DE1100983B

DE1100983B - Flank direction checker for helical gears

Info

Publication number: DE1100983B
Application number: DEI12678A
Authority: DE
Inventors: Paul Glaser
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1957-01-09
Filing date: 1957-01-09
Publication date: 1961-03-02

Description

Flankenrichtungsprüf gerät für Schrägzahnräder Die Erfindung betrifft ein Flankenrichtungsprüfgerät für Schrägzahnräder.Flank direction tester for helical gears The invention relates a flank direction tester for helical gears.

Bei einem bekannten Prüfgerät dieser Art ist ein mit einem Winkelmeßkreis verbundenes und um dessen Achse drehbares Fühlorgan vorgesehen, das eine ebene Meßfläche besitzt, die tangential an die zu prfifenden Zahnflanken anlegbar ist, wobei sich aus der Stellung des Winkelmefikreises an einer Ablesemarke der Zahnschrägwinkel ergibt. Als Fühlorgan dient dabei ein Lineal aus Stahl, das an der Zahnflanke so angelegt wird, daß es !die Flanke längs einer Erzeugenden berührt, d. h. längs einer Geraden, die sich als Schnittlinie der Zahnflanke mit einer Tangentialfläche an den Grundkreiszylinder ergibt. Die richtige Anlage ist jedoch infolge der Undurchsichtigkeit des Stahllineals nicht nachprüfbar, so daß nie mit Sicherheit festgestellt werden kann, ob das Lineal die Zahnflanke wirklich längs einer Erzeugenden berührt oder ob es nur stellenweise am Zahnfuß oder Zahnkopf der Zahnflanl;e aufliegt. Eine derartige rein subjektive und gefühlsmäßige Ermittlung der richtigen Anlage des Lineals hat jedoch den Nachteil, daß eine genaue Bestimmung des Flankenrichtungswinkels nicht gewährleistet ist. In a known test device of this type is a with an angle measuring circle connected and rotatable about its axis sensing element is provided, which has a flat measuring surface possesses, which can be applied tangentially to the tooth flanks to be tested, whereby from the position of the angle mefic circle at a reading mark of the tooth skew angle results. A steel ruler is used as a sensing element, which is attached to the tooth flank is applied so that it touches the flank along a generatrix, d. H. along one Straight lines that appear as the line of intersection of the tooth flank with a tangential surface results in the base circle cylinder. However, the correct system is due to the opacity of the steel ruler cannot be verified, so that it can never be determined with certainty whether the ruler really touches the tooth flank along a generating line or whether it only rests in places on the tooth base or tooth tip of the tooth flange. Such a one purely subjective and emotional determination of the correct placement of the ruler however, the disadvantage that an accurate determination of the flank direction angle is not is guaranteed.

