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Vorrichtung zum Prüfen von Zahnprofilen an verzahnten Getrieberädern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei der durch Bewegen eines Schiebersystems
schnell und leicht ein Nachprüfen von Zahnprofilen an verzahnten Getrieberädern
möglich ist. Ferner gestattet die Vorrichtung das Formen von Profilen an Schablonen,
die in Abrichtvorrichtungen für Schleifscheiben an Zahnradschleifmaschinen Anwendung
finden. Sie eignet sich insbesondere für Zahnformen mit gegenüber einer Evolvente
abgeänderter Form.
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Vorrichtungen zum Prüfen von Zahnformen sind bereits in den verschiedensten
Ausführungen bekanntgeworden. Bei einer bekannten Ausführung dieser Art ist das
zu prüfende Zahnrad an einem drehbaren Träger befestigt, der über eine Friktion
mit einem längsbewegbaren Schieber verbunden ist, der durch Längsbewegen Drehbewegungen
des Trägers und dadurch des zu prüfenden Zahnrades ermöglicht. Bei dieser bekannten
Einrichtung trägt der Schieber gleichzeitig eine schwenkbar ausgebildete und in
ihrer Stellung feststellbare Steuerschiene, an die ein quer zur Verschieberichtung
des Schiebers bewegbar ausgebildeter Hauptschieber anliegt, der als Träger von Nebenschiebern
dient, auf die Fühl- oder Tastorgane angeordnet sind. Entsprechend der Schrägstellung
der Steuerschiene erfolgen bei der Längsbewegung des Schiebers Bewegungen des Hauptschiebers
und dadurch des Tastorgans. Bei der Betätigung dieser Vorrichtung zeigt sich nun,
daß zur Erzielung von befriedigenden Meßergebnissen eine hohe Einstellgenauigkeit
der Steuerschiene herbeigeführt werden muß. Weiterhin zeigt sich bei diesen Vorrichtungen
der Nachteil, daß durch die gleichzeitig erforderliche Bewegung des Hauptschiebers
eine unvorteilhafte Vergrößerung der bewegbaren Masse herbeigeführt wird. Schließlich
erweist sich diese Vorrichtung zur Prüfung von Zahnprofilen, die eine von der Evolventenverzahnung
abweichende Zahnform aufweisen, als unbrauchbar.
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Neben der angeführten Vorrichtung sind auch solche bekanntgeworden,
bei denen das Abtastorgan auf einem Schieber angeordnet ist, der seinerseits auf
einem um eine feststehende Achse drehbaren Trägerarm längsbewegbar ausgebildet ist.
Die Längsbewegungen des Schiebers erfolgen über einen gleichfalls am Trägerarm angelenkten,
an eine um die Achse herumgelegte Steuerkurve anliegenden Doppelhebel, so daß beim
Schwenken des Trägerarms über Steuerkurve und Doppelhebel Bewegungen der Abtastorgane
entlang einer kurvenförmigen Bahn möglich sind. Hierbei zeigt es sich, daß zur Erreichung
befriedigender Meßergebnisse hohe Anforderungen an der Gestaltung der Steuerkurve
notwendig sind. Weiterhin erfordert die drehbare Lagerung des Trägers sowie die
Anordnung eines
schwenkbaren Kuppelgliedes zwischen Kurve und Schieber einen erheblichen
technischen Aufwand und führt insbesondere bei Lagerspiel zu ungenauen Prüfergebnissen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Prüfen
von Zahnprofilen an verzahnten Getrieberädern und zum Formen von Profilschablonen
für Schleifscheibenabrichtvorrichtungen an Zahnradschleifmaschinen mit einem auf
einem Träger angeordneten, linear verschiebbaren Hauptschieber und einem seitlich
desselben am Träger angeordneten, mit dem Hauptschieber gekuppelten und bei linearer
Bewegung des Hauptschiebers eine Drehbewegung ausführenden Werkstückhalter sowie
einem quer zum Hauptschieber bewegbaren Nebenschieber und eine Einrichtung, die
bei Bewegung des Nebenschiebers mit dem Werkstück zur Wirkung kommt, bei der die
oben aufgeführten Nachteile vermieden sind und die bei einfachem Aufbau präzise
Prüfergebnisse liefert.
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Weiterhin ist die Aufgabe der Erfindung darin zu erblicken, eine Vorrichtung
zu schaffen, die die Prüfung beliebiger Zahnprofile gestattet.
