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Einrichtung für das Einstellen eines vorbestimmten Flankenspieles
zweier miteinander als Werkstücke oder als Werkstück und Werkzeug kämmenden Zahnräder
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für das Einstellen eines vorbestimmten
Flankenspieles zweier miteinander als Werkstücke oder als Werkstück und -zahnradförmiges
Werkzeug kämmender Zahnräder in einer Prüf- oder Läppmaschine mit zwei diese Zahnräder
tragenden Spindeln, von denen eine Spindel mit ihrem Spindelgehäuse in einem Halter
in Richtung auf eine durch Federkraft festgehaltene Anschlagstellung und aus dieser
Anschlagstellung gegen die andere Spindel beweglich geführt ist.
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Mit einer bekannten Einrichtung dieser Art läßt sich ein vorbestimmtes
Flankenspiel der Zahnräder für alle Zahnradpaare eines bestimmten Baumusters unabhängig
von etwaigen Unterschieden in den Abmessungen einstellen. Solche Unterschiede sind
durch die Fertigungstoleranzen und andere Gründe bedingt. Die bekannte Einrichtung
wirkt hydraulisch und ist recht verwickelt, da sie mehrere Kolben enthält, die in
einer bestimmten Reihenfolge durch Steuerschieber eingeschaltet werden. Auch erfordert
diese Einrichtung eine Pumpe od. dgl. zur Lieferung des hydraulischen Druckes. Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung so umzugestalten, daß sie
rein mechanisch wirkt, sich durch Einfachheit auszeichnet und bequem von Hand bedient
werden kann, um ein vorbestimmtes Flankenspiel auch ohne eine hydraulische Druckanlage
od. dgl. einstellen zu können. Erfindungsgemäß ist die Einrichtung gekennzeichnet
durch einen iin Halter verschiebbaren und in ihm festklemmbaren Schieber, der mit
Spiel in Richtung seiner Verschiebung mit dem Spindelstockgehäuse gekuppelt und
durch eine Feder in eine Grenzstellung dieses Spieles dem Spindelgehäuse gegenüber
gedrückt wird, und gekennzeichnet durch einen Handantrieb, der nacheinander erst
die Klemmverbindung zwischen .dem Schieber und dem Halter herstellt und dann das
Spindelstockgehäuse in die andere Grenzstellung des Spieles gegen den Widerstand
der Feder bewegt.
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In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 die ganze Maschine im Grundriß, Fig.2 einen teilweise
im senkrechten Schnitt .gehaltenen Aufriß des das Ritzel tragenden Spindelstockgehäuses
und seines Halters, Fig. 3 eine parallel zur Bildebene der Fig. 2 verlaufende Schnittansicht
durch die erfindungsgemäße Einrichtung, Fig.4 eine in Fig. 2 in kleinerem Maßstab
veranschaulichte Sperre, Fig. 5, 6 und 7 lotrechte Schnitte nach den entsprechend
bezifferten Schnittebenen der Fig. 3 und Fig. 8 den waagerechten Schnitt in der
Ebene 8-8 der Fig. 4.
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Auf waagerechten Gleitbahnen 12 des Gestells 10 der Maschine ist ein
Schlitten 11 geführt, den man durch Drehen einer Schraubspinde113 mittels eines
Handrades 14 verstellen kann. Der Schlitten ist mit einer lotrechten Gleitbahn 16
ausgerüstet, auf der ein Spindelstockgehäuse 15 verstellbar ist, und zwar durch
Drehen einer Schraubspindel 17, die zu diesem Zweck an ihrem oberen Ende einen Vierkant
hat und daher mit einem Schraubschlüssel ergriffen werden kann. In dem Spindelstock
ist eine Spindel 18 mit waagerechter Achse 19 gelagert; sie trägt ein Futter zur
Aufnahme eines Kegeltellerrades oder Hyperboloidtellerrades G, das in Eingriff mit
einem zugeordneten Ritzel P laufen soll. Auf einer waagerechten Gleitbahn 22 des
Gestells 10 kann man durch Drehen einer Schraubspindel 23 mittels eines Handrades
24 einen Halter 21 verstellen. Die Gleitbahnen 22 verlaufen parallel zur Tellerradachse
19 und rechtwinklig zur Gleitbahn 12 und zur Achse 25 des Ritzels P. Dieses Ritzel
wird von der Spindel eines Spindelkopfes 29 getragen, der in dem Halter 21 sitzt.
