.
-
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
DE 102 44 025 A1 ein Messgerät zum Messen von Verzahnungen und Durchmessern bei rotationssymmetrischen Bauteilen. Das Messgerät weist einen festen Messtaster und einem beweglichen Messtaster auf, wobei der bewegliche Messtaster mithilfe eines federbetätigten Mechanismus das zu messende Bauteil automatisch in eine definierte Messposition überführt. Das zu messende Bauteil wird zwischen dem festen Messtaster und dem beweglichen Messtaster angeordnet und durch den aktivierten beweglichen Messtaster gegen den festen Messtaster in die definierte Messposition gedrückt.
-
Die US 2013 / 0 162 810 A1 beschreibt eine Messvorrichtung mit einem Zahnrad, einer Umlaufbahn, einer Sensoranordnung und mehreren Messkugeln, die zwischen der Umlaufbahn und dem Zahnrad angeordnet sind.
-
Die
DE 12 75 770 A beschreibt eine Prüfvorrichtung, bei der in einem Ring mit bekanntem Durchmesser Prüfbolzen angeordnet sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zeiteffektiv arbeitende Messvorrichtung zur Ermittlung eines Kugelmaßes bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Kugelmaßes mit der Messvorrichtung gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
-
Es wird eine Messvorrichtung vorgeschlagen, die zur Ermittlung eines Kugelmaßes ausgebildet ist. Vorzugsweise kann anhand des ermittelten Kugelmaßes eine Zahndicke einer Verzahnung eines Zahnrads und/oder ein Durchmesser des Zahnrads auf Einhaltung von vorgegebenen Maßtoleranzen überprüft werden. Ferner kann z.B. ein fehlerfreier Achsenrundlauf des Zahnrads abgeprüft werden.
-
Die Messvorrichtung umfasst ein Zahnrad, das eine Verzahnung mit mehreren Zahnzwischenräumen aufweist. Vorzugsweise ist die Verzahnung eine Außenverzahnung an dem Zahnrad. Die Messvorrichtung umfasst mehrere Messkugeln, die zur Ermittlung des Kugelmaßes in den Zahnzwischenräumen anordbar und/oder angeordnet sind.
-
Weiterhin weist die Messvorrichtung eine Sensoranordnung auf, die zur Erfassung des Kugelmaßes ausgebildet ist. Zum Beispiel kann die Sensoranordnung eine Wegesensor- und/oder Koordinatenmessanordnung sein. Bevorzugt ist die Sensoranordnung dazu ausgebildet, dass Kugelmaß mittelbar, insbesondere anhand einer relativen Messgröße, oder unmittelbar, insbesondere ohne relative Messgröße, zu erfassen. Beispielsweise umfasst die Sensoranordnung hierfür mindestens einen Messtaster.
-
Die Messvorrichtung umfasst eine Umlaufbahn für die Messkugeln. Das Zahnrad ist von der Umlaufbahn radial umgeben. Beispielsweise ist die Umlaufbahn als eine Innenumlaufbahn ausgebildet. Die Messkugeln sind zwischen der Umlaufbahn und dem Zahnrad angeordnet. Insbesondere sind die Messkugeln durch die das Zahnrad umgebende Umlaufbahn in den Zahnzwischenräumen sicher gehalten. Vorzugsweise ist das Zahnrad relativ zu der Umlaufbahn um eine Drehachse drehbar, sodass die Messkugeln auf der Umlaufbahn umlaufen und/oder abrollen können.
-
Die Messvorrichtung umfasst eine Zuführeinrichtung für die Messkugeln.
-
Erfindungsgemäß umfasst die Zuführeinrichtung mindestens eine Führungslaufbahn, über die die Messkugeln in die Zahnzwischenräume einlaufen können. Insbesondere ist die mindestens eine Führungslaufbahn schräg angeordnet, sodass die Messkugeln entlang der mindestens einen Führungslaufbahn ohne externen Antrieb hinunterrollen und in die Zahnzwischenräume gelangen können. Somit können die Zahnzwischenräumen sukzessive mit den einlaufenden Messkugeln befüllt werden.