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Gemäß der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, daß der Nebenschieber
frei bewegbar auf dem Hauptschieber angeordnet und durch eine am Träger ortsfest
ausgebildete Steuerkurve steuerbar ist und daß als Träger der Tast- bzw. Schleifeinrichtung
ein weiterer Nebenschieber dient, der parallel zum Hauptschieber frei bewegbar ist
und mit dem erstgenannten Nebenschieber über eine Gleitbahn gekuppelt ist.
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Durch diese Anordnung erfolgt bei Längsbewegen des Hauptschiebers
sowohl eine Drehbewegung des Werkstückes als auch eine Verschiebebewegung des durch
die Schablone gesteuerten Nebenschiebers, dessen Bewegungen über die Kuppelorgane
Bewegungen des die Meß- oder Prüfeinrichtung tragenden Nebenschiebers dergestalt
auslösen, daß bei Anlage und Entlanggreifen des Tastorgans der Meßvorrichtung an
den Zahnflanken des zu messenden Getrieberades bei richtig ausgebildeter Zahnform
keinerlei Ausschlag eines Zeigergerätes der Meßvorrichtung herbeigeführt wird. Die
feste Ausbildung der Schablone vermeidet hierbei Ungenauigkeiten durch fehlerhaftes
oder ungenaues Einstellen. Des weiteren ermöglicht die Schablone durch entsprechende
Ausbildung ihrer Steuerflächen eine Führung der Tastorgane entlang einer beliebigen
Kurvenbahn und dadurch eine Prüfung von Zahnprofilen beliebiger Ausbildung. Die
Anordnung der Tastorgane auf bewegbaren Nebenschiebern, also auf Schiebern geringer
Größe, ergibt darüber hinaus den Vorteil, daß die beim Abtasten bzw. beim Entlanggleiten
der Schieber an der Schablone sich bewegenden Massen eine nur geringe Größe aufweisen,
so daß eine große Meßempfindlichkeit mit der Vorrichtung erzielt wird.
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Die Kupplung der beiden auf dem Hauptschieber angeordneten Nebenschieber
e rfolgt in Ausbildung der Erfindung mittels Rollenkörper, die am parallel zur Bewegungsrichtung
des Hauptschiebers bewegbaren Nebenschieber im Abstand voneinander angeordnet und
an einer Gleitbahn geführt sind, die der quer zur Bewegungsrichtung des Hauptschiebers
bewegbare Nebenschieber trägt. Die Anlageflächen der Gleitbahn sind dabei schräg
zur Bewegungsrichtung des Schiebers angeordnet.
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Zur Anpassung der Meßvorrichtung an die unterschiedlichen Stärken
einzelner zu messender Getrieberäder ist die Meßvorrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Hauptschiebers bewegbar ausgebildet. Die Verstellmöglichkeit erfolgt in einfacher
Weise durch die Anordnung eines senkrecht zur Bewegungsrichtung des Hauptschiebers
einstellbaren, am Nebenschieber befestigten Supports.
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Um bei der Betätigung des Hauptschiebers die erforderlichen Drehbewegungen
des Werkstückes zu erreichen, kann der Hauptschieber in an sich bekannter Weise
an der dem Werkstück zugewandten Seite eine Kante aufweisen, die zur Erzielung von
Drehbewegungen des Werkstückes an einer mit dem Werkstück fest verbundenen Scheibe
reibungsschlüssig anliegt. Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, an
Stelle der Anordnung einer reibungsschlüssigen Verbindung die Verwendung eines Zahnstangentriebes
od. dgl. vorzusehen.
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An Stelle der Anordnung eines Meßgerätes auf dem parallel zum Hauptschieber
bewegbaren Nebenschieber schlägt die Erfindung des weiteren vor, auf diesem eine
Schleifvorrichtung anzuordnen. Hierdurch wird das Formen von Schablonen ermöglicht,
wie sie beispielsweise zur Steuerung der Abrichtwerkzeuge in Vorrichtungen zum Abrichten
der Schleifscheiben an Zahnradschleifmaschinen Anwendung finden. Bei diesen Vorrichtungen
sollen die die Zahnflanken beschleifenden Schleifscheiben periodisch abgerichtet
werden, um den beim Schleifvorgang auftretenden Abrieb auszugleichen. Die Schleifscheibe
nimmt dabei die Stelle des Tasters der Meßvorrichtung ein.
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In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt
Fig. t eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen
der Genauigkeit von Zahnprofilen an Zahnradzähnen, Fig. 2 eine Vorderansicht der
Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine im wesentlichen derjenigen der Fig. 1 und
2 entsprechenden Vorrichtung zum Formen der Schablonen, die in der Vorrichtung zum
Abrichten von Schleifscheiben an Zahnradschleifmaschinen verwendet werden, Fig.