Man kann daher mit Hilfe der erläuterten Einstellungen das Tellerrad und das Ritzel
in Eingriff miteinander bringen, wobei sich deren Abmessungen innerhalb weiter Grenzen
ändern können, die durch den Verstellbereich der Maschine gesetzt sind.
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Das Ritzel P ist mittels eines Futters auf einer Spindel 26 befestigt,
die man entweder von Hand mittels
eines Handrades 27 drehen oder
die auch motorisch angetrieben werden kann. Dieser Antrieb erfolgt über eine Riemenscheibe
28 und Riemen über einen unten im Gestell angeordneten (nicht dargestellten) Elektromotor.
Das die Spindel 26 aufnehmende Spindelstockgehäuse 29 (Fig. 2) ist in dem
Halter 21 mittels eines zur Spindel parallelen Zapfens 31 schwenkbar gelagert. Unter
dem Einfluß einer Feder 32 sucht das Spindelstockgehäuse 29 mit Bezug auf Fig. 2
ständig im Gegenuhrzeigersinn um seinen Lagerzapfen 31 bis in eine Grenzstellung
zu schwingen, die durch Anstoßen einer einstellbaren Anschlagschraube 33 an einen
Teil 34 des Spindelstockgehäuses bestimmt ist.
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Dieses Spindelstockgehäuse kann aber entgegen der Kraft der Feder
32 durch eine Einstellvorrichtung bis in eine bestimmte Lage gegenüber dem
Halter 21 verschwenkt werden. Diese Vorrichtung (Fig.2 und 3) enthält einen Arm
35, der am Halter 21 mittels eines Gelenkzapfens 36 schwenkbar gelagert ist und
eine keilförmige Kerbe 37 hat. Mit dieser Kerbe kann der Arm über einen runden Kopf
38 greifen, der an dem Spindelstockgehäuse 29 vorgesehen ist. Schwingt der Arm im
Gegenuhrzeigersinn, dann drückt die keilförmige Kerbe den Kopf 37 in eine zentrierte
Stellung. In diese Lage kann man den Arm mittels einer Schraubspindel 39 verschwenken,
die in den Halter 21 eingeschraubt und mit einem Handgriff 41 versehen ist. Löst
man diese Schraubspindel, so daß der Arm 35 durch eine Feder 42 von dem Kopf 38
fortgeschwenkt werden kann, dann wird dadurch das Spindelstockgehäuse29 freigegeben,
so daß es um seinen Gelenkzapfen 31 schwingen kann, wie es der Pfeil 31' in Fig.3
andeutet.
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Ein an das Spindelstockgehäuse 29 in der später erläuterten Weise
mit Spielraum angekuppelter Schieber 44, 45 ist durch eine Klemme an dem Halter
21 festklemmbar. Zu diesem Zweck hat der Halter 21 eine waagerechte Bohrung 43 (Fig.
3). In dieser Bohrung ist der festkleinnibare Teil, der aus einer Buchse 44 und
aus einem darauf aufgeschraubten Futterring 45 besteht, verschiebbar geführt. Die
Klemmvorrichtung, mit welcher dieser Teil ausgerüstet ist, wird von Spreizfingern
46 des Futterringes 45 und von einem Spreizkegel 47 gebildet. Die Spreizfinger 46
bestehen aus einem Stück mit dein Futterring 45 und federn etwas, so daß sie durch
den Spreizkegel 47 radial nach außen gebogen und dadurch mit ihren äußeren Flächen
an die Innenfläche der Bohrung 43 festgeklemmt werden können. Der mit seiner Kegelfläche
innen an den Spreizfingern 46 anliegende Spreizkegel 47 steht unter dem Einfluß
einer Feder 48, die ihn ständig mit Bezug auf Fig.3 nach rechts zu verschieben sucht.