Ferner ist ein Gerät zum Prüfen der Oberfläche von Zahnflanken auf Traganteil bekannt, bei dem eine total reflektierende Fläche eines durchsichtigen Körpers an die Zahnflanke angelegt und die Berührungsstelle durch den durchsichtigen Körper betrachtet wird. Die total reflektierende, spiegelnde Fläche ist an den Berührungsstellen durch dunkle Flächen unterbrochen, deren Ausmaß den Traganteil bestimmt. Bei diesen nach dem Verfahren der gestörten Totalreflexion arbeitenden Oberflächenprüfgeräten besteht die Bedingung, daß das Licht von einer Seite auf die total reflektierende Fläche auffällt und nach der anderen Seite reflektiert wird. Da als reflektierende Meßfläche stets die Hypothenusenfläche eines durchsichtigen Prismas dient, muß der Ein- und Austritt des Lichtes durch die Kathetenflächen erfolgen. Diese Bedingung ist, insbesondere bei einseitig zugänglichen Flächen, wie Zahnflanken und Sackbohrungen, nur mit Hilfe von besonderen schwierig herzustellenden Prismen und komplizierten Gerätekonstruktioneu zu erfüllen. Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich in dieser Hinsicht insbesondere bei der Prüfung von Schrägzahnrädern. Darüber hinaus ist die Anwendung derartiger Oberflächenprüfgeräte zur Ermittlung des Traganteiles für feinbearbeitete Flächen sinnvoll, deren Struktur jedoch nur mit Hilfe eines zusätzlichen Mikroskopes erkennbar ist. Die Prüfung der Mikrostruktur von Oberflächen ergab dabei für eine normale Bearbeitung, z. B. durch Schleifen, einen überraschend niedrigen Traganteil unter 100/o. Für eine einwandfreie Ermittlung des Traganteils muß auch die infolge des Anpreßdruckes eintretende Verformung des Prüflings und des Prüfprismas berücksichtigt werden. Um diese Beeinflussung möglichst auszuschalten, muß bei der Prüfung eine bestimmte Anpreßkraft eingehalten werden, wofür besondere Vorkehrungen erforderlich sind. Schließlich müssen die zu untersuchenden Oberflächen für eine solche Prüfung sorgfältig gereinigt sein, da insbesondere bei einem Prüfprisma aus Glas eine Störung der Totalreflexion nicht nur durch den Prüfling, sondern auch durch Wasser, ()l, Fett und andere Flüssigkeiten verursacht wird. Dieser Nachteil kann nur zum Teil durch die Verwendung teurer Prismen aus Diamant beseitigt werden, deren hoher Brechwert eine Störung der Totalreflexion durch diese Stoffe verhindert, da ihr Grenzwinkel noch nicht überschritten ist. Zur Vermeidung einer Meßwertverfäischung durch subjektive Einflüsse ist es bei solchen Oberflächenprüfgeräten ferner erforderlich, im Strahlengang eine den Aufwand weiter erhöhende Einrichtung zur geometrischen Messung der tragenden Flächen vorzusehen. Infolge der wenigen dunklen Tragstellen des bei normal bearbeiteten Flächen vorhandenen geringen Traganteils unter 10 ovo ist eine zweifelsfreie Bestimmung der Flankenrichtung, insbesondere von Schrägzahnrädern mit einem solchen aufwendigen Oberflächenprüfgerät Idemnach ebenfalls nicht gewährleistet. There is also a device for checking the surface of tooth flanks Contact percentage known, in which a totally reflective surface of a transparent Body applied to the tooth flank and the contact point through the transparent Body is considered. The totally reflective, reflective surface is at the points of contact interrupted by dark areas, the extent of which determines the contact area. With these surface testing devices working according to the method of disturbed total reflection there is the condition that the light is from one side to the totally reflective The surface is noticeable and is reflected to the other side. As reflective Measuring surface always serves the hypotenuse surface of a transparent prism, the must Entry and exit of the light take place through the cathetus surfaces. This condition is, especially in the case of surfaces that are accessible from one side, such as tooth flanks and blind bores, only with the help of special, difficult to manufacture prisms and complicated ones Device construction. Additional difficulties arise in this Particularly when testing helical gears. In addition, the Application of such surface testing devices to determine the contact ratio for precision machined Surfaces make sense, but their structure can only be achieved with the help of an additional microscope is recognizable. The examination of the microstructure of surfaces showed for one normal processing, e.g. B. by grinding, a surprisingly low percentage of contact below 100 / o. For a correct determination of the contact area must also be the result deformation of the test specimen and the test prism occurring due to the contact pressure will. In order to eliminate this influence as far as possible, a certain contact pressure are maintained, for which special precautions are required are. After all, the surfaces to be examined must be used for such an examination Be carefully cleaned, as there is a malfunction, especially with a test prism made of glass the total reflection not only through the test object, but also through water, () l, Fat and other liquids. This disadvantage can only be partially by using expensive prisms made of diamond, their high refractive index can be eliminated a disturbance of the total reflection by these substances is prevented, since their critical angle has not yet been exceeded. To avoid falsification of measured values due to subjective In the case of such surface testing devices, it is also necessary to have influences in the beam path a device for the geometric measurement of the load-bearing, which further increases the effort Provide areas. As a result of the few dark areas of wear of the normally processed Areas with a low contact area below 10 ovo is an unequivocal determination the flank direction, especially of helical gears with such a complex Surface testing device I therefore also not guaranteed.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Prüfgerät zu entwickeln, das mit einfachen und billigen Mitteln eine schnelle, einwandfreie und kontrollierbare Flankenrichtungsprüfung von Schrägzahnrädern gestattet. The object of the invention was therefore to develop a test device that with simple and cheap means a fast, flawless and controllable Checking the flank direction of helical gears permitted.