4 eine Vorderansicht der Vorrichtung der Fig. 3 und Fig. 5 einen Schnitt durch die
Vorrichtung nach der Erfindung.
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In den Fig. 1 und 2 ist auf das horizontale Bett 10 der Vorrichtung
ein Sattel 11 angeordnet, der auf dem Bett 10 mittels einer durch ein Handrad 13
betätigten Spindel 12 bewegbar ist. Mit 14 ist eine auf dem Sattel angebrachte Führung
bezeichnet. Auf dieser Führung ruht ein im folgenden als Hauptschieber bezeichneter
Schieber 15, welcher mittels einer durch das Handrad 17 angetriebenen Spindel 16
bewegbar ist. Auf einer Seite des Hauptschiebers ist ein Teil 18 befestigt, der
eine gerade Kante aufweist, die an einer Scheibe 19 reibungsschlüssig anliegt, deren
Durchmesser dem Grund- oder Teilkreis der Zähne des zu prüfenden Werkstückes 20
entspricht.
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Wahlweise kann die Scheibe 19 mit der geraden Kante des Teils 18 über
flexible Metallbänder verbunden sein, welche an der geraden Kante befestigt und
um die Scheibe 19 herumgeführt sind. An Stelle einer geraden Kante und einer Scheibe
können eine gleichwertige gerade Zahnstange und ein Zahnrad Verwendung finden.
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Die Scheibe 19 ruht drehbar auf dem Bett 10 der Vorrichtung und ist
mit dem Werkstück durch entsprechende Mittel, z.B. durch eine Klammer 21, fest verbunden.
Wie die Figuren weiterhin zeigen, wird das Werkstück von einem Arm 22 gestützt,
welcher verschiebbar auf einen am Bett 10 der Vorrichtung befestigten Ständer 23
montiert ist.
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Auf dem Hauptschieber 15 sind frei beweglich die Nebenschieber 24
und 25 angeordnet, wobei der Nebenschieber 24 parallel zum Hauptschieber 15 und
der Nebenschieber 25 im rechten Winkel zu diesem bewegbar ist. Auf dem Nebenschieber
24 ist ein vertikaler Ständer26 angebracht, der einen Halteteil 29 trägt, der mittels
einer Spindel 27 und eines Handrades 28 bewegbar ist. Auf diesem Halteteil ist ein
drehbar ausgebildeter, unter der Wirkung der Feder 31 stehender Hebel 30 befestigt.
An einem Ende dieses Hebels ist ein gegen die Zahnflanken des zu prüfenden Radzahnes
anliegender Taster 32 befestigt.
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Das andere Ende des Hebels liegt gegen den beweglichen Teil 33 eines
Mikrometermeßgerätes 34 mit Ablesscheibe an.
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Der Nebenschieber 25 ist, wie insbesondere in der Fig. 5 gezeigt,
mit einer Gleitbahn 36 versehen, deren parallele Seitenkanten um einen kleinen Winkel
zur Bewegungsrichtung dieses Schiebers geneigt sind, wobei der Neigungswinkel davon
abhängt, wie weit die Zahnform des zu messenden Getrieberades von einer Kreisevolvente
abweicht. Der Nebenschieber 25 ist mit einem Taster 37 versehen, der mit einer feststehenden
Steuerkurve 38 durch eine Feder 39, deren Spannung auf den Nebenschieber25 wirkt,
in Kontakt gehalten wird. Die Steuerkurve 38 ist am Sattel 11 befestigt, und ihre
Kontur entspricht der Form der Zähne des zu prüfenden Zahnrades.
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Die beiden Nebenschieber 24, 25 sind durch einen Arm 40 miteinander
verbunden, der an dem Nebenschieber
24 angreift und ein Paar Rollen
41 trägt, welche beidseitig an die seitlichen Begrenzungsflächen der Gleitbahn 36
anliegen.
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Die Vorrichtung ist derart angeordnet, daß, nachdem die verschiedenen
Schieber entsprechend eingestellt sind, der Taster 32 sich im Kontakt mit einem
Zahn des zu prüfenden Werkstückes und der Taster 37 in Kontakt mit der Steuerkurve
38 befindet, die Bewegung des Hauptschiebers verursacht, daß das Werkstück durch
die Verbindung der geraden Kante 18 mit der Scheibe 19 um einen Drehwinkel bewegt
wird und die Taster sich sowohl am Radzahn als auch an der Steuerkurve entlangbewegen.
