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Prüfeinrichtung für Zahnprofile u. dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Flankenprofile von
Werkstücken, insbesondere Zahnrädern od. dgl.
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Es ist eine Prüfeinrichtung für Flankenprofile von Zahnrädern bekannt,
bei der die Flanken des Prüflings an einer Fläche abgewälzt werden, deren Bewegung
sich bei Unregelmäßigkeiten der zu prüfenden Zahnflanke auf eine Anzeigevorrichtung
überträgt, und bei der die Abwälzung der Zahnflanke an der geradlinig geführten
Wälzfläche unter Zwischenschaltung einer der jeweiligen Größe des Teilkreisradius
des Zahnrades entsprechend einstellbaren Obere setzungsvorrichtung erfolgt.
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Bei dieser bekannten Prüfeinrichtung ist der Prüfling während der
Prüfung nicht fest eingespannt, sondern muß sowohl verschoben als auch gedreht werden.
Diese Art der Prüfung ist für große, schwere Zahnräder nur schwierig durchzuführen,
zumal die Prüfeinrichtung für solche Fälle groß und robust aufgebaut sein muß.
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Außerdem eignet sich die bekannte Prüfeinrichtung, mit der nicht
die Zahnflankenkurve selbst, sondern die Neigung ihrer Tangente in jedem Punkte
bestimmt wird, nur zur Prüfung von Evolventenprofilen. Das zu prüfende Zahnrad wird
nämlich so geführt, daß es sich bei richtiger Einstellung der Hebelübersetzung mit
seinem Teilkreis, bei anderer Einstellung dieser Übersetzung jedoch mit einem entsprechend
engeren oder weiteren Kreis auf einer parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens
liegenden Geraden abwälzt.
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Eine Prüfung der Zahnflanken ist auf diese Weise, richtige Einstellung
des Supports auf den Einlaufwinkel vorausgesetzt, wohl möglich, aber auf Evolventenprofile
beschränkt.
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Schließlich kann die bekannte Prüfeinrichtung nur zur Prüfung von
Zahnrädern, nicht aber von Zahnstangen oder sonstigen, mit Flankenprofilen ersehen
nen Werkstücken verwendet werden.
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Es ist weiterhin eine Prüfeinrichtung zum Prüfen ganz spezieller
Profile, nämlich der Zahnprofile von Wälzfräsern und Schrauben, bekannt, bei der
der Prüfling und ein diesem entsprechendes Schraubennormal auf einer gemeinsamen
Welle axial hintereinander angeordnet und mit der Welle gemeinsam drehbar sind und
bei der die Profile des Prüflings und des Normals durch zwei miteinander gekuppelte
Taster abgetastet und miteinander verglichen werden. Der Vergleich erfolgt dadurch,
daß der den Prüfling abtastende Taster in einem mit dem anderen Taster starr verbundenen
Schlitten federnd gelagert ist und daß Abweichungen des den Prüfling abtastenden
Tasters von seiner Mittel-
lage durch eine Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
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Diese bekannte Prüfeinrichtung dient in erster Linie zur Prüfung
der Steigung des Schraubenprofils des Prüflings. Außerdem ist eine Prüfung der Form
der Schneidflanken derart vorgesehen, daß ein Normal mit gekürzten Flanken verwendet
und nur an einer Kante vom Taster berührt wird, während der das Normal abtastende
Taster entsprechend dem jeweiligen Sollprofil des Prüflings geformt ist.
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Diese bekannte Prüfeinrichtung eignet sich überhaupt nur zum Prüfen
von Schraubenprofilen, nicht jedoch von Zahnflankenprofilen von Zahnrädern, insbesondere
von Stirnrädern, da bei ihr die beiden Taster nur parallel zur gemeinsamen Achse
des Prüflings und des Normals verschiebbar sind. Ferner können mit dieser Prüfeinrichtung
keine Flankenprofile von Zahnstangen od. dgl. geprüft werden.
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Ferner muß bei der bekannten Prüfeinrichtung dann, wenn ein Prüfling
mit einem anderen Profil geprüft werden soll, das Normal und/oder der das Normal
abtastende Taster ausgewechselt werden.
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Schließlich gestattet die bekannte Prüfeinrichtung nur ein stufenweises
Abtasten der Schneiden- bzw.
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Zahnform.
