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Die Erfindung betrifft einen Prüfkopf für eine Zahnradprüfvorrichtung,
mit einem Schlitten, auf dem sich ein Musterzahnrad drehbar lagern
und durch Bewegung des Schlittens in eine Position, in der es im Eingriff
mit einem Prüflingszahnrad
steht, bringen lässt,
wobei der Schlitten zwei Teile aufweist, die unter Änderung
der Position des Musterzahnrads relativ zueinander bewegbar sind.
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Prüfköpfe solcher Art für Zahnradprüfvonichtungen
sind durch Benutzung bekannt. Je nach Größe eines zu prüfenden Zahnrades
ist der Schlitten bzw. das darauf angeordnete Musterzahnrad im Rahmen
einer Grobeinstellung in eine Position zu bringen, die dem jeweiligen
Abstand zwischen den Achsen der ineinandergreifenden Zahnräder entspricht. Die
im Rahmen von Feineinstellungen der Musterzahnradposition gegeneinander
bewegbaren Schlittenteile sind übereinander
angeordnet, wobei der obere Schlittenteil in einer auf dem unteren
Schlittenteil gebildeten Führung
bewegbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, einen neuen Prüfkopf der obengenannten Art
zu schaffen, der gegenüber
dem Stand der Technik konstruktiv vereinfacht ist.
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Der diese Aufgabe lösende Prüfkopf nach der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schlittenteile in
einer gemeinsamen Schlittenführung einzeln
geführt
sind.
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Gemäß der Erfindung lässt sich
unter Vereinfachung der Konstruktion die zur Führung des Schlittens in seiner
Gesamtheit verwendete Schlittenführung
auch für
die Relativbewegung der Schlittenteile nutzen.
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Während
es denkbar ist, ineinander verschachtelte Schlittenteile in ein
und derselben Führung
zu bewegen, sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die
Schlittenteile in der Führung
aufeinanderfolgend angeordnet. Vorteilhaft kann in dieser Ausführungsform
die Bauhöhe
sehr gering sein.
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Die Schlittenteile weisen jeweils
eine Trägerplatte
auf, wobei die Trägerplatten
auf gleichem Niveau über
der Schienenführung
liegen.
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In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Schlittenteile relativ zueinander durch einen
Arbeitszylinder bewegbar, wobei ein Schlittenteil mit dem Zylinderfeil
und der andere Schlittenteil mit der Kolbenstange des Arbeitszylinders
verbunden ist. Durch diesen Arbeitszylinder kann der das Musterzahnrad
tragende Schlittenteil in Richtung zu dem anderen Schlittenteil
geringfügig zurückgezogen
werden, um Spielraum für
die Anordnung eines Prüflingszahnrades
in der Prüfposition
zu schaffen. Dieser Arbeitszylinder kann ferner dazu dienen, das
Musterzahnrad um eine definierte Entfernung von dem Prüflingszahnrad
zurückzuziehen,
um ein Spiel einzustellen, das dem innerhalb eines Getriebes erforderlichen
Spiel zwischen den Zahnrädern
entspricht. Ein solches Spiel muß bei der sogenannten Einflankengeräuschprüfung bestehen,
bei welcher ein Beschleunigungssensor ein Geräuschspektrum ermittelt, welches
mit einem Sollspektrum zu vergleichen ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung sind Einrichtungen zur gegenseitigen Führung der
relativ zueinander bewegbaren Schlittenteile vorgesehen. Durch Drehbewegungen
der Schlittenteile gegeneinander um eine vertikale Achse, die durch
ein Spiel in der gemeinsamen Führung
möglich sind,
werden dadurch vermieden. Diese Einrichtungen zur gegenseitigen
Führung
können
einen von einem Schlittenteil vorstehenden Schieber für den Eingriff
in eine Ausnehmung in dem anderen Schlittenteil aufweisen, wobei
solche Führungseinrichtungen zweckmäßig symmetrisch
zur Mittellängsachse
der Schlittenführung
angeordnet sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung ist eine die Relativbewegung der Schlittenteile begrenzende
Anschlageinrichtung mit einem ersten an einem Schlittenteil angebrachten
und einem zweiten an dem anderen Schlittenteil angebrachten Anschlagelement
vorgesehen, wobei das zweite Anschlagelement durch einen auf dem
anderen Schlittenteil angebrachten Arbeitszylinder in die Anschlagposition
bewegbar ist. Das heißt,
der weitere Arbeitszylinder kann in einer Endstellung seiner Kolbenstange
einen Anschlag bilden, insbesondere für die Einstellung des obengenannten
Spiels zwischen Muster- und Prüflingszahnrad.