Wenn der Radzahn die richtige Form hat, wird auf den beweglichen Teil 33 des Meßinstrumentes
keine Bewegung übertragen. Ist der Zahn jedoch ungenau ausgebildet, so wird dies
durch eine Bewegung des Zeigers 48 des Instrumentes angezeigt.
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Eine Vorrichtung, welche im wesentlichen der oben beschriebellen
ähnlich ist, kann auch für andere Zwecke verwendet werden und ist im folgenden beschrieben.
Wenn die Zähne eines Zahnrades durch ein sogenanntes »geformtes« Schleifrad bewegt
werden, dessen Randfläche der Zahnlücke zweier nebeneinanderliegender Zähne entspricht,
ist mit der Zahnradschleifvorrichtung eine Vorrichtung zum periodischen Abrichten
der Randfläche der Schleifscheibe verbunden, um Ungenauigkeiten auszugleichen, welche
auf Abnutzung der Schleifscheibe zurückzuführen sind. Die hierbei verwendeten Abrichtvorrichtungen
weisen ein Paar Diamant- oder andere harte Werkzeuge auf, welche auf das Schleifrad
wirken. Diese Werkzeuge werden durch einen Mechanismus gesteuert, dessen Bewegungen
durch ein Paar Schablonen bestimmt sind und deren Profil der gewünschten Form der
zu schleifenden Radzähne entspricht. Die in den Fig. 1 und 2 beschriebene Vorrichtung
kann für die Formung von Schablonen für Schleifscheibenabrichtvorrichtungen verwendet
werden. Eine zur Fertigung dieser Schablonen dienende Vorrichtung ist in den Fig.
3, 4 und 5 dargestellt.
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Wie bereits festgestellt wurde, ist diese Vorrichtung im wesentlichen
der zuvor beschriebenen Prüfvorrichtung ähnlich. Sie weicht jedoch in den folgenden
Einzelheiten von ihr ab.
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Das Werkstück besteht aus einem Paar einander ähnlicher, übereinanderliegender
Schablonen 42. Diese sind an einer Spindel 43 befestigt, die durch die Klammer 21
mit der Scheibe 19 verbunden ist. An einem Ende dieser Schablonen muß ein Kurventeil
44 ausgebildet sein, dessen Form einer Seite eines Radzahnes entspricht. Die Formgebung
der Teile44 erfolgt mittels der Schleifscheibe 45, welche über einen Riemen 46 durch
einen auf den Nebenschieber 24 montierten Elektromotor 47 angetrieben wird. Im vorliegenden
Falle nehmen Motor 47 und Schleifrad 45 die Stelle des Mikrometers 34 und des Tasters
32 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ein.
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Sonst sind die Vorrichtungen einander ähnlich, und ihre entsprechenden
Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Vorrichtung
ist derart, daß, wenn der Hauptschieber 15 bewegt wird, die Scheibe 19 und die Schablonen
42 eine Winkelbewegung ausführen. Die notwendigen Bewegungen der Nebenschieber 24
und 25 zur Erzielung der gewünschten Vorschubbewegungen der Schleifscheibe 45 zu
den Schablonen 42 werden, wie vorher beschrieben, durch die Steuerkurve 38 und die
Gleitbahn 36 bestimmt.
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Die oben beschriebenen Vorrichtungen erweisen sich besonders dann
als vorteilhaft, wenn das Zahnprofil leicht von einer Kreisevolvente abweicht.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zum Prüfen von Zahnprofilen an verzahnten
Getrieberädern und zum Formen von Profilschablonen für Schleifscheibenabrichtvorrichtungen
an Zahnradschleifmaschinen, bestehend aus einem auf einem Träger angeordneten, linear
verschiebbaren Hauptschieber und einem seitlich des Hauptschiebers am Träger angeordneten,
mit dem Hauptschieber gekuppelten Werkstückhalter, der bei linearer Bewegung des
Hauptschiebers eine Drehbewegung ausführt, sowie einem quer zum Hauptschieber bewegbaren
Nebenschieber und einer Einrichtung, die bei Bewegung des Nebenschiebers mit dem
Werkstück zur Wirkung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschieber (25)
frei bewegbar auf dem Hauptschieber (15) angeordnet und durch eine am Träger ortsfest
ausgebildete Steuerkurve (38) steuerbar ist und daß als Träger der Tast- bzw. Schleifeinrichtung
(32, 45) ein weiterer Nebenschieber (24) dient, der parallel zum Hauptschieber frei
bewegbar ist und mit dem Nebenschieber (25) über eine Gleitbahn (36) gekuppelt ist.