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Einflankenabrollgerät Zusatz zum Patent 1055250 Das Hauptpatent 1
055 250 betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Prüfen miteinander kämmender
Zahnräder unter photoelektrischer Anzeige des Meßwertes. Gemäß dem Verfahren nach
dem Hauptpatent werden die Umdrehungsgeschwindigkeiten zweier Zahnräder mittels
eines in seinem übersetzungsverhältnis kontinuierlich veränderlichen Reibgetriebes
so auf zwei in Abhängigkeit von ihrer gegenseitigen Phasenlage lichtdurchlässige
Vorrichtungen übertragen, daß diese bei fehlerfreien Zahnrädern gleichsinnig und
mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren und daß relative Drehzahlschwankungen
der beiden Zahnräder durch die Lichtmenge gemessen werden, die, von einer Meßlichtquelle
ausgehend, durch die beiden rotierenden Vorrichtungen fällt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterbildung
der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung die Ausgestaltung des Reibgetriebes.
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Es sind Einfiankenabrollgeräte bekannt, bei denen die Drehungen zweier
zu untersuchender Zahnräder auf ein Kegelradreibgetriebe übertragen werden. Ein
zwischen den Reibkegeln laufendes Rädchen stellt sich nach Maßgabe der zwischen
den Zahnrädern herrschenden übersetzung ein und zeigt durch die Veränderung seiner
Lage die Schwankungen des Übersetzungsverhältnisses, d. h. also, die relativen Drehzahl
schwankungen zwischen den zu untersuchenden Zahnrädern an. Eine solche Anordnung
hat den Nachteil, daß durch die beim Abgriff bzw. der Registrierung der Reibradwege
auftretenden Schwierigkeiten sowie durch zwangläufig auftretende Klemmungen des
Reibrädchens zwischen den Reibkegeln Fehlanzeigen entstehen oder zumindest die Empfindlichkeit
des Meßinstrumentes wesentlich beeinträchtigt wird.
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Es ist auch bekannt, die Drehungen zweier zu prüfender Zahnräder
auf ein Kegelrad-Reibgetriebe zu übertragen und zwischen diesen Kegeln eine Meßrolle
so anzuordnen, daß sie sich zwischen Bereichen gleicher IJmfangsgeschwindigkeit
befindet. Drehzahlschwankungen eines der zu prüfenden Zahnräder machen sich durch
Achsverlagerungen dieser Meßrolle kenntlich. Diese Achsverlagerungen werden durch
einen Abtastmechanismus zur Anzeige gebracht. Auch diese bekannte Einrichtung weist
im wesentlichen die geschilderten Nachteile auf.
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Die im Hauptpatent beschriebene und dargestellte Vorrichtung zur
Prüfung von Zahn rädern enthält ein aus Reibrad und Reibkegel bestehendes Reibgetriebe,
dessen einer Teil mit der Achse eines der zu vergleichenden Zahnräder verbunden
ist, sowie zwei sich über wenigstens einen Teil ihres Umfanges überlappende, in
Abhängigkeit von ihrer gegenseitigen
Phasenlage lichtdurchlässige Vorrichtungen,
deren eine mit der Achse des zweiten Reibgetriebeteiles und deren andere mit der
parallel dazu liegenden Achse des anderen Zahnrades verbunden ist. Ferner ist eine
ihr Licht durch den sich überlappenden Teil der lichtdurchlässigen Vorrichtungen
auf eine zugeordnete Photozelle sendende Meß lichtquelle vorgesehen.
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Die Verwendung eines aus Reibrad und Reibkegel bestehenden Reibgetriebes
erschwert in manchen Fällen die Zahnradprüfung dadurch, daß die beiden Meßachsen
parallel zueinander liegen. Man erhält die größte Meßempfindlichkeit, wenn die erwähnten
beiden lichtdurchlässigen Vorrichtungen koaxial zueinander angeordnet sind. Eine
solche Anordnung ist bei Verwendung eines aus Reibrad und Reibkegel bestehenden
Reibgetriebes nicht ganz einfach zu erreichen und erfordert meist die übertragung
der Drehung einer Achse auf eine parallel liegende Achse.
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Dieser Nachteil wird durch die Vorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung. vermieden. Diese Vorrichtung ist im wesentlichen genauso aufgebaut wie
die Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent. Erfindungsgemäß besteht jedoch das Reibgetriebe
aus zwei gegenläufig konisch ausgebildeten Reibkegeln und einem einen der Kegel
umgebenden, in Kegelmantelrichtung verschiebbaren und zur Kraftübertragung zwischen
den Reibkegeln dienenden Ring. Der eine dieser Reibkegel ist mit einer eine der
lichtdurchlässigen Vorrichtungen tragenden Hohlwelle verbunv
den,
welche von einer mit dem einen der Zahnräder verbundenen und die andere lichtdurchlässige
Vorrichtung tragenden Achse durchdrungen wird. Der andere Reibkegel ist mit der
Achse des anderen Zahnrades verbunden. Der den einen Reibkegel umgebende Ring wird
zur Messung so eingestellt, daß die Hohlwelle und die diese durchdringende Achse
mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren.
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Weisen die heiden zu prüfenden Zahnräder irgendwelche Verzahnungsfehler
auf, so treten zwischen Hohl welle und Achse, d. h. also, zwischen den beiden lichtdurchlässigen
Vorrichtungen Drehzahlschwankungen auf. Demzufolge wird die von der Meßlichtquelle
ausgehende und durch die beiden rotierenden lichtdurchlässigen Vorrichtungen fallende
Lichtmenge verändert. Die daraus resultierende Änderung der von der Photozelle erzeugten
elektrischen Spannung ist ein Maß der Verzahnungsfehler.
