DE1103035B

DE1103035B - Single flank roll-off device

Info

Publication number: DE1103035B
Application number: DEZ5238A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Schorsch
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1955-11-16
Filing date: 1955-11-16
Publication date: 1961-03-23

Description

Einflankenabrollgerät Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Einflankenabrollgerät zur Prüfung miteinander kämmender Zahnräder in einer der tatsächlichen Gebrauchsstellung entsprechenden Stellung.The present invention relates to a Single flank roll-off device for testing meshing gears in one of the actual Use position corresponding position.

Die Grundlage der Prüfung von Zahnrädern mittels Einflankenabrollgeräten ist die Verwirklichung einer fehlerfreien Übersetzung, mit der die wirkliche Übersetzung verglichen werden kann. Zur Erzielung dieser fehlerfreien Übersetzung werden im allgemeinen Reibradgetriebe benutzt, die dasselbe tSbersetzungsverhältnis wie die zu prüfenden Zahnräder haben. The basis for testing gears using single-flank roll-off devices is the realization of an error-free translation, with which the real translation can be compared. To achieve this error-free translation, the general friction gears that have the same gear ratio as the have gears to be tested.

Es ist ein Zahnradprüfgefät bekannt, bei welchem jedes der miteinander kämmenden Zahnräder mit einer Scheibe verbunden ist, deren Lichtdurchlässigkeit an verschiedenen Stellen des Umfanges verschieden groß ist. Jeder der Scheiben ist eine Lichtquelle sowie eine Photozelle zugeordnet. Die bei der Messung von den Photozellen gelieferten Impulsspannungen werden einem Verstärker und von dort einer Kathodenstrahlröhre zugeleitet. There is a gear testing device known in which each of the with each other meshing gears are connected to a disc, whose light transmission is different in size at different points on the circumference. Each of the slices is a light source and a photocell are assigned. The one when measuring from the photocells The pulse voltages supplied are fed to an amplifier and from there to a cathode ray tube forwarded.

Dieses Prüfgerät hat den Nachteil, daß für jedes Übersetzungsverhältnis der zu prüfenden Zahnräder ein spezielles Paar der lichtdurchlässigen Scheiben vorgesehen sein muß und daß zur Messung die Bestimmung der zeitlichen Differenz der von den beiden Photozellen gelieferten Impulse notwendig ist. Außerdem ist das bekannte Prüfgerät ziemlich aufwendig, da zwei Lichtquellen, zwei Photozellen sowie ein Kathodenstrahloszillograph vorhanden sein müssen. This tester has the disadvantage that for each gear ratio A special pair of translucent discs is provided for the gears to be tested must be and that for the measurement the determination of the time difference between the pulses supplied to both photocells is necessary. Besides, this is well known The test device is quite complex, as there are two light sources, two photocells and a cathode ray oscilloscope must be present.

Weiterhin ist ein Einflankenabrollgerät bekannt, bei welchem der Antrieb über Reibräder von demselben Teilkreisdurchmesser wie die zu prüfenden Zahnräder erfolgt. Die Achse eines Zahnrades ist dabei mit dem zugeordneten Reibrad fest verbunden, während das andere Zahnrad auf eine Hohlwelle aufgebracht ist, die sich um eine koaxiale, mit dem anderen Reibrad fest verbundene Welle frei drehen läßt. Mit der Hohlwelle ist eine eisengeschlossene Induktionsspule verbunden, deren Kern mit der mit dem zu prüfenden Zahnrad verbundenen Welle in Verbindung steht. Bei Winkelgeschwindigkeitsänderungen des zu prüfenden Zahnrades wird eine Spannung induziert und über eine Brückenschaltung zur Anzeige gebracht. Es ist ebenso möglich, eine Anzeige durch Kapazitäts- oder Widerstandsänderung vorzusehen. Furthermore, a single flank roll-off device is known in which the Driven by friction wheels with the same pitch circle diameter as the gears to be tested he follows. The axis of a gear is firmly connected to the associated friction wheel, while the other gear is mounted on a hollow shaft that revolves around a coaxial shaft firmly connected to the other friction wheel can rotate freely. With the A closed-iron induction coil is connected to the hollow shaft, the core of which is connected to the is connected to the shaft connected to the gear to be tested. With changes in angular velocity A voltage is induced on the gear to be tested and via a bridge circuit brought to the display. It is also possible to have an ad through capacity or Provide a change in resistance.