In der anderen Endstellung der Kolbenstange bzw. bei drucklosem Arbeitszylinder
ist der Schlittenteil über
diese Anschlagstellung hinaus beweglich und z.B. weiter zurückziehbar,
um ein Prüflingszahnrad
in die Prüfposition
bringen zu können.
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Vorteilhaft ist die Position des
ersten Anschlagelements einstellbar, so dass sich je nach Größe der zu
prüfenden
Zahnräder
unterschiedliches Spiel einstellen lässt.
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Zweckmäßig bewegt der Arbeitszylinder
das zweite Anschlagelement quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens.
Bei Ausrichtung des Arbeitsrylinders mit seiner Kolbenstange in
Bewegungsrichtung müsste
der Arbeitszylinder, während
das Anschlagelement in der Arbeitsposition ist, unter Druck gehalten werden.
Vorteilhaft kann er bei letzterer Ausführungsform in diesem Fall druckfrei
sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
sind Federn zur Erzeugung rücktreibender
Kräfte
vorgesehen, welche die Schlittenteile zueinander in einem vorbestimmten
Abstand halten.
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Insbesondere können zwei jeweils mit einem Ende
gegen den einen und mit dem anderen Ende gegen den anderen Schlittenteil
anliegende Schraubenfedern, z.B. Schraubendruckfedern, und an einem
Schlittenteil ein den anderen Schlittenteil übergreifender Ausleger für die Bildung
eines Widerlagers für
eine der Schraubenfedern gebildet sein. Durch die zwei Federn können so
entgegengerichtete Kräfte
ausgeübt
werden, die sich in dem vorbestimmten Abstand gegenseitig aufheben.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Ausleger durch den obengenannten Schieber
gebildet. Vorteilhaft trägt diese
Doppelfunktion zur weiteren Vereinfachung der Konstruktion bei.
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Im Hinblick auf Andruckkräfte des
Musterzahnrads gegen das Prüflingszahnrad,
welche bei der sogenannten Zweiflankenwälzgeometrieprüfung ausgeübt werden
müssen,
sind die Federn vorgespannt und die Vorspannung wenigstens einer
der beiden Federn ist zur Einstellung gewünschter Anpresskräfte veränderbar.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung ist das auf dem Schlitten gelagerte Prüflingszahnrad
senkrecht zu seiner Drehachse abgefedert und eine Einrichtung zur
wahlweisen Aufhebung der Abfederung vorgesehen. Vorfeilhaft kann
der Prüfkopf
von einem Betriebsmodus für
die Einflankengeräuschprüfung, welcher
die Abfederung des Musterzahnrads erfordert, in einen Betriebsmodus für die Zweiflankenwälzgeometrieprüfung, welche eine
in Richtung senkrecht zur Drehachse starre Verbindung zwischen dem
Musterzahnrad und dem Schlitten erfordert, umgestellt werden.
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Das Musterzahnrad kann an einem gegen die
Kraft einer Feder verschwenkbaren Träger gelagert sein und die Einrichtung
zur Aufhebung der Abfederung einen die Verschwenkung des Trägers verhindernden,
beweglichen Anschlag aufweisen. Zur Bewegung des Anschlags in eine
Sperrposition lässt sich
ein Arbeitszylinder verwenden, wobei der Anschlag zweckmäßig durch
die Kolbenstange des Arbeitszylinders selbst gebildet ist.