-
Vorteilhaft ist, dass mit der mindestens einen Führungslaufbahn der Zuführeinrichtung eine sukzessive Zuführung und ein sukzessives Nachfüllen der in den Zahnzwischenräumen benötigten Messkugeln gewährleistet werden kann. Insbesondere kann durch das selbständige Nachrollen und Nachfüllen eine Einlegezeit, die bei anderen Zuführlösungen benötigt wird, die Messkugeln zu den Zahnzwischenräumen zu transportieren und in diese einzulegen verringert oder sogar vollständig eingespart werden. Außerdem ist eine Beruhigungszeit, die zur Beruhigung der in den Zahnzwischenräumen eingelegten Messkugeln aufgewendet werden muss, weitestgehend oder vollständig nicht notwendig. Durch die Reduzierung oder Einsparung der Einlegezeit und der Beruhigungszeit kann die Messung des Kugelmaßes zeitreduziert erfolgen und somit Kosten für die Überprüfung der Toleranzen des Zahnrads eingespart werden.
-
Bevorzugt umfasst die Zuführeinrichtung eine erste Führungslaufbahn und eine zweite Führungslaufbahn für die Messkugeln. Insbesondere verlaufen die beiden Führungslaufbahnen parallel zueinander. Durch die Anordnung der ersten Führungslaufbahn und der zweiten Führungslaufbahn können zugleich zwei Messkugeln in einem gemeinsamen Zahnzwischenraum, insbesondere benachbart zueinander und/oder nebeneinander, angeordnet werden. Dies ermöglicht, dass das Kugelmaß nacheinander und/oder aufeinanderfolgend anhand der beiden in dem gemeinsamen Zahnzwischenraum angeordneten Messkugeln ermittelbar ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Zuführeinrichtung einen Einlasskanal mit einer in die Umlaufbahn mündenden Einlasskanalöffnung. Vorzugsweise können die Messkugeln durch den Einlasskanal in die Laufbahn und/oder in die Zahnzwischenräume einlaufen.
-
Optional ergänzend weist die Messvorrichtung eine Abführungseinrichtung mit einem Auslasskanal auf, der eine Auslasskanalöffnung umfasst. Vorzugsweise können die die Messkugeln über den Auslasskanal aus den Zahnzwischenräumen und/oder aus der Laufbahn entweichen. Bevorzugt umfasst die Abführungseinrichtung mindestens eine Ablaufführungsbahn, auf der die Messkugeln nach außerhalb der Messvorrichtung ablaufen können, insbesondere wenn sie die Zahnzwischenräume und/oder die Umlaufbahn über den Auslasskanal verlassen haben.
-
Optional ist die mindestens eine Ablaufführungsbahn schräg angeordnet, sodass die Messkugeln ohne externen Antrieb auf dieser abrollen können. Beispielsweise sind zwei Ablaufführungsbahnen vorgesehen, die parallel zueinander verlaufen. Dadurch können die zum Beispiel benachbart zueinander und/oder nebeneinander in dem gemeinsamen Zahnzwischenraum angeordneten Messkugeln diesen zeitgleich durch den Auslasskanal verlassen und über die beiden Ablaufführungsbahnen abrollen.
-
In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung sind die insbesondere durch den Einlasskanal in die Umlaufbahn einlaufenden Messkugeln durch eine Drehbewegung des Zahnrads und mittels der Verzahnung aufgreifbar, in die Zahnzwischenräume einleitbar und/oder in den Zahnzwischenräumen anordbar. Vorteilhaft ist, dass aufgrund der sukzessiven Zuführung der Messkugeln und Anordnung in den Zahnzwischenräumen eine Anzahl an Messstellen an der Verzahnung des Zahnrads laufend erhöht und/oder vervollständigt werden kann. Insbesondere kann dadurch eine Stückzahl und/oder Losgröße an Zahnrädern erhöht werden, deren Toleranzen in der Messvorrichtung überprüft werden sollen.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass die Umlaufbahn unrund und/oder gegenüber einem Durchmesser des Zahnrads mit in den Zahnzwischenräumen eingesetzten Messkugeln übergroß ausgebildet ist. Insbesondere weist die Umlaufbahn einen Durchmesser auf, der größer ist als der des Zahnrads. Vorzugsweise ist das Zahnrad relativ zu der Drehachse achsparallel innerhalb der Umlaufbahn frei versetzbar und/oder einstellbar. Insbesondere ist das Zahnrad relativ zu der Drehachse nach oben und unten verstellbar, sodass eine entsprechende nach oben und nach unten gerichtete Ausgleichsbewegung des Zahnrads bei und/oder während des Rotierens innerhalb der Umlaufbahn durchgeführt werden kann. Durch die unrunde und/oder übergroße Ausbildung der Umlaufbahn und/oder durch die Möglichkeit der achsparallelen Versetzung des Zahnrads kann in vorteilhafter Weise gewährleistet werden, dass das Zahnrad innerhalb der Umlaufbahn ungehindert rotierbar ist, und dies insbesondere auch, wenn es abweichende Toleranzen aufweist, die z.B. den Rundlauf zur Achse beeinträchtigen können. Zusammenfassend kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass sich das rotierende Zahnrad innerhalb der Umlaufbahn verklemmt und/oder verkeilt.