Dieses Einfiankenabrollgerät hat den Nachteil, daß für jedes Zahnrad von bestimmtem Teilkreisdurchmesser ein gesondertes Reibrad vorgesehen sein muß. Ein weiterer Nachteil des bekannten Einflankenabrollgerätes besteht darin, daß Schleifringe zur Abnahme der Meßspannung vorgesehen sein müssen. Diese Abnahme ist bei schnellen Umdrehungen der zu prüfenden Zahnräder und bei den außerordentlich kleinen entstehenden Strömen nicht einfach zu meistern, insbesondere auch, da sich die Übergangswiderstände an den Schleifringen verändern können. This Einfiankenabrollgerät has the disadvantage that for each gear A separate friction wheel must be provided for a certain pitch circle diameter. Another disadvantage of the known Einflankenabrollgerätes is that slip rings must be provided for the acceptance of the measuring voltage. This decrease is rapid Revolutions of the gears to be tested and the extraordinarily small ones that arise Streams not easy to master, especially also as the contact resistances can change the slip rings.

Man hat auch versucht, die Anzeige auf mechanischem Wege zu erreichen. Diese Geräte haben jedoch den Nachteil, daß eine Reihe von Übertragungselementen notwendig ist, um die Relativdrehungen der koaxialen Wellen auf die Anzeigevorrichtung zu übertragen. Diese Übertragungselemente beeinträchtigen die Genauigkeit des Gerätes erheblich. Attempts have also been made to achieve the display by mechanical means. However, these devices have the disadvantage that a number of transmission elements is necessary to the relative rotations of the coaxial shafts on the display device transferred to. These transmission elements affect the accuracy of the device considerable.

Weiterhin ist schon vorgeschlagen worden, bei einem Einflankenabrollgerät zwei in Abhängigkeit von ihrer gegenseitigen Phasenlage lichtdurchlässige Scheiben vorzusehen und das durch diese Scheiben fallende Licht mittels einer photoelektrischen Zelle zur Anzeige zu bringen. Die beiden Scheiben rotieren dabei bei fehlerfreien Zahnrädern gleichsinnig und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit und sind so zueinander angeordnet, daß ihre Lichtdurchlässigkeit bei fehlerfreiem Lauf der Zahnräder ein Minimum ist. Furthermore, it has already been proposed for a single-flank unrolling device two transparent panes depending on their mutual phase position to provide and the light falling through these discs by means of a photoelectric Cell to display. The two disks rotate when there are no errors Gears in the same direction and with the same angular speed and are so to each other arranged that their light transmission with error-free running of the gears Minimum is.

Diese photoelektrische Meß ein richtung bringt gegenüber den bekannten mechanischen oder rein elektrischen Meßeinrichtungen bedeutende Vorteile mit sich, da eine kontaktfreie Abnahme des Meßwertes ermöglicht wird und da die Masse der bewegten Anzeigeelemente wesentlich kleiner ist als bei den bekannten Meßeinrichtungen. This photoelectric measuring a direction brings compared to the known mechanical or purely electrical measuring devices with significant advantages, since a contact-free decrease of the measured value is made possible and since the mass of the moving display elements is much smaller than in the known measuring devices.

Die vorliegende Erfindung macht sich diese Vorteile zunutze und schafft zugleich ein äußerst einfach aufgebaut es Einflankenablrollgerät, bei welchem sämtliche, einen eventuellen Meßfehler hervorrufende Ubertragungselemente ausgeschaltet sind. The present invention takes advantage of and creates these advantages at the same time an extremely simply constructed single-flank roll-off device, in which all, any transmission elements causing a measurement error are switched off.

Die Erfindung betrifft somit ein Einflankenabrollgerät zur Prüfung miteinander kämmender Zahnräder, welches ein auf dasselbe Übersetzungsverhältnis wie die zu prüfenden Zahnräder eingestelltes Reibgetriebe sowie zwei in Abhängigkeit von ihrer gegenseitigen Phasenlage lichtdurchlässige Scheiben und eine photoelektrische Anzeigevorrichtung, auf welche der von einer Lichtquelle ausgehende, durch die beiden Scheiben tretende Lichtstrom fällt, enthält. Gemäß der Er- Erfindung ist eine der lichtdurchlässigell Scheiben auf einer mit dem zu prüfenden Zahnrad verbundenen Hohlwelle angeordnet während eine diese Hohlwelle durchdringende, über das Reibradgetriebe angetriehene Achse die andere lichtdurchlässige Scheibe trägt. The invention thus relates to a single-flank roll-off device for testing meshing gears, which one on the same gear ratio like the gears to be tested, friction gear set as well as two dependent from their mutual phase position translucent panes and one photoelectric Display device to which the emanating from a light source is indicated by the two Luminous flux falling from panes contains. According to the invention is one of the translucent discs on one with the gear under test connected hollow shaft arranged while a hollow shaft penetrating, over the friction gear driven axle carries the other translucent disc.

Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß eine der lichtdurchlässigen Scheiben stets mit einer der felil erfreien Ubersetzung entsprechenden Winkelgeschwindigkeit rotiert während eventuelle Fehler des zu prüfenden Zahn rades direkt und ohne weitere Übertragungselemente die ltotationsgeschwindigkeit der zweiten lichtdurchlässigen Scheibe beeinflussen. Es wird also durch das Zusammenwirken der beiden Scheiben nur dann eine Anzeige, die vom Nullwert verschieden ist, hervorgerufen, wenn zwischen den zu prüfenden Zahnrädern Drehzahlschwankungen auftreten. This arrangement ensures that one of the translucent Discs always with an angular velocity corresponding to the free gear ratio rotates during any errors of the gear to be tested directly and without further Transmission elements the rotation speed of the second translucent Affect the disc. So it is made by the interaction of the two disks a display different from the zero value is only produced if between speed fluctuations occur in the gears to be tested.

Als lichtdurchlässige Scheiben können, wie schon vorgesehlagen, Polarisationsfolien oder Sektorenscheiben veb sendet werden. Die beiden lichtdurchlässigen Scheiben sind so eingestellt. daß bei fehlerfreiem Lauf der Zahnräder das von der Lichtquelle ausgehende Licht ausgelöscht wird, d. h. also nicht zur Photozelle gelangt. Bei Drehzahlschwankungen zwischen den Zahnrädern bewegen sich die Scheiben gegeneinander, und es gelangt Licht von der Lichtquelle durch die Scheiben zur Photozelle und ruft dort ein elektrisches Signal hervor, dessen Stärke direkt den Drehzahlsehwankungen zwischen den beiden Zahnrädern proportional ist. As already suggested, polarizing foils can be used as translucent panes or sector slices veb will be sends. The two translucent panes are so set. that if the gears run correctly, that of the light source outgoing light is extinguished, d. H. so does not get to the photocell. at Fluctuations in speed between the gears, the disks move against each other, and light from the light source passes through the panes to the photocell and calls there an electrical signal emerges, the strength of which directly reflects the fluctuations in speed between the two gears is proportional.

Um die bei gleichen Übersetzungszahlen möglichen verschiedenen Achsabstände der zu prüfenden Zahnräder ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, die Achsen der Reibräder und diejenigen der Zahnräder iiber Zwisehenachsen zu verbinden, wobei an den Verbindungsstellen jeweils ein Kardangelenk vorgesehen ist. About the different center distances possible with the same number of gear ratios To be able to compensate for the gears to be tested, it is advantageous to use the axes to connect the friction wheels and those of the gears via two axes, whereby a cardan joint is provided at each of the connection points.

Zur Prüfung der Zahnräder im belasteten Zustand ist zweckmäßig das angetriebene Zahnrad mit einer hydraulischen, elektrischen oder mechanischen Abbremsvorrichtung versehen. Zur Feststellung der Last ist die Abbremsvorrichtung mit einem Drehmomentenmesser gekoppelt Die Erfindung wird im folgenden an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figur näher erläutert. This is useful for testing the gears in a loaded state driven gear with a hydraulic, electrical or mechanical braking device Mistake. To determine the load, the braking device is equipped with a torque meter coupled The invention is illustrated below with reference to an exemplary embodiment Figure explained in more detail.