Eine vorteilhafte Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung, wenn ein aus einem durchsichtigen Material bestehendes Fühlorgan vorgesehen ist, dessen Berührungslinie bei der Anlage an die Zahnflanke mit Hilfe eines Benetzungsmittels an den tragenden und auch an den nicht tragenden Stellen durch das Fühlorgan hindurch sichtbar gemacht ist. An advantageous solution to the problem arises after of the invention when a sensing element made of a transparent material is provided whose line of contact with the plant the tooth flank with the help of a wetting agent on the load-bearing and also on the non-load-bearing Places through the sensing organ is made visible.

Das aus einer einfachen Glasplatte oder einem Glaskeil bestehende Fühlorgan bildet bei der Anlage an die Zahnflanke mit den Bearbeitungsriefen mikroskopisch kleine Hohlräume, durch deren Kapillarwirkung das Benefzungsmittel, das vorzugsweise ein Ö1 ist, längs der Idie Flankenrichtung anzeigenden Berührungslinie über die ganze Breite des Fühlorgans auch an den nicht tragenden Stellen verteilt und infolge -des Immersionsvorganges deutlich sichtbar gemacht wird.That consisting of a simple glass plate or a glass wedge When it comes into contact with the tooth flank, the sensing element forms microscopically with the machining grooves small cavities, through their capillary action the beneficial agent, which is preferably is an Ö1, along the line of contact over the entire width of the sensing organ distributed even in the non-load-bearing areas and as a result -the immersion process is made clearly visible.

Die auf diese einfache GiV;eise deutlich sichtbar gemachte Berührungslinie gestattet es, die Betrachtung mit bloßem Auge ohne Zuhilfenahme eines Mikroskopes vorzunehmen und die Flankenrichtung, insbesondere bei Schrägzahnrädern, zweifelsfrei und kontrollierbar zu bestimmen. Um die Erkennbarkeit der Berührungslinie noch weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn die Berührungsstelle zwischen dem Glaslineal und der Zahnflanke von,der Seite her beleuchtbar ist. Als Meßfläche kann dabei irgendeine ebene Seiten- oder Kathetenfläche des von einfachen ebenen Flächen begrenzten Fühlorgans dienen. Obwohl an der reflektierenden Meßfläche des erfindungsgemäßen Gerätes ebenfalls bevorzugte Blickrichtungen vorhanden sind, ist doch durch -die Inmmersionswirkung des Benetzungsmittels eine ausreichend gute Sichtbarkeit der Berührungslinie in weiten Grenzen gewährleistet, die nicht durch den Strahlengang eines Mikroskopes gebunden ist und daher eine wesentlich einfachere Bauart gestattet.The line of contact made clearly visible on this simple GiV; iron allows viewing with the naked eye without the aid of a microscope and the direction of the flank, especially with helical gears, beyond any doubt and controllable to determine. To make the line of contact even more recognizable To improve, it is advantageous if the point of contact between the glass ruler and the tooth flank can be illuminated from the side. Any flat side or cathetus surface of the sensing organ delimited by simple flat surfaces to serve. Although also on the reflective measuring surface of the device according to the invention preferred viewing directions are available, is due to the immersion effect of the wetting agent a sufficiently good visibility of the contact line in wide limits guaranteed, which are not through the beam path of a microscope is bound and therefore allows a much simpler design.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1-das Prüfgerät in Ansicht und Abb. 2 einen zu prüfenden Zahn mit angelegtem Glasmeßkeil in vergrößertem Maßstab. In the drawing is an example embodiment of the object of the invention, namely Fig. 1 shows the test device in view and Fig. 2 shows a tooth to be tested with an applied glass measuring wedge on an enlarged scale.