-
In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung umfasst die Messvorrichtung ein Messgehäuse. Vorzugsweise weist das Messgehäuse eine zylinderförmige Aussparung auf. Insbesondere ist die Umlaufbahn durch einen Innenumfang der Aussparung gebildet. Vorzugsweise ist das Zahnrad drehbar innerhalb der Aussparung angeordnet. Insbesondere rollen die in den Zahnzwischenräumen angeordneten Messkugeln auf der durch den Innenumfang gebildeten Umlaufbahn ab. Beispielsweise ist der Einlasskanal der Zuführeinrichtung als eine z.B. rohrförmige Aussparung des Messgehäuses ausgebildet, die insbesondere in der zylinderförmigen Aussparung mündet. Entsprechendes gilt für den Auslasskanal, der von der zylinderförmigen Aussparung in Gestalt einer weiteren zum Beispiel rohrförmigen Aussparung in dem Messgehäuse nach außerhalb des Messgehäuses führt. Insbesondere ist/sind die mindestens eine Führungslaufbahn und/oder die mindestens eine Ablaufführungsbahn außerhalb des Messgehäuses angeordnet. Im Speziellen bildet der Einlasskanal eine innerhalb des Messgehäuses angeordnete Verlängerung der der mindestens einen Führungslaufbahn und/oder der Auslasskanal eine innerhalb des Messgehäuses angeordnete Verlängerung der Ablaufführungsbahn.
-
Besonders bevorzugt ist gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung, dass das Kugelmaß mittelbar anhand eines Abstands zwischen einer zur Messung in einem der Zahnzwischenräume bereitgestellten Messkugel und einem der Messkugel radial gegenüberliegenden Fixpunkt messbar ist. Vorzugsweise ist der Fixpunkt auf der Umlaufbahn angeordnet. Insbesondere ist der Fixpunkt durch einen Auflagepunkt einer anderen Messkugel, die z.B. in einem radial gegenüberliegenden Zahnzwischenraum angeordnet ist, auf der Umlaufbahn festgelegt. Optional fungiert die Messung des Abstands als eine relative Messgröße, über die das Kugelmaß ermittelbar ist.
-
Beispielsweise erfolgt die Messung des Abstands durch einen Messtaster der Sensoranordnung, der einen obersten Punkt der zur Messung bereitgestellten Messkugel tastet. Optional ist der oberste Punkt der Punkt auf der Messkugel, der den größten Abstand zu einem tiefsten Punkt auf einem Boden des Zahnzwischenraums aufweist, in dem die Kugel zur Ermittlung des Kugelmaßes bereitgestellt ist.
-
Alternativ kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Kugelmaß unmittelbar anhand eines Abstands zwischen einer ersten und einer zweiten zur Messung in radial gegenüberliegenden Zahnzwischenräumen bereitgestellten Messkugeln messbar ist. Hierfür erfolgt die Messung z.B. mittels einen ersten Messtasters, der den obersten Punkt der ersten Messkugel abtastet und mittels eines zweiten Messtasters, der den, insbesondere invers ausgerichteten, obersten Punkt der zweiten Messkugel abtastet.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Sensoranordnung genau einen Messtaster, insbesondere wenn das Kugelmaß mittelbar über den Abstand zwischen der bereitgestellten Kugel und dem Fixpunkt ermittelbar ist und/oder ermittelt wird. Alternativ kann die Sensoranordnung zwei oder mehr Messtaster umfassen, wenn das Kugelmaß unmittelbar über die beiden bereitgestellten Messkugeln gemessen wird. Vorzugsweise ist der Messtaster bzw. sind die Messtaster bewegbar, insbesondere auf die bereitgestellte/n Messkugel/n zu bewegbar und/oder verfahrbar.