Der Schieber 44 und 45 ist nun mit einem Handantrieb ausgerüstet, der nacheinander
erst die Klemmvorrichtung 46, 47 festzuziehen und dann das Spindelstockgehäuse 29
entgegen dem Widerstand der Feder 32 zu verschwenken vermag. Dieser Handantrieb,
mit dessen Hilfe die Klemmvorrichtung festgezogen und gelöst werden kann, enthält
eine Mutter 49, die mit einem Griff 51 versehen und bei 52 auf der Buchse 44 aufgeschraubt
ist. Dreht man diese Mutter ini Uhrzeigersinn, dann verschraubt sie sich auf der
Buche 44 mit Bezug auf Fig. 3 nach links und verschiebt dabei den Spreizkegel 47
entgegen der Kraft der Feder 48, wodurch die Kleininvorrichtung gelöst wird. Nach
Lösen der Klemmvorrichtung kann man den Schieber 44,45 in der Bohrung 43 frei verschieben.
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Wie bereits erwähnt, ist nun der Schieber 44,45 mit Spiel an das Spindelstockgehäuse
29 gekuppelt. Diesem Zweck dient eine Stange 53, die in der Buchse 44 um eine kurze
Strecke verschiebbar geführt ist, die durch einstellbare Anschläge begrenzt ist.
Einer dieser Anschläge besteht aus der Schulter 54 eines auf der Stange 53 vorgesehenen
Kopfes, während der andere Anschlag von einer Scheibe 55 gebildet wird, die an einer
Mutter 56 anliegt. Diese Mutter ist auf dem Ende der Stange 53 aufgeschraubt. Zwischen
der Stange 53 und der Buchse 44 ist eine Schraubenfeder 57 eingesetzt, welche die
Buchse 44 ständig nach rechts, also gegen den Anschlag 55, 56, zu drücken sucht.
Der Kopf der Stange 53 ist mit dem Spindelstockgehäuse 29 gekuppelt. Zu diesem Zweck
hat der Kopf der Stange 53 eine Zunge mit einem senkrechten Schlitz, durch den ein
waagerechter Zapfen 59 hindurchgeht. An die Flanken 61 des Schlitzes legt sich der
Zapfen 59 mit abgeflachten Seiten seines mittleren Abschnittes an, währen. ,1 er
mit seinen Enden in den Zinken eines gabelförmigen Halters 58 gelagert ist, in den
die Zunge der Stange 53 hineinragt. Infolge dieser Verbindung der Stange 53 mit
dem Gehäuse 29 wird dessen Schwenkbewegung in der Richtung des Pfeiles 31' nicht
behindert. Bei dieser Schwenkbewegung geht die Stange 53 hin und her, wobei sie
gegen Drehung um ihre eigene Achse durch den gegabelten Halter 58 gesichert ist.
Der mit der Klemmvorrichtung versehene Schieber44,45 ist seinerseits gegen Drehung
auf der Stange 53 durch Feder und Nut 60 gesichert.
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Das zwischen dem Tellerrad G und dem Ritzel P vorgesehene Spiel ist
dem Maß der axialen Verschiebbarkeit der Kuppelstange 53 in dem mit der Klemnivorrichtung46,
47 versehenen Schieber 44, 45 verhältnisgleich. Dieses Maß ist aber durch die beiden
Anschläge55und56bestimmtundkann dadurch eingestellt werden, daß man die Mutter 56
dreht. Den Drehwinkel kann man an einer Skala eines Ringes 62 ablesen, der an der
Mutter bei 63 angeschraubt ist. Die mit dieser Skala zusammenwirkende Nullmarke
befindet sich auf einer Kappe64, die an der Stange53 festgeschraubt ist.
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Der die Spindel 26 über den Riementrieb 28 antreibende Elektromotor
ist durch einen Grenzschalter 65 ein- und ausschaltbar. Dieser Schalter ist an der
Buchse 44 befestigt. Legt sich diese Buchse 44 an die Schulter 54 der Stange 53
an, dann wird der Schalter dadurch geschlossen, daß eine vom gegabelten Halter 58
getragene Schraube 66 auf den Schaltstift 67 drückt. Aus diesem Grunde kann der
Motor nur dann in Gang gesetzt werden, wenn sich der mit der Klemmvorrichtung versehene
Schieber 44, 45 an die Schulter 54 anlegt. Ist der Motor ausgeschaltet, dann kann
man die Spindel 26 mittels des Handrades 27 von Hand drehen.
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Der das Spindelstockgehäuse 29 tragende Halter 21 läßt sich auf der
Gleitbahn 22 mit Bezug auf Fig. 1 nach links bis in eine Grenzstellung verschieben.