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Es ist endlich eine Verbesserung der vorgenannten bekannten Prüfeinrichtung
bekanntgeworden, durch die man die Zahnform bei Wälzfräsern ohne Unterbrechung in
ihrer ganzen Länge abtasten kann. Die Verbesserung besteht darin, daß die Drehung
des Wälzfräsers mit der Vorschubbewegung des Tasters zwangläufig, vorzugsweise durch
einen Tangensschieber, gekuppelt ist. Auch in dieser verbesserten Ausführung
ist
die bekannte Prüfeinrichtung jedoch nur zur Prüfung von Wälzfräsern geeignet.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Prüfeinrichtung
zu schaffen, mit der beliebige Flankenprofile von Zahnrädern sowie von anderen Werkstücken,
insbesondere Zahnstangen, geprüft werden können. Dabei soll das Flankenprofil durch
eine Tastvorrichtung punktweise abgetastet und mit dem Sollprofil des Prüflings
verglichen werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Prüfeinrichtung, bei der
der Prüfling während der Prüfung fest eingespannt ist und das zu prüfende Profil
punktweise durch eine Tastvorrichtung abgetastet wird, die einen gegen den Prüfling
verschiebbaren Prüfkopf mit einem in ihm schwenkbar gelagerten und federnd gegen
das Prüflingsprofil gedrückten Tastfinger und einer mit dem Tastfinger gekuppelten
und dessen Schwenkungen gegenüber einer definierten Mittellage anzeigenden Anzeigevorrichtung
umfaßt, wobei das Lager des Tastfingers längs der Kurve des Sollprofils geführt
wird.
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Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß man jedes gekrümmte
Kurvenstück, also auch die für Verzahnungen verwendete Evolvente, Zykloide od. dgl.,
aus einem sich dem Kurvenstück anschmiegenden Kreisbogen und einer Korrekturkurve
zusammensetzen kann. Dieser Gedanke wird auf die Führung des Tastfingers einer Prüfeinrichtung
der vorstehend beschriebenen Art übertragen, indem die Kurve des Sollprofils aus
einem Kreisbogen mit entsprechendem Radius und einer Korrektur zusammen gesetzt
wird, die von einer Kontrollkurvenscheibe abgenommen wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß einerseits der Prüfkopf mit dem
auf ihm angeordneten Lager des Tastfingers um eine gegenüber dem Prüfling feste
Achse schwenkbar ist und der Abstand des in seiner Mittellage befindlichen Tastfingers
von der festen Achse zur Anpassung des Schwenkbogens an das Sollprofil voreinstellbar
ist und daß andererseits das Lager des Tastfingers zusätzlich längs des Prüfkopfes
radial in bezug auf die feste Achse verschiebbar ist und unter der Steuerwirkung
einer während der Schwenkung des Prüfkopfes abgetasteten, entsprechend dem Sollprofil
geformten Kontrollkurvenscheibe steht.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung besteht
darin, daß man mit einer einzigen Kontrollkurvenscheibe, die ja lediglich die radialen
Abweichungen des Sollprofils von der Kreisform liefert, eine ganze Familie geometrisch
verwandter Profile prüfen kann, indem der Abstand des Tastfingers von der Schwenkachse
des Prüfkopfes auf beliebige Werte voreingestellt werden kann. Diese Voreinstellung
erfolgt selbstverständlich so, daß sich der Kreisbogen, auf dem der Tastfinger ohne
Einwirkung der Kontrollkurvenscheibe verschwenkt werden würde, dem Zahnprofil anschmiegt.
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Darüber hinaus ist es natürlich durch Auswechseln der Kontrollkurvenscheibe
möglich, auch andere Familien von Flankenprofilen zu prüfen.
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Insgesamt benötigt man bei der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung
eine wesentlich geringere Anzahl verschiedener Normale, d. h. Kontrollkurvenscheiben,
als bei den bekannten Prüfeinrichtungen. Außerdem ist die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung
insofern wesentlich vielseitiger als die bekannten Prüfeinrich-
tungen, als man mit
ihr jedes beliebige Flankenprofil an jedem beliebigen Werkstück prüfen kann.