-
In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Umlaufbahn und/oder das Messgehäuse mindestens eine Messöffnung auf, durch die die in dem Zahnzwischenraum bereitgestellte Messkugel insbesondere zumindest mit dem obersten Punkt hindurchragt und/oder abtastbar ist. Die mindestens eine Messöffnung ist z.B. auf einer Oberseite des Messgehäuses angeordnet.
-
Beispielsweise weist die Umlaufbahn und/oder das Messgehäuse eine erste und eine zweite Messöffnung auf, die benachbart zueinander und/oder nebeneinander auf einer gemeinsamen Gehäuseseite, z.B. auf der Oberseite des Messgehäuses, angeordnet sind. Vorzugsweise können dadurch die zwei in dem gemeinsamen Zahnzwischenraum angeordneten Messkugeln zur Messung unterhalb oder in den Messöffnungen bereitgestellt werden. Bevorzugt ist der Messtaster zum Abtasten der bereitgestellten Messkugeln zunächst an die erste Messöffnung und danach an die zweite annäherbar und/oder auf diese zu bewegbar. Dies ermöglicht insbesondere die Ermittlung des Kugelmaßes durch Abtasten der einen Messkugel und darauffolgend auch der anderen Messkugel. Insbesondere tastet der Messtaster hierfür zunächst die eine Kugel durch die erste Messöffnung ab, sodass der Abstand zu dem entsprechenden Fixpunkt auf der Umlaufbahn und somit das entsprechende Kugelmaß ermittelbar ist. Im Speziellen bewegt sich der Messtaster anschließend zu der zweiten Messöffnung, wo er die andere Messkugel abtastet, sodass der Abstand zu dem entsprechenden Fixpunkt auf der Umlaufbahn und somit das entsprechende Kugelmaß ermittelbar ist. Bevorzugt können durch die Rotation des Zahnrads und der sukzessiven Anordnung der Messkugeln in den Zahnzwischenräumen nach und nach mehrere oder alle aufgenommenen Messkugeln zur Messung bereitgestellt werden, sodass das entsprechende Kugelmaß für die bereitgestellten Messkugeln ermittelbar ist. Vorteilhaft ist, dass die Toleranzen des Zahnrads anhand der beiden in dem gemeinsamen Zahnzwischenraum angeordneten Messkugeln und durch die beiden Messöffnungen über dessen gesamte radiale Breite überprüft werden können.
-
Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die mindestens eine Messöffnung auf mindestens zwei gegenüberliegenden Gehäuseseiten des Messgehäuses, zum Beispiel auf der Oberseite und auf einer Unterseite, angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere die unmittelbare Messung des Kugelmaßes mittels des ersten Messtasters durch die mindestens eine Messöffnung an der Oberseite und an der dort bereitgestellten ersten Messkugel erfolgen und mittels des zweiten Messtasters durch die mindestens eine Messöffnung an der Unterseite und an der dort bereitgestellten zweiten Messkugel erfolgen.
-
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Ermittlung eines Kugelmaßes mit der Messvorrichtung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Im Rahmen des Verfahrens laufen die Messkugeln über die mindestens eine Führungslaufbahn in die Zahnzwischenräume ein. Vorzugsweise werden die Messkugeln sukzessive durch das sich drehende Zahnrad, insbesondere durch die Verzahnung des Zahnrads, aufgegriffen, mitgenommen, in die Zahnzwischenräume eingeleitet und/oder in den Zahnzwischenräumen angeordnet.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Draufsicht von vorne auf eine Messvorrichtung zur Ermittlung eines Kugelmaßes mit einem um eine Drehachse drehbaren Zahnrad und mit einer Zuführeinrichtung für Messkugeln;
- 2 eine perspektivische Draufsicht von hinten auf die Messvorrichtung;
- 3 eine Querschnittsdarstellung der Messvorrichtung aus 1, wobei eine Schnittlinie quer zu der Drehachse und vor dem Zahnrad verläuft;
- 4 eine weitere Querschnittsdarstellung der Messvorrichtung aus 1, wobei die Schnittlinie quer zu der Drehachse und durch die Zuführeinrichtung verläuft;
- 5 ein vertikaler Längsschnitt durch die Messvorrichtung, wobei die Drehachse in der Schnittebene liegt;
- 6 eine weitere Schnittansicht der Messvorrichtung, wobei die Schnittlinie schräg entlang der Zuführeinrichtung verläuft.