Iii dieser Grenzstellung legt sich eineAnschlagschraube68, die in einen am Halter
21 befestigten Lagerbock 69 eingeschraubt ist, gegen; einengehärteten Stahlbolzen
71. der an der Platte 72 befestigt ist (Fig. 2 und 4). Wie auchFig.8 zeigt, liegt
diesePlatte72 auf einer Platte73 auf, die am Gestell 10 befestigt ist. Die beiden
Platten werden durch eine Schraube 74 zusammengehalten, die durch eine Bohrung der
Platte 72 und durch einen Schlitz75 der Platte73 hindurchragt. Die aufeinanderliegenden
Flächen der beiden Platten haben Riefen 76. Um nun die Grenzstellung des Halters
21 grob einzustellen, muß man die Platte 72 auf der Platte 73 verschieben, nachdem
man zunächst die Schraube 74 gelöst hat. Die Feineinstellung erfolgt durch Drehen
der Anschlagschraube 68 im Lagerbock 69 mittels ihre gerändelten Knopfes 77, nachdem
man zunächst eine Klemmutter 78 gelöst hat.
Ein Rückzug des Halters
21 mit Bezug auf Fig. 1 und 2 nach rechts bis in die Beschickungsstellung, in der
man das Ritzel P ein- oder ausspannen kann, ist so lange verhindert, als die Klemme
46, 47 festgezogen ist. Das ist durch eine Sperre erreicht, die durch die Mutter
49, d. h. durch den Handgriff 51, geöffnet und geschlossen werden kann. Die Sperre
besteht aus einem Bolzen 79, der im Halter 21 lotrecht verschiebbar geführt ist
und mit seinem unteren Ende in eine Falle 81 eingreifen kann, die von einer Aussparung
der verstellbaren Platte 72 gebildet wird. Die Stange wird durch eine Feder 82 (Fig.
5) ständig aufwärts gedrückt und sucht daher von der Falle 81 freizukommen. Sie
kann aber durch eineKurvenscheibe88, die mit derMutter 49 verbunden ist, abwärts
in die Falle hineingedrückt werden. Die Kurvenscheibe ist so gestaltet, daß sich
die Sperre nur dann löst, wenn man den Griff 51 mit Bezug auf Fig.5 nach rechts
verschwenkt. In dieser Stellung des Griffes hat die Mutter 49 den Spreizkege147
mit Bezug auf Fig.3 nach links verschoben und dadurch die Klemme 46, 47 gelöst.
Die Schubkurve wirkt auf einen gehärteten Stößel 80 (Fig. 5), der starr mit der
Stange 79 verbunden ist. Diese ist gegen Drehung im Halter 21 durch eine Nut und
einen Stift 90 gesichert.
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Die Verschwenkung des Spindelstockgehäuses 29 (Fig. 2) um ihren Lagerzapfen
31 wird durch ein Anzci,gegerät 84 angezeigt. Der Taststift85 dieses Gerätes wird
durch eine schwache Feder 87 (Fig.6) ständig abwärts gedrückt und dadurch in Anlage
an einem Ansatz 86 des Spindelstockgehäuses 29 gehalten. Wenn das Gehäuse ausschwenkt,
um die Spindel26 mit Bezug auf Fig. 2 aus ihrer neutralen THittelstellung nach links
oder nach rechts zu verlagern, dann verstellt der Ansatz 86 den Taststift 85 nach
oben oder unten um einen Betrag, der durch das Gerät 84 angezeigt wird.
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Nun sei dieWirkungsweise derMaschine, beginnend mit der Stellung des
Halters 21 an der Beschickungsstelle, erläutert. Die Klemmvorrichtung 46, 47 ist
dabei gelöst. Die Schraubspindel39 ist eingeschraubt und spannt daher die Zentriervorrichtung
35, 37, 38 fest. Man kann nun auf den Spindeln 18#und26 entsprechende (nicht näher
veranschaulichte) Lehren befestigen und dann den Schlitten 11 und den Halter 21
durch Drehen der Handräder 14 und 24 so weit vorschieben, bis die Lehren zusammenstoßen.
Auf diese Weise kann man die Spindeln in ihre richtige gegenseitige Lage bringen,
die sie einnehmen müssen, damit zwei Zahnräder G und P der richtigen Gestalt in
Eingriff miteinander in Gang gesetzt werden können. Ferner ist es aber zu diesem
Zweck erforderlich, das Spiel zwischen den beiden Zahnrädern richtig einzustellen.