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Die Erfindung soll nun anhand eines
Ausführungsbeispiels
und der beiliegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiels beziehenden
Zeichnungen näher
erläutert
werden. Es zeigen:
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1 einen
Prüfkopf
nach der Erfindung in einer Draufsicht,
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2 Teile
des Prüfkopfs
von 1 in einer Explosionsdarstellung,
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3 einen
in dem Prüfkopf
von 1 verwendeten Schlittenteil
in einer Explosionsdarstellung,
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4 einen
weiteren in dem Prüfkopf
von 1 verwendeten Schlittenteil
in einer Explosionsdarstellung,
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5 eine
der Teildarstellung von 2 entsprechende
Stirnseitenansicht des Prüfkopfs
von 1,
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6 ein
Detail des Prüfkopfs
von 1 in einer geschnittenen
Seitenansicht, und
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7 eine
die Verwendung des Prüfkopfs
in der Zahnradprüfvorrichtung
erläuternde
Darstellung.
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Auf einer Basisplatte 1 ist
eine sich in Längsrichtung
der Basisplatte erstreckende Führungsschiene 2 angebracht.
Auf der Führungsschiene 2 lässt sich
gemäß Doppelpfeil 6 ein
Schlitten 3 bewegen. Der Schlitten 3 weist aneinandergekoppelte,
auf der Schiene 2 unabhängig
voneinander geführte Schlittenteile 4 und 5 auf.
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An einem Ende des Schlittens 3 ist
eine Lagerung 11 für
ein zur Prüfung
verwendetes Musterzahnrad 12 (7) angebracht. Die Lagerung 1 1
ist über
eine Platte 7, einen Querträger 8, ein Gelenk 9 und
einen weiteren Querträger 10 mit
einer Trägerplatte 13 des
Schlittenteils 5 verbunden. Der Querträger 10 lässt sich über das
Gelenk 9 in einer zur Drehachse des Prüfzahnrads 12 senkrechten
Ebene verschwenken, wobei diese Verschwenkung gegen eine Schraubenfeder 14 unter
Begrenzung durch einen Anschlag erfolgt, welcher durch eine die
Schraubfeder 14 durchsetzende Schraube 15 und
eine Mutter 16 gebildet ist.
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An einem mit einem Gewindeeinsatz 39 versehenen
Ausleger 18, der von dem Schlitten 3 an dessen
der Lagerung 11 abgewandten Ende seitlich vorsteht und
mit einer Trägerplatte 17 des
Schlittenteils 4 verbunden ist, greift eine Spindel 19 für die Bewegung
des Schlittens 3 auf der Führungsschiene 2 an.
Die durch eine Kurbel 56 drehbare Spindel 19 ist in
einem Steg 20 drehbar gelagert, der mit der Basisplatte 1 an
einem ihrer Längsenden
verbunden ist.
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Mit dem Bezugszeichen 21 ist
ein Anschlagelement zur Begrenzung der Bewegung des Schlittens 3 bezeichnet,
welches über
einen den Steg 20 hintergreifenden Kopfteil 22 an
dem Steg 20 befestigt ist.
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Wie die Explosionszeichnungen 2 bis 3 erkennen
lassen, sind die Teile des Prüfkopfes über Schrauben 24 und
Passstifte 25 miteinander in gegenseitig präziser Ausrichtung
verbunden.
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Auf der Trägerplatte 17 des Schlittenteils 4 sind
an einander gegenüberliegenden
Seiten Arbeitszylinder 26 und 27 angebracht und
an ihrer der Kolbenstange abgewandten Stirnseite mit einem auf der
Trägerplatte 17 befestigten
Steg 28 verbunden.
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Die Kolbenstange des Arbeitszylinders 26 ist über Verbindungsteile 43 und 44 an
einem auf der Trägerplatte 13 des
Schlittenteils 5 angebrachten Steg 29 befestigt.
Das Ende der Kolbenstange des Arbeitszylinders 27 ist mit
einem Anschlagelement 30 verbunden, dem ein am Steg 29 angebrachtes
Anschlagelement 31 gegenüberliegt. Die Position des Anschlagelements 31 lässt sich
durch eine Schraube 32 verändern, wobei die Schraube in
gewünschten Einstellpositionen
durch eine Mutter 33 arretiert werden kann.