-
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine perspektivische Draufsicht von vorne auf eine Messvorrichtung 1 und 2 eine perspektivische Ansicht von hinten der Messvorrichtung 1. Die Messvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, ein Kugelmaß zu ermitteln, mittels dessen Toleranzen eines Zahnrads, z.B. eine Zahnweite einer Verzahnung des Zahnrads, ein Durchmesser oder ein Rundlauf des Zahnrads um eine Drehachse A, überprüft werden können.
-
Die Messvorrichtung 1 weist ein Messgehäuse 2 auf, in das eine zylinderförmige Aussparung 3 eingebracht ist. Das Messgehäuse 2 ist auf einem Fußteil der Messvorrichtung 1 angeordnet und steht dadurch sicher auf einem Untergrund auf.
-
Die Messvorrichtung 1 umfasst ein Zahnrad 4 mit einer Außenverzahnung und mit Zahnzwischenräumen 5, die in den 3 und 4 anhand axialer Querschnittdarstellung der Messvorrichtung 1, besser zu erkennen sind. Das Zahnrad 4 ist um die Drehachse A drehbar in der Aussparung 3 angeordnet. Über eine Betätigungseinrichtung 12, z.B. über ein Handrad oder alternativ über eine Antriebseinrichtung, ist das Zahnrad 4 in Rotation versetzbar.
-
Wie aus den 5 und 6, die eine vertikale und schräge Schnittansicht der Messvorrichtung 1 zeigen, ersichtlich ist, ist das Zahnrad 4 auf einem rotationssymmetrischen Aufnahmeteil 13 der Messvorrichtung 1 drehbar aufgenommen. Das Aufnahmeteil 13 ist über zwei Flansche 14a, 14b in einem Lagerteil 15 und in der Betätigungseinrichtung 12 so angeordnet, dass das darauf angeordnete Zahnrad 4 achsparallel nach oben und unten frei versetzbar und/oder einstellbar ist. Eine Innenumfangsfläche der zylinderförmigen Aussparung 3 ist unrund und/oder gegenüber einem Durchmesser des Zahnrads 4 inklusive der in den Zahnzwischenräumen 5 angeordneten Messkugeln 6 übergroß ausgebildet. Dadurch hat das Zahnrad 4 ausreichend Raum nach oben und unten und kann bei abweichenden Toleranzen entsprechend ausweichen, um sich um die Drehachse D ungehindert und ohne Verkeilen in der Aussparung 3 drehen zu können.
In den Zahnzwischenräumen 5 können Messkugeln 6 der Messvorrichtung 1 zur Ermittlung des Kugelmaßes angeordnet werden. Diese sind durch die Innenumfangsfläche der Aussparung 3 in den Zahnzwischenräumen 5 gehalten. Die Innenumfangsfläche bildet eine Umlaufbahn 9 für die in den Zahnzwischenräumen 5 angeordneten Messkugeln 6. Die Messkugeln 6 rollen auf der Umlaufbahn 9 ab, wenn sich das Zahnrad 4 in der Aussparung 3 dreht.
-
Die Messvorrichtung 1 weist eine Zuführeinrichtung 7 und einen z.B. rohrförmigen Einlasskanal 8 mit einer in die Umlaufbahn 9 mündenden Einlasskanalöffnung für die Messkugeln 6 auf. Mittels der Zuführeinrichtung 7 können die Messkugeln 6 dem Messgehäuse 2 zugeführt werden. Durch den Einlasskanal 8 gelangen die Messkugeln 6, z.B. von einem sortierten Messkugel-Bestand aus, durch das Messgehäuse 2 in die Aussparung 3, insbesondere in die Zahnzwischenräume 5 und auf die Umlaufbahn 9.