Die hierzu erforderliche richtige Grenzstellung des Halters 21 wird dadurch bestimmt,
daß man diePlatte72 auf derPlatte73 verstellt und dann die sich an den Bolzen 71
anlegende Schraube 68 richtig einstellt und sie schließlich durch die Mutter 78
festklemmt. Das Anzeigegerät 84 wird dann so eingestellt, daß es auf Null zeigt.
Nun wird der Halter 21 wieder bis in die Beschickungslage zurückgezogen, und zwar
mittels des Handrades 24, und die Zentriervorrichtung 35, 39 wird gelöst.
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Alsdann «erden zwei zu prüfende Zahnräder G undP auf den Spindeln
18 und 26 befestigt, und der Halter 21 wird bis in seine durch die Anschläge 68
und 71 bestimmte Grenzlage vorgeschoben. Unter der Kraft der Feder 32 werden dabei
die Zahnräder aneinandergedrückt; denn diese Feder 32 sucht das Spindelstockgehäuse
29 gegenüber dem Halter 21 entsprechend zu verschwenken. Man dreht nun die geeichte
Mutter 56 so, daß dadurch der mit der Klemmvorrichtung versehene Schieber 44, 45
von der Schulter 54 der Koppelstange 5 3 um das 1Iaß fortbewegt wird, um welches
das RitzelP vom Tellerrad G zurückgezogen werden muß, damit die Zahnräder das gewünschte
Spiel aufweisen. Dieses Maß ist zuvor errechnet oder durch Versuche mit fertigen,
in die Maschine eingesetzten Zahnrädern ermittelt worden. Nach beendigter Einstellung
der Mutter 56 schwenkt man nun den Griff 51 mit Bezug auf Fig. 5 in seine linke
Grenzstellung. Dadurch wird die Feder 48 freigegeben, so daß sie die Klemmvorrichtung
46, 47 wirksam werden läßt. Außerdem aber wird dadurch die Stange 53 mit ihrer Schulter
54 gegen den Schieber 44, 45 zurückgezogen. Es geschieht dies gegen denWiderstand
derFedern32und57. Zusammen mit der Stange 53 wird das Spindelstockgehäuse 29 zurückgezogen,
und dadurch wird das zuvor bestimmte Spiel zwischen den Zahnrädern eingestellt.
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Bei der Drehung des Griffes 51 wird außerdem die Sperrstange 79 in
die Falle 81 hineingedrückt, und die Schraube 66 wird gegen den Schaltstift 67 gepreßt,
wodurch der Motorstromkreis zur Einschaltung freigegeben wird. Man kann nun die
beiden Zahnräder P und G in Eingriff miteinander unter Kraftantrieb laufen lassen.
Dabei zeigt das Meßgerät genau an, um welchen Betrag gegebenenfalls der Zahnradeinbauabstand,
d. h. derAbstand von der Rückfläche des Tellerrades G bis zur Achse 25 des Ritzels,
von dem Sollwert abweicht. Dieser Meßwert wird zweckmäßig für spätere Berücksichtigung
beim Einbau der Zahnräder vermerkt. Die Zahnräder laufen nur in Eingriff miteinander
zum Zwecke der Prüfung, des Läppens oder für andere Zwecke. Nach Beendigung dieser
Behandlung kann der Halter 21 in die Beschickungsstellung zurückgezogen werden,
nachdem man zunächst den Griff 51 mit Bezug auf Fig. 5 in die rechte Grenzstellung
geschwenkt hat; denn man kann den Halter erst dann zurückziehen, wenn die Sperrstange79
zurückgezogen ist. Da zwangläufig die Klemmvorrichtung 46, 47 gelöst wird, wenn
die Sperre geöffnet wird, ist es unmöglich, daß man etwa versehentlich das nächsteZahnradpaar
auf der Maschine behandeln kann, ohne zuvor die Einstellung des Spiels von neuem
vorgenommen zu haben. Um das nächste Zahnradpaar G und P des gleichen Baumusters
zu behandeln, ist es lediglich nötig, diese beiden Zahnräder auf den Spindeln zu
befestigen, dann den Halter 21 gegen den Anschlag 71 zu fahren und schließlich den
Griff 51 in die linke Grenzstellung mit Bezug auf Fig.5 zu schwenken. Dadurch wird
dann von selbst das zuvor bestimmte Spiel eingestellt.