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Die Schraube 32 greift in
ein Gewinde in einem auf der Trägerplatte
angebrachten Steg 46 ein. Mit dem Steg 46 verbunden
ist ein Führungsblock 60 für das quaderförmige Anschlagelement 31.
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Wie insbesondere die 3 und 4 erkennen lassen,
weist die Trägerplatte 17 des
Schlittenteils 4 einen in Bewegungsrichtung des Schlittens 3 vorstehenden
Schieber 34 auf, welcher in eine Ausnehmung 35 in
der Trägerplatte 13 des
Schlittenteils 5 hineinragt. Die Ausnehmung 35 bildet
für den
Schieber 34 eine Führung.
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An dem Schieber 34 ist ein
Steg 36 gebildet, an dem ein Widerlager 37 für eine erste
Schraubenfeder 38 befestigt ist. Die mit einem Ende gegen
das Widerlager 37 anliegende Schraubenfeder 38 drückt mit
ihrem anderen Ende gegen ein Widerlager 40, welches mit
dem Steg 20 verbunden ist.
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An dem zwei Hülsenteile aufweisenden Widerlager 40 greift
ferner eine zweite Schraubenfeder 41 mit einem Ende an,
deren anderes Ende gegen ein Widerlager 42 anliegt, welches
mit dem Steg 28 verbunden ist. Über eine Schraube 45 lässt sich
die Vorspannung der zweiten Schraubenfeder 41 einstellen.
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Wie aus 1 hervorgeht, ist an dem Querfräger 8 ein
dritter Arbeitszylinder 47 angebracht, dessen durch den
Querträger 8 hindurchgeführte Kolbenstange
48 im ausgefahrenen Zustand gegen einen Anschlagblock 49 an
dem Querträger 10 anliegt.
An einem mit dem Arbeitszylinder 47 verbundenen Halter 50 sind
induktive Lagesensoren 51 und 52 befestigt, die
elektrische Signale zur Erkennung der Lage der Kolbenstange 48 liefern.
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Ähnliche
Halter 50',50'' für Lagesensoren 51',52' bzw. 51'', 52'' sind
an den Arbeitszylindern 26 und 27 angebracht.
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Wie aus den 2 und 5 hervorgeht,
weisen die Schlittenteile 4 und 5 jeweils ein
Fahrwerk auf, das durch eine Platte 53 bzw. 54 und
jeweils vier an der Platte angebrachte Rollen 55 gebildet
ist. Die Drehachse jeder Rolle 55 steht senkrecht zur Plattenebene
und die Rollen weisen Rillen auf, in welche von der Führungsschiene 2 seitlich
vorstehende Wülste
eingreifen.
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Wie aus 1 hervorgeht, ist an dem Schlittenteil 4 ein
Längenmesstaster 58 angebracht,
dessen Tastspitze gegen einen mit dem Schlittenteil 5 verbundenen
Anschlag
59 anliegt. An der Lagerung 11 ist ein
Geräusche
erfassender Beschleunigungssensor 57 angebracht.
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Anhand von 7 wird nun die Funktionsweise des vorangehend
beschriebenen Prüfkopfes erläutert.
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Je nach Größe eines zu prüfenden Zahnrads 23 wird
durch Drehung der Spindel 19 der Schlitten 3 mit
der Lagerung 11 in die erforderliche Abstandsposition L
gebracht. Dabei kommt der Schlitten 3 zur Anlage gegen
das Anschlagelement 21, dessen Länge auf den Durchmesser des
zu prüfenden
Zahnrades 23 abgestimmt ist. Durch Festziehen der Spindel 19 lässt sich
der Schlitten 3 bzw. dessen Teil 4 in der Anschlagstellung
arretieren.
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Um das Prüflingzahnrad 23 in
die in 7 gezeigte Prüfposition
bringen zu können,
ist es erforderlich, das Musterzahnrad 12 geringfügig zurückzuziehen,
so dass Spielraum für
die Einführung
des Prüflingszahnrads 23 besteht.