-
Die Messvorrichtung 1 weist einen z.B. rohrförmigen Auslasskanal 10 mit einer in die Umlaufbahn 9 mündenden Auslasskanalöffnung und eine Ableitungseinrichtung 11 für die Messkugeln 6 auf. Die Messkugeln 4 können die Zahnzwischenräume 5 und die Umlaufbahn 9 durch den Auslasskanal 10 verlassen und gelangen mittels der Ableitungseinrichtung 11 nach außerhalb des Messgehäuses, wo sie gesammelt werden können. Die Auslassöffnung des Auslasskanals 10 ist durch eine Verschlusseinrichtung 23, die z.B. über einen manuell bedienbaren Hebel 24 betätigbar ist, verschließbar, sodass die Messkugeln 6 die Zahnzwischenräume 5 bei der Rotation des Zahnrads 4 nicht verlassen können. Nach Bedarf kann die Verschlusseinrichtung 23 betätigt und geöffnet werden, sodass die Messkugeln 6 aus den Zahnzwischenräumen 5 in den Auslasskanal 10 entweichen können.
-
Wie aus den 4 und 6 zu entnehmen, umfasst die Zuführeinrichtung 7 mindestens eine Führungslaufbahn, insbesondere eine erste und zweite Führungslaufbahn 16a, 16b, die sich parallel zueinander erstrecken. Die Ableitungseinrichtung 11 weist ebenfalls mindestens eine, z.B. zwei Ablauflaufbahnen 17a, 17b, auf. Auch der Einlasskanal 8 und der Auslasskanal 10 weisen in entsprechender Weise zwei parallel verlaufende Kanalbahnen 18a, 18b auf (siehe 6).
-
Entlang der beiden Führungslaufbahnen 16a, 16b können zugleich jeweils zwei Messkugeln 6 den Zahnzwischenräumen 5 zugeführt werden, wobei die beiden Messkugeln 6 nebeneinander und/oder benachbart zueinander in einem gemeinsamen Zahnzwischenraum 5 (siehe hierzu 5) angeordnet und/oder anordbar sind.
-
Zur Zuführung der Messkugeln 6 in die Zahnzwischenräume 5 wird keine separat angetriebene Positioniereinrichtung benötigt, da die Messkugeln 6 aufgrund der schräggestellten Zuführeinrichtung 7 die Führungslaufbahnen 16a, 16b und die Kanalbahnen 18a, 18b hinunterrollen und zum Einlaufen in die Umlaufbahn 9 bereitsehen bzw. in diese einlaufen. Dort werden die Messkugeln 6 in den Zahnzwischenräumen 5 positioniert, indem sie durch die Drehung des Zahnrads 4 aufgegriffen und in die Zahnzwischenräume 5 eingeleitet werden.
-
Durch die vorliegend beschriebene Zuführung und Anordnung der Messkugeln 4 in den Zahnzwischenräumen 5 kann eine Einlege- und Beruhigungszeit, genauso wie eine Entnahmezeit der Messkugeln 6, die bei anderen mechanischen Zu- und Abführlösungen üblicherweise benötigt wird, in vorteilhafter Weise reduziert oder sogar vollständig eingespart werden. Dies kann zu Kostenvorteilen führen, da pro Zeiteinheit eine höhere Anzahl an Zahnbreiten der Verzahnung des Zahnrads 4 und auch eine höhere Anzahl an Zahnrädern 4 auf Toleranzabweichungen überprüft werden können.
-
Zur Überprüfung der Toleranzen des Zahnrads 4 und zur Messung und/oder Ermittlung des Kugelmaßes wird ein Abstand zwischen einer zur Messung in einem der Zahnzwischenräume 5 bereitgestellten Messkugel 6a und einem der Messkugel 6a radial gegenüberliegenden Fixpunkt auf der Umlaufbahn 9 ermittelt und/oder gemessen. Insbesondere weist die bereitgestellte Messkugel 6a einen obersten Punkt auf, der von einem tiefsten Punkt auf einem Boden des Zahnzwischenraums 5, in dem sie angeordnet ist, am weitesten beabstandet ist. Der Abstand wird ausgehend von dem obersten Punkt der Messkugel 6a gemessen. Er dient als relative Messgröße zur Ermittlung des Kugelmaßes.