Ein auswechselbarer Glasmeßkeil 1 weist auf einem in einem Gehäuse 2 drehbar gelagerten Aufnahmekopf 3 angeordnet. Der Aufnahmekopf 3 ist durch eine Welle 4 mit einem Winkelmeßkreis 5 verbunden, indes sen Teilung durch ein Beienchtungsfenster 6 beleuch- tet und über ein Spiegelsystem 7 und eine in Ider Zeichnung nicht dargestellte, durch einen Einstellknopf 8 zu betätigende Optik zur Koinzidenzablesung in einem Okular 9 abgebildet wind. Durch Drehen des Aufnahmekopfes 3 wird der mit einem Öl bestrichene Glasmeßkeil 1 an die Zahnflanke eines zu prüfenden Zahnrades 10 zur Anlage gebracht. Dabei werden die BerührungsstelLen an der ebenen Mleßfläche des Glasmeßkeiles 1 durch diesen hindurch deutlich sichtbar, so daß die richtige Anlage der ebenen Meßfläche des Glasmeßkeiles 1 an der Zahnflanke und der Verlauf der Erzeugenden 11 genau erkennbar sind. In der richtigen Anlagestellung des Glasmeßkeiles 1 anlder Zahnflanke des zu prüfenden Zahnrades 10 wird der Aufnahmekopf3 mittels eines Feststeliknopfes 12 fixiert und der genaue Winkel für die Zahnschräge im Okular 9 abgelesen. Um Sdie richtige Anlage des Glasmeßkeils 1 an der Zahnflanke des zu prüfenden Zahnrades 10 durch eine seitliche Beleuchtung noch deutlicher sichtbar zu machen, ist am Gehäuse 2 eine Lichtquelle 13 verstellbar angeordnet. A replaceable glass measuring wedge 1 has one in a housing 2 rotatably mounted recording head 3 arranged. The recording head 3 is through a Shaft 4 connected to an angle measuring circle 5, indes sen division by a Beienchtungsfenster 6 lighting tet and a mirror system 7 and a not shown in the drawing, Optics to be operated by an adjustment button 8 for coincidence reading in one Eyepiece 9 shown wind. By turning the pick-up head 3, the with an oil coated glass measuring wedge 1 to the tooth flank of a gear 10 to be tested Plant brought. The points of contact are on the flat measuring surface of the Glasmeßkeiles 1 through this clearly visible, so that the correct system the flat measuring surface of the glass measuring wedge 1 on the tooth flank and the course of the generatrix 11 are clearly recognizable. In the correct position of the glass measuring wedge 1 anlder Tooth flank of the toothed wheel 10 to be tested is the receiving head 3 by means of a locking button 12 and read the exact angle for the tooth slope in the eyepiece 9. To you correct placement of the glass measuring wedge 1 on the tooth flank of the gear to be tested 10 can be made even more clearly visible through side lighting on the housing 2, a light source 13 is arranged to be adjustable.

PATENTANSPRS}CHE 1. Flankenrichtungsprüfgerät für Schrägzahnräder, bei dem ein mit einem Winkelmeßkreis verbundenes und um dessen Achse drehbares Fühlorgan mit einer ebenen Meßfläche ausgerüstet ist, die dazu bestimmt ist, tangential an eine Zahnflanke angelegt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes, aus einem durchsichtigen Material bestehendes Fühlorgan vorgesehen ist, dessen Berührungslinie bei der Anlage an die Zahnflanke mit Hilfe eines Benetzungsmittels an den tragenden und auch an den nicht tragenden Stellen durch das Fühlorgan hindurch sichtbar gemacht ist. PATENTANSPRS} CHE 1. Flank direction tester for helical gears, in which a sensing element connected to an angle measuring circle and rotatable about its axis is equipped with a flat measuring surface, which is intended to tangentially a tooth flank to be applied, characterized in that a known per se, A sensing element made of a transparent material is provided, its line of contact when planting on the tooth flank with the help of a wetting agent on the load-bearing and also made visible through the feeling organ at the non-load-bearing areas is.

Claims

2. Flank direction testing device according to claim 12, characterized in that that the point of contact between the transparent sensing element and the tooth flank can be illuminated from the side.

Documents considered: German Patent No. 903 379.