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Die Erfindung wird an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert.
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Wie aus dieser Zeichnung hervorgeht, wird über einen Elektromotor
1 ein Zahnrad 2 angetrieben.
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Dieses Zahnrad2 kann als Meisterrad ausgebildet sein und steht mit
dem zu prüfenden Zahnrad 3 im Eingriff. An die Achsen der beiden Zahnräder 2 und
3 sind Zwischenachsen 4 und 5 gekoppelt, wobei an den Verbindungsstellen jeweils
Kardangelenke 6 bzw. 7 vorgesehen sind. Über die Zwischenachse4 wird der Reibkegel
8 angetrieben. Dieser ist von einem in Richtung des Kegelmantels verschiebbaren
Ring 9 umgeben. Dieser Ring dient zur fn>ertragung der Bewegung vom Reibkegel
8 auf den Reibkegel 10. Der Reibkegel 10 weist eine Hohlwelle 12 auf, welche von
der Meßachse 11 durchdrungen wird. Der Antrieb der Meßachse 11 erfolgt vom Zahnrad
3 über die Zwischenachse 5. Zur Messung wird der Ring 9 so eingestellt, daß die
Hohlwelle 12 und die Meßachse 11 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren.
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Die Hohlwelle12 ist mit einer lichtdurchlässigen Vorrichtung, beispielsweise
einer Polari sationsfolie 13, verbunden. Eine weitere Polarisationsfolie 14 ist
mit der Meßachse 11 verbunden. Das von der Meßlichtquelle 15 ausgehende Licht fällt
durch die Folien 13 und 14 und trifft auf eine Photozelle 16. Die von der Photozelle
erzeugte Spannung wird in einem Anzeigt gerät 17 zur Anzeige gebracht.
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Die beiden Polarisationsfolien 13 und 14 sind so eingestellt, daß
bei fehlerfreiem Lauf der beiden zu vergleichenden Zahnräder das von der Meßlichtquelle
15 ausgehende Licht ausgelöscht wird, d. h. also, daß die Photozelle 16 keine Spannung
liefert. Bei Drehzahlschwankungen zwischen den Achsen 11 und 12 wird die Lichtauslöschung
durch die Polarisationsfolien unvollständig, und es gelangt Licht zur Photozelle
16. Die durchfallende Lichtmenge ist dabei ein Maß der Drehzahlschwankungen.
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An Stelle der in der Zeichnung dargestellten Polarisationsfolien
13 und 14 können auch andere lichtdurchlässige Vorrichtungen, beispielsweise die
im Hauptpatent beschriebenen und dargestellten Sektorenscheiben, Verwendung finden.
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Die von der Photozelle 16 gelieferte Spannung wird vorteilhaft neben
dem Anzeigegerät 17 auch einer hier nicht dargestellten Registriereinrichtung zuge
führt und dort aufgezeichnet.
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Ist der Ring 9 zu Beginn des Meßvorganges noch nicht exakt so eingestellt,
daß die beiden Achsen 11 und 12 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren, so
schreibt eine mit der Photozelle 16 verbundene Registriereinrichtung eine Kurve,
welche mit der
Vorschubrichtung des Aufzeichnungsträgers einen kleinen Winkel bildet.
Diese Abweichung von der Nullinie erfolgt bei fehlerfreiem Lauf der beiden Zahnräder
2 und 3 in einer Geraden. Der Ring 9 läßt sich nun im Betrieb jederzeit so nachstellen,
daß auf dem Aufzeichnungsträger eine Linie geschrieben wird, welche im wesentlichen
seiner Vorschubrichtung entspricht. Sobald dies der Fall ist, rotieren die beiden
Achsen 11 und 12 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit. Abweichungen von der aufgezeichneten
Geraden sind ein Maß der Drehzahlschwankungen zwischen den beiden zu prüfenden Zahnrädern.
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Um auch Messungen der beiden Zahnräder 2 und 3 in belastetem Zustand
durchführen zu können, ist vorteilhaft an der Achse des zu prüfenden Zahnrades 3
eine Abbremsvorrichtung 22 angebracht. Diese Abbremsvorrichtung ist zweckmäßig mit
einem nicht dargestellten Drehmomenten- oder Leistungsmesser verbunden.
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Für viele Fälle ist es vorteilhaft, die beiden Zwischenachsen 4 und
5 mit Kupplungen zu versehen, so daß die beiden Reibkegel 8 und 10 auch an fertig
eingebaute Zahnräder angekoppelt werden können. Auf diese Weise lassen sich mit
der beschriebenen Vorrichtung Messungen an Zahnrädern im Einbauzustand durchführen.
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An Stelle der in der Zeichnung dargestellten photoelektrischen Anzeigevorrichtung
können auch andere photoelektrische Anzeigevorrichtungen und insbesondere auch elektrische
Anzeigevorrichtungen verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, die Hohlwelle
12 mit einer stromdurchflossenen Spule zu verbinden, innerhalb welcher eine mit
der Meßachse 11 umlaufende Induktionsspule angeordnet ist. Bei Drehzahlschwankungen
zwischen den Zahnrädern 2 und 3 ändern die beiden Spulen ihre gegenseitige Lage,
so daß ein Strom induziert wird, welcher in einem Meßinstrument zur Anzeige gebracht
werden kann.