-
Das Messgehäuse 2 weist mindestens eine Messöffnung, zum Beispiel zwei Messöffnungen 19a, 19b auf, die benachbart zueinander auf einer Oberseite des Messgehäuses 2 eingebracht sind. Alternativ kann die mindestens eine Messöffnung auch auf einer anderen Gehäuseseite des Messgehäuses 2 angeordnet sein.
-
Gemäß der 5 sind unterhalb und/oder in den Messöffnungen 19a, 19b zwei nebeneinander in dem gemeinsamen Zahnzwischenraum 5 angeordnete Messkugeln 6a, 6b zur Messung bereitgestellt. Die Messkugeln 6a, 6b können hierfür zum Teil, insbesondere mit dem obersten Punkt, aus den Messöffnungen 19a, 19b herausragen.
-
Zur Messung umfasst die Messvorrichtung 1 eine Sensoranordnung 20, insbesondere eine Wegesensor- und/oder Koordinatenmessanordnung, mit mindestens einem Messtaster 21 und mit einer Messuhr 22, auf der Messergebnisse anzeigbar sind. Die Messuhr 22 kann analog oder digital ausgeführt sein.
-
In dem Ausführungsbeispiel der gezeigten Figuren umfasst die Sensoranordnung 20 genau einen Messtaster 21. Dieser ist von einem Ruhepunkt aus zu jeder der Messöffnungen 19a, 19b und zu den dort bereitgestellten Messkugeln 6a, 6b bewegbar und/oder verfahrbar. Optional kann der Messtaster 21 zwischen der ersten Messöffnung 19a und der zweiten Messöffnung 19b verfahren werden.
-
Der Messtaster 21 tastet die bereitgestellten Messkugeln 6a, 6b an dem obersten Punkt nacheinander ab. Durch Ermittlung des Abstands als relative Messgröße zwischen dem obersten Punkt jeder der bereitgestellten Messkugeln 6a, 6b und dem jeweiligen Fixpunkt auf der Umlaufbahn 9 kann das Kugelmaß an der jeweiligen Position der Messkugeln 6a, 6b in dem Zahnrad 4 mittelbar bestimmt werden.
-
In einem alternativen nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Kugelmaß auch durch den Abstand zwischen zwei Messkugeln 6 ermittelt und/oder gemessen werden, die in zwei radial gegenüberliegenden Zahnzwischenräumen 5 des Zahnrads 4 angeordnet sind. In diesem Fall weist das Messgehäuse 2 auf zwei gegenüberliegenden Gehäuseseiten, z.B. auf der Oberseite und auf einer Unterseite, jeweils mindestens eine Messöffnung 19 auf, durch die hindurch die Messkugeln 6 abtastbar sind. Die Sensoranordnung 20 umfasst in diesem Fall einen ersten Messtaster und einen zweiten Messtaster, wobei der erste Messtaster eine der bereitgestellten Messkugeln an dem obersten Punkt abtastet und wobei der andere Messtaster die andere gegenüberliegende Messkugel an dem obersten Punkt abtastet. Durch zeitgleiches Abtasten der beiden Messkugeln 6 ist das Kugelmaß unmittelbar, insbesondere ohne relative Messgröße, messbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Messvorrichtung
- 2
- Messgehäuse
- 3
- Aussparung
- 4
- Zahnrad
- 5
- Zahnzwischenräume
- 6
- Messkugeln
- 7
- Zuführeinrichtung
- 8
- Einlasskanal
- 9
- Umlaufbahn
- 10
- Auslasskanal
- 11
- Ableitungseinrichtung
- 12
- Betätigungseinrichtung
- 13
- Aufnahmeteil
- 14a,b
- Flansche
- 15
- Lagerteil
- 16a,b
- Führungslaufbahnen
- 17a,b
- Ablaufbahnen
- 18a,b
- Kanalbahnen
- 19a,b
- Messöffnungen
- 20
- Sensoranordnung
- 21
- Messtaster
- 22
- Messuhr
- 23
- Verschlusseinrichtung
- 24
- Hebel
- A
- Drehachse