Wie aus dieser Figur zu erkennen ist, wird über einen Elektromotor 1 ein Reibrad 2 getrieben, welches mit dem Reibrad 3 ein Reibgetriebe von demselben Übersetzungsverhältnis s. wie die beiden zu prüfenden Zahnräder4 und 5 bildet. Die Achse 12 des Zahnrades4 ist über ein Kardangelenk 15 mit einer Zwischenachse 13 verbunden. Diese ist ihrerseits über ein Kardangelenk 17 mit der Achse des Reibrades. 2 verbunden. As can be seen from this figure, an electric motor is used 1 driven a friction wheel 2, which with the friction wheel 3 is a friction gear of the same Transmission ratio see how the two gears to be tested 4 and 5 form. the Axis 12 of gear 4 is via a universal joint 15 with an intermediate axis 13 tied together. This in turn is connected to the axis of the friction wheel via a cardan joint 17. 2 connected.

Das Zahnrad5 ist um die Achse7, welche vom Reibrad 3 über die Kardangelenke 16, 18 und die Zwischenachse 14 angetrieben wird, frei dehbar. Dies wird in dem hier gezeichneten Beispiel mittels einer Hohlwelle 6 erreicht.The gear 5 is around the axis 7, which is from the friction wheel 3 via the universal joints 16, 18 and the intermediate axle 14 is driven, freely stretchable. This is in the The example drawn here is achieved by means of a hollow shaft 6.

Auf dieser Hohlwelle ist eine Scheibe 19 angeordnet, an welcher beispielsweise eine mechanische AS bremsvorriehtung 20 angreift. Mit dieser kann eine Belastung des Zahnrades 5 und damit die Prüfung der Zahnräder unter Last erreicht werden. A disk 19 is arranged on this hollow shaft, on which, for example a mechanical AS brake device 20 attacks. With this can be a burden of the gear 5 and thus the testing of the gears can be achieved under load.

Auf die Hohlwelle 6 des Zahnrades 5 ist eine Polarisationsfoliee und auf die Achse 7 des angetriebenen Reihrades 3 eine weitere Polarisationsfolie 9 aufgebracht. Die beiden Polarisationsfolien 8 und 9 sind so angecrdnet, daß Licht vom Beleuchtungssystem 10 nicht zur Photozellell gelangen kann, wenn die Rotaticn der beiden Zahnräder4 und 5 gleichmäßig ist. A polarization film is on the hollow shaft 6 of the gearwheel 5 and on the axis 7 of the driven rotating wheel 3 another polarizing film 9 applied. The two polarizing films 8 and 9 are attached so that light from the lighting system 10 can not get to the photocell when the Rotaticn of the two gears 4 and 5 is uniform.

Bei relativen Drebzahischwankungen zwischen diesen beiden Zahnrädern tritt Licht durch die beiden Polarisationsfdlien 8 und 9. Von der Photozelle 11 wird in diesem Fall ein elektrisches Signal erzeugt, das den Drehzahlschwankungen zwischen den beiden Zahnrädern direkt proportional ist.With relative speed fluctuations between these two gears Light passes through the two polarization films 8 and 9. From the photocell 11 In this case, an electrical signal is generated that reflects the speed fluctuations is directly proportional between the two gears.

An Stelle der beiden Polarisationsfolien können auch zwei Sektorenscheiben verwendet werden, die so eingestellt sind, daß bei gleichmäßiger Rotation kein Licht auf die Photozelle11 fällt. Instead of the two polarizing films, two sector disks can also be used used, which are set so that no light when rotating evenly falls on the photocell 11.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Single-flank roll-off device for testing with one another meshing gears, containing one on the same gear ratio as the gears to be tested friction gear set as well as two depending on their mutual phase position translucent panes and a photoelectric Display device to which the emanating from a light source is indicated by the two Slices passing luminous flux falls, characterized in that one of the translucent Washers (8) on a hollow shaft (6) connected to the gear (5) to be tested is arranged, while a hollow shaft (6) penetrating through the friction gear (2, 3) driven axle (7) carries the other translucent disc (9).

2. Single flank unrolling device according to claim 1, characterized in that that the axes of the friction gear (2, 3) and the axes (7, 12) to be tested Gears (4, 5) are connected via intermediate axles (13, 14), with the connection points a universal joint (15, 16, 17, 18) is provided.

3. single flank unrolling device according to claim 1 and 2, characterized by a braking device acting on the hollow shaft (6) of the driven gear (5) (20).

4. single flank unrolling device according to claim 3, characterized in that that the braking device (20) is coupled to a torque meter. ~~~~~~~~~ Considered publications: German Patent Specifications No. 839 126, 891 455, 905 324.

Older patents considered: German Patent No. 1 055 250.