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Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet,
daß der Prüfkopf eine in einem gegen den Prüfling vorschiebbaren Support schwenkbar
gelagerte Schwenksäule, einen von dieser getragenen und senkrecht zur Schwenkachse
verschiebbar geführten Schlitten und einen von diesem getragenen und zur Einstellung
des jeweiligen Radius des Kreisbogens in radialer Richtung bezüglich der Schwenkachse
verschiebbaren Tangentialsupport umfaßt, der seinerseits das Schwenklager des Tastfingers
und die Anzeigevorrichtung trägt, wobei der Schlitten unter der Steuerwirkung einer
auf dem Support koaxial zur Schwenkachse der Schwenksäule befestigten Kontrollkurvenscheibe
steht, deren Abtaster von der Schwenksäule getragen und mit dieser um die gemeinsame
Schwenkachse mitgeführt wird.
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Der besondere Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß die mechanische
Bildung der Sollkurve aus einem Kreisbogen und einer von der Kontrollkurvenscheibe
gelieferten Korrekturkurve durch eine relativ einfache, gedrängt aufgebaute Einrichtung
erfolgt.
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Ferner kann bei diesem Prüfkopf der Radius des Kreisbogens in einfacher
Weise willkürlich verändert, d. h. voreingestellt, und dadurch unter Verwendung
derselben Kontrollkurvenscheibe eine Schar zueinander koaxialer Kurven erzeugt werden.
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Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Abtaster eine Tastrolle
und einen diese Rolle an seinem unteren Arm drehbar tragenden zweiarmigen Hebel
umfaßt, der in einem seitlich von der Schwenksäule vorstehenden Arm um eine horizontale
Achse drehbar gelagert ist und dessen oberer Arm ein Druckstück trägt, gegen das
ein am benachbarten Ende des Schlittens befestigtes Anschlagstück durch eine den
Schlitten gegen den Hebel bewegende Feder gedrückt wird.
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Dabei wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Druckstück zur
Änderung des Hebelverhältnisses in Längsrichtung des oberen Hebelarmes verschiebbar
ist, wobei selbstverständlich das Anschlagstück am Tangentialsupport eine entsprechend
weit abwärts reichende, vertikale Arbeitsfläche besitzt. Diese Verstellbarkeit der
Hebelübersetzung ermöglicht es in einfacher Weise, die von der Kontrollkurvenscheibe
abgetasteten Werte beliebig proportional verändert auf den Schlitten zu übertragen.
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In Verbindung mit der Verstellbarkeit des Tangentialsupports gegenüber
dem Schlitten kann man dadurch eine Schar von Sollkurven erzeugen, die einander
geometrisch ähnlich sind. Damit ist es möglich, mit einer einzigen Kontrollkurvenscheibe,
die zu einem bestimmten Sollprofil, beispielsweise zu einem Evolventenprofil gehört,
durch Verstellung der Hebelübersetzung und des Tangentialsupports eine Mannigfaltigieit
von einander verwandten Zahnflankenkurven zu prüfen.
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Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung
näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung,
bei der zur Erhöhung der tXbersichtlichkeit verschiedene Teile fortgelassen sind,
Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, bei der ebenfalls
einige Teile fortgelassen sind, Fig. 3 eine teilweise Draufsicht auf die Vorrichtung
und
Fig. 4 eine schematische Darstellung in Draufsicht, die die
theoretische Wirkungsweise der Einrichtung erläutert.
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Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Prüfeinrichtung 10 umfaßt ein
Bett 12, daß an seiner Oberseite eine Schwalbenschwanzführung trägt. Auf dieser
Schwalbenschwanzführung des Bettes ist ein Radialsupport 14 so geführt, daß er mittels
eines Zahnritzels 18, das durch einen Handknopf 22 gedreht werden kann, und einer
mit diesem kämmenden Zahnstange 20 auf dem Bett gegen eine den Prüfling halternde
Welle 16 hin und von dieser fort verschoben werden kann (Fig. 3).
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Der Radialsupport kann in jeder eingestellten Lage durch eine Feststellschraube
24 blockiert werden.
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Auf der Oberseite des Radialsupports ist, beispielsweise durch Schrauben
(nicht gezeichnet), eine Kontrollkurvenscheibe 26 befestigt, die im nachstehenden
näher erläutert wird. Außerdem ist auf dem Radialsupport ein vertikaler Lagerzapfen
28 befestigt, der schwenkbar einen Prüfkopf 30 trägt.