Hierzu wird der Arbeitszylinder 26 aktiviert, welcher den
Schlittenteil 5 mit dem darauf gelagerten Zahnrad 12 gegen
die rücktreibende
Kraft der zweiten Schraubenfeder 41 zurückzieht. Während dieses Vorgangs ist der
Arbeitszylinder 27 drucklos. Nach Anordnung des Zahnrads 23 in
der Prüfposition
wird der Arbeitszylinder 26 drucklos geschaltet. Die zweite
Schraubenfeder 41 schiebt den Schlittenteil 5 zurück, bis
das Musterzahnrad 12 gegen das Prüflingszahnrad 23 anschlägt.
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Um im Rahmen einer Einflankengeräuschprüfung ein
Spiel S zwischen den Zahnrädern 12 und 23 einzustellen,
das dem erforderlichen Spiel ineinandergreifender Zahnräder in ihrer
Arbeitsstellung innerhalb eines Getriebes entspricht, wird bei drucklosem
Arbeitszylinder 26 die Kolbenstange des Arbeitszylinders 27 ausgefahren
und damit das mit der Kolbenstange des Arbeitszylinders 27 verbundene Anschlagelement
30 im Abstand S zum Anschlagelement 31 angeordnet. Bei
erneuter Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders 26 wird
der Schlittenteil 5 um die Länge
S in Richtung zum Schlittenteil 4 zurückgezogen, wobei das Anschlagelement 31,
dessen Position über
die Schraube 32 einstellbar ist, gegen das Anschlagelement 30 anliegt.
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Während
der Einflankengeräuschprüfung wird
das Prüflingszahnrad 23 angetrieben
und dreht das Musterzahnrad 12. Der Beschleunigungssensor 57 erfasst
Geräusche,
die mit einem Sollgeräuschspektrum
verglichen werden. Bei der Geräuschprüfung geht
von der Feder 14 eine geeignete Dämpfungswirkung aus. Der dritte
Arbeits zylinder 47 ist drucklos bzw. dessen Kolbenstange 48 ist
von dem Anschlagblock 49 zurückgezogen.
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Um zu einer Zweiflankenwälzgeometrieprüfung überzugehen,
wird die Kolbenstange 48 des Arbeitszylinders 47 gegen
den Anschlagblock 49 gefahren. Die Verschwenkbarkeit des
Querträgers 10, die
bei dieser Prüfung
unerwünscht
ist, wird dadurch aufgehoben. Die Arbeitszylinder 26 und 27 werden drucklos
geschaltet. Der Schlittenteil 5 ist nun gegen die rücktreibenden
Kräfte
der ersten Schraubenfeder 38 und der zweiten Schraubenfeder 41 beweglich. Mittels
der Schraube 45 lässt
sich unter Vorspannung der Feder 41 eine gewünschte Andruckkraft
des Musterzahnrads 12 gegen das Prüflingszahnrad 23 einstellen.
In dieser Einstellung des Prüfkopfes
erfolgt die Zweiflankenwälzgeometrieprüfung, bei
welcher der Messtaster 58 geringfügige Änderungen der Lage des ersten
Schlittenteils 5 relativ zum zweiten Schlittenteil 4 erfasst,
die mit Sollwerfen zu vergleichen sind.
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Die Schlittenteile 4,5 sind
auf der Führungsschiene 2 durch
die seitlich angreifenden Rollen 55 so geführt, dass
Verkippungen des Schlittens 3 um eine horizontale Achse ausgeschlossen
sind. Gegenseitige Verdrehungen der Schlittenteile um eine vertikale
Achse infolge Spiels in der Schlittenführung werden durch den in der
Ausnehmung 35 geführten Schieber 34 vermieden.
Während
der Geräuschprüfung bilden
die Schlittenteile 4,5 eine starre Einheit.
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Durch die Anordnung der beiden Schlittenteile
hintereinander auf der Trägerschiene
kann die Bauhöhe
des Prüfkopfes
gegenüber
einem Mehrschlittensystem gering gehalten werden und ferner vereinfacht
sich die Konstruktion.