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Der Prüfkopf 30 umfaßt eine Säule 32, die schwenkbar auf dem Lagerzapfen
28 gelagert ist; die Säule 32 besitzt einen seitlichen Ausleger 34, der einen Schlitten
36 führt. Vorzugsweise besitzen Schlitten und schwenkbare Säule einander gegenüberstehende
zusammengehörige Kugellaufbahnen, die mehrere Lagerkugeln 38 aufnehmen und mit diesen
zusammen eine praktisch reibungsfreie Verschiebung des Schlittens gestatten. Wie
aus Fig. 1 zu ersehen ist, wird der Schlitten durch geeignete Federmittel, beispielsweise
eine Zugfeder 40, federnd nach rechts gezogen; diese Feder ist einerseits an einem
Stift 42 im Schlitten und andererseits an einem Stift 44 in der Schwenksäule befestigt.
Die Rechtsbewegung des Schlittens wird durch einen zweiarmigen Hebel 46 begrenzt,
der in einem von der Säule vorstehenden Arm 48 mittels eines Bolzens 50 schwenkbar
gelagert ist. Der untere Arm 52 des Hebels trägt drehbar eine Rolle 54, die die
Kontrollkurvenscheibe 26 berührt und dadurch, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, die
Schwenkung des Hebels im Uhrzeigersinn begrenzt. Der obere Arm 56 des Hebels trägt
einen Schieber 58 mit einem eingesetzten Anschlagstück 60, das sich gegen das Ende
des Schlittens 36 legen kann. Der Schieber 58 kann längs des Hebelarmes 56 verschoben
werden, um die wirksame Länge dieses Hebelarmes zu verändern. Der Schieber 36 trägt
an seinem rechten Ende ein abwärts ragendes Anschlagstück 62, daß sich unabhängig
von der jeweiligen Stellung des Schiebers 58 stets gegen den Anschlag 60 legt. Der
Schieber 58 kann mittels einer langgestreckten Spindel 64 verstellt werden, die
in einer Bohrung im oberen Ende des Hebelarmes 56 gelagert und durch eine Gewindebohrung
im Schieber geschraubt ist. Die Spindel trägt an ihrem oberen Ende einen Stellring
66, der mit ihr verstiftet oder auf andere Weise fest verbunden ist und ihre Axialverschiebung
gegenüber dem Hebelarm verhindert. Der Schieber kann also durch Drehung der Spindel
längs des Hebelarmes verschoben werden. Außerdem ist eine Feststellschraube 68 vorgesehen,
die den Schieber in jeder eingestellten Lage blockieren kann.
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Auf der Oberseite des Schlittens 36 befindet sich eine Schwalbenschwanzführung
70, die einen Tangentialsupport 72 so führt, daß er in Längsrichtung des Schlittens
verstellbar ist. Der Tangentialsupport 72 trägt auf seiner Unterseite einen mit
einer Gewindebohrung versehenen Ansatz 74, der in einen ent-
sprechenden Schlitz
im Schlitten 36 hineinragt. In Längsrichtung dieses Schlitzes erstreckt sich eine
langgestreckte Stellspindel 76, die durch die Bohrung des Ansatzstückes 74 hindurchgeschraubt
ist und eine Verstellung des Tangentialsupports ermöglicht. Das äußere Ende der
Stellspindel 76 trägt ein Handrad 78, durch dessen Drehung der Tangentialsupport
72 also längs des Schlittens 36 verschoben werden kann.
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Zweckmäßigerweise wird an der Seite der Schwenksäule 32 bzw. ihres
Auslegers eine Skala 80 angebracht, die die jeweils eingestellte Lage des Tangentialsupports
72 anzeigt.
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Der Tangentialsupport 72 besitzt eine einerseits über die Schwalbenschwanzführung
herausragende Auslegerplatte 82, die einen Ständer 84 trägt. In der Auslegerplatte
82 und dem Ständer 84 sind einander gegenüberstehende Spitzen 86 und 88 angeordnet,
die drehbar eine Welle 90 tragen. Auf dieser Welle 90 ist ein Finger 92 zur Abtastung
des Prüflings befestigt, dessen Spitze 94 einen Zahn eines zu prüfenden Zahnrades
od. dgl. berühren kann. Vorzugsweise ist der Tastfinger auf der Welle 90 verschiebbar
angeordnet und kann dadurch in jede gewünschte Lage, beispielsweise die in Fig.
2 gestrichelt eingezeichnete obere Lage, gebracht werden, um ein Zahnprofil an jeder
gewünschten Stelle zu prüfen.
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Der Tastfinger wird durch eine Klemmschraube 96 in der jeweils gewünschten
Lage festgeklemmt. Die Welle 90 trägt außerdem einen zweiten Finger 98, der in die
entgegengesetzte Richtung zeigt wie der Finger 92. Der Tastfinger 92 und der Finger
98 bilden also zusammen einen zweiarmigen Hebel, der eine Anzeigevorrichtung für
die Prüfergebnisse steuern kann.
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Die Anzeigevorrichtung umfaßt eine Meßuhr 100 bekannter Bauart, die
auf der Auslegerplatte 82 des Tangentialsupports 72 befestigt ist. Die Meßuhr enthält
einen unter Federspannung stehenden Fühlstift 102, der sich gegen die Spitze 104
des Fingers 98 legt und diesen Finger elastisch entgegen dem Uhrzeigersinn zu verschwenken
sucht (Fig. 3). An der Meßuhr ist ein Bügel 106 bekannter Bauart befestigt. Dieser
Bügel lagert einen zweiten, unter Federvorspannung stehenden Stift 108, der dem
Fühlstift 102 entgegenwirkt und den Finger 98 im Uhrzeigersinn zu schwenken sucht.
Selbstverständlich werden die Stifte 102 und 108 und die Meßuhr bei Beginn des Prüfvorganges
so eingestellt, daß der Zeiger der Meßuhr auf NulI steht. Am hinteren Ende der Meßuhr
ist ein elektrischer Meßwertgeber 110 befestigt, der einen Differentialtransformator
bekannter Bauart enthält und durch den Fühlstift 102 der Meßuhr gesteuert wird.
Dieser Meßwertgeber dient zur Steuerung einer nicht dargestellten Einrichtung zur
Aufzeichnung der Prüfergebnisse. Derartige Registriereinrichtungen sind bekannt
und brauchen deshalb hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
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Die Schwenkung der Säule 32 während des Prüfvorganges kann durch
ein mit ihr fest verbundenes Schneckenrad 112 erfolgen. Dieses Schneckenrad kämmt
mit einer Schnecke 114, die in einem Lagerbock 116 auf dem Radialsupport 14 drehbar
gelagert ist. An der Welle der Schnecke ist ein Handrad 118 befestigt, durch das
die Schnecke und damit die Schwenksäule 32 gedreht werden kann. Außerdem ist auf
dem Radialsupport 14 ein elektrischer Winkellagengeber 120 bekannter Bauart befestigt;
dieser Winkellagengeber wird durch ein auf seiner Welle 124 befestigtes Schneckenrad
122 und eine mit diesem
kämmende, auf der Welle der Schnecke 114
befestigte Schnecke 126 dreht. Der Winkellagengeber wird also entsprechend der Schwenkung
der Säule 32 verstellt.
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An den Winkellagengeber 120 ist ein nicht dargestellter elektrischer
Winkellagenempfänger angeschlossen, der den Papiervorschub einer Registriereinrichtung
(nicht dargestellt) steuert.
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Die Prüfung eines Zahnrades 130 mit Zähnen 132 erfolgt folgendermaßen:
Der Prüfling wird auf die Welle 16 aufgesetzt und durch eine Mutter 134 oder andere
Feststellmittel, beispielsweise Paßstifte, zwischen Prüfling und Bett 12, gegen
Verdrehung gesichert. Der Radialsupport 14 wird so längs des Bettes verschoben,
daß der Drehpunkt 136 (in der Zeichenebene) des Lagerzapfens 28 des schwenkbaren
Prüfkopfes einen vorbestimmten Abstand von dem Mittelpunkt 138 der Welle 16 hat,
gemessen längs einer durch beide Punkte verlaufenden Geraden 140 (s. Fig. 3). Der
Tangentialsupport 72 wird so auf dem Schlitten 36 verschoben, daß die Spitze 94
des Tastfingers von dem Drehpunkt 136 einen vorbestimmten Abstand besitzt. Der Arm
52 des Hebels 46 hat eine feste Länge L, während die wirksame LängeA des anderen
Hebelarmes 56 in der oben beschriebenen Weise Weise so eingestellt wird, daß das
Hebelverhältnis L einen vorbestimmten Wert hat.
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Nachdem die vorstehend beschriebenen Einstellungen erfolgt sind,
wird die Säule 32 durch Drehung des Handrades 118 so verschwenkt, daß die Fingerspitze
94 einen Kreisbogen 142 mit dem Radius R2 beschreibt. Vorzugsweise wird Rg so gewählt,
daß der Kreisbogen 142 das zu prüfende Kurven stück bzw.
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Profil, beispielsweise das längs einer Evolvente 144 zwischen den
Punkten Pgl und P,, verlaufende Evolventenprofil des Zahnes 146 in Fig. 3 und 4,
schneidet bzw. sich ihm weitestgehend anschmiegt.
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Gleichzeitig bewegt sich die am Hebelarm 52 drehbar befestigte Tastrolle
54 an der Kontrollkurvenscheibe 26 vorbei die so geformt ist, daß sie den Hebel
46 schwenkt und dadurch den Schlitten 36 gegenüber dem Drehpunktl36 in radialer
Richtung für jeden Bogen- bzw. Winkelteil der Kreisbewegung des Abtastfingers um
einen vorbestimmten Betrag verschiebt.
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Die Kurvenscheibe ist so geformt, daß die Spitze 94 des gleichzeitig
radial und zirkular verschobenen Fingers die theoretische Sollkurve des zu prüfenden
Zahnes beschreibt. Die Anzeigevorrichtung ist jedoch so ausgebildet, daß der Finger
mit seiner Spitze 94 elastisch gegen die Zahnkante gedrückt wird. Deshalb bewirken
Fehler des Zahnprofils Verlagerungen der Fingerspitze gegenüber der theoretischen
Sollkurve, die von der Meßuhr angezeigt und durch die Registriereinrichtung aufgezeichnet
werden.
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Die Herstellung der Kontrollkurve und die Einstellung des Prüfkopfes
erfolgt zweckmäßig nach dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Polarkoordinatenverfahren.
Um die Verhältnisse zu vereinfachen, wird die Kurve der Kontrollkurvenscheibe 26
so ausgebildet daß die Längen A und L der Hebelarme einander gleich sind, wenn das
Zahnrad mit dem größtmöglichen Durchmesser zur Prüfung in die Prüfeinrichtung eingesetzt
wird. Hierfür wird auf der Verbindungsgeraden 140 der Drehpunkte ein Punkt 146 festgelegt,
um den ein Kreis 148 mit einem Radius Ro(s geschlagen wird. Dieser Kreis 148 ist
der Fußkreis des größten durch die Einrichtung prüfbaren Zahnrades undioder der
Grundkreis einer theoreti-
schen Sollkurve, die den Finger so steuert, daß dessen
Spitze 94 die größte prüfbare Kurve 150 beschreibt. Der Radius etc ist also der
Radius dieser theoretischen Kurve. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
als Kurve eine Evolvente gewählt; selbstverständlich kann jedoch auf dieselbe Weise
auch eine solche Kontrollkurve hergestellt und die Prüfeinrichtung so ausgebildet
werden, daß man damit andere geometrische Kurven prüfen kann, beispielsweise eine
Epizykloide, Hypozykloide, eine archimedische Spirale, eine logarithmische Spirale,
Kardioide oder Parabel.
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Durch den Punkt 146 wird unter einem Winkel a zur Mittellinie 140
eine Gerade 152 gezogen. Dieser Winkel kann innerhalb gewisser, durch die Praxis
gegebener Grenzen jeden beliebigen Wert besitzen.
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Vorzugsweise wird dieser Winkel jedoch etwa gleich dem Eingriffswinkel
gewählt, d. h. dem Winkel zwischen der Eingriffslinie der Verzahnung und der Tangente
an den Teilkreis. Wenn also beispielsweise eine Evolventenform mit einem üblichen
Eingriffswinkel von 200 geprüft werden soll, soll der Winkel3 etwa 200 betragen.
Der Mittelpunkt 136 kann an verschiedenen Stellen der Mittellinie 140 liegen. Da
dieser Punkt 136 jedoch gleichzeitig der Mittelpunkt des Grundkreises 154 der Kontrollkurve
26 ist, wird er vorzugsweise so gelegt, daß sich der Grundkreis 154 möglichst eng
an die Kurve 150 anschmiegt; dadurch wird die Ausbildung und Herstellung der Kontrollkurve
vereinfacht. Als günstigsterAbstandD zwischen den Punkten 136 und 146 ergab sich
der durch die folgende Gleichung bestimmte Wert: D = Rbc ' sec x.
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Die Gerade 152 schneidet die Kurve 150 in einem Punkt 156. Wenn man
den Punkt 136 in der vorstehend beschriebenen Weise festlegt, ist der Radius RC
des Grundkreises 154 der Kontrollkurve 26 durch den zwischen den Punkten 156 und
136 liegenden Abschnitt der durch diese Punkte verlaufenden Geraden 158 bestimmt.
Man erkennt aus der Darstellung in Fig. 4, daß, ausgehend von dem Punkt 156, die
Kurve von dem Grundkreis 154 für jede differentielle Schwenkung um den Punkt 136
um einen bestimmten Betrag abweicht; die Abweichung im Punkt Pet wird mit J c,,
die in Punkt Pci) mit 1 c.> bezeichnet. Die Randkurve der Kontrollkurvenscheibe
26, die etwa durch die Linie 159 dargestellt wird, soll also von dem Grundkreis
154 jeweils um so viel abweichen, daß der Drehpunkt 161 der Tastrolle 54 eine Kurve
160 beschreibt, die von dem Grundkreis 154 um entsprechende Beträge abweicht. Dadurch
wird der Hebel 46 bewegt und verschiebt seinerseits den Schlitten 36 radial zum
Punkt 136, so daß die Tastfingerspitze94 jeweils um einen vorbestimmten Betrag von
dem Kreis 154 abweicht und die Kurve 150 beschreibt. In dem Punkt 162, in dem die
Gerade 158 den Kreis 154 gegenüber dem Punkt 156 schneidet, ist die Abweichung der
Kurve 160 von dem Kreis 154 gleich Null. Wenn der Hebel 46 so eingestellt wird,
daß die Strecke A gleich der Strecke L ist, ist die Abweichung von der Kurve 160
an der Stelle, an der sie durch eine durch die Punkte Pe k und 136 verlaufende Gerade
164 geschnitten wird, gleich dem obengenannten Werte. Entsprechend ist die Abweichung
dieser Kurve 160 an ihrem Schnittpunkt mit einer durch die Punkte PC 2 und 136 verlaufenden
Geraden 166 gleich dem obengenannten Wert LI c.l.
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Die Abweichung 1 der Kurve 150 bzw. der Kontrollkurve 160 von dem
Grundkreis 154 ist eine
Funktion des gegenüber der Geraden 158 gemessenen
Schwenkungswinkels 0 bei einer Schwenkung um den Punkt 136 und kann durch die Gleichung
d = Rbc f (0-) beschrieben werden. Die Winkelfunktion kann nach bekannten mathematischen
Verfahren bestimmt werden. Infolgedessen ergibt sich für die Abweichung J c in Fig.
4 folgende Beziehung: d C2R9s f (92)-Wie bereits oben bemerkt wurde, kann eine Kontrollkurve
zur Prüfung verschieden großer Kurven innerhalb einer Schar geometrisch ähnlicher
Kurven verwendet werden. Wenn beispielsweise das Profil eines Zahnes des Zahnrades
130 mit einer Flankenkurve 144 (Fig. 4) geprüft werden soll, wobei der Grundkreis
einen Radius Rbg besitzt, wird die Einrichtung so eingestellt, daß der Abstand Dg
zwischen den Punkten 136 und 138 gleich dem Wert RlJg sec sein ist. Der Hebel 46
wird so eingestellt, daß A=L. Rb9 Ric ist. Der Radius Rg des Kreisbogens, den die
Fingerspitze 94 beschreiben soll, wird so eingestellt, daß R R Re Rg 9 = e- n Rbc
ist. Die Abweichung J der Kurve 144 von dem Kreis 142 kann also durch die Beziehung
d = Rbg f zu ausgedrückt werden. Für den Punkte,, ergibt sich also: dg, = Rbg f
(01) beziehungsweise Rbg Sgl = während sich für den Punkt Pg2 ergibt: ag2 = Rbg
f (02) beziehungsweise S Rbg zu S Je Rbc Es versteht sich, daß nach der Prüfung
eines Zahnes das Zahnrad so weitergedreht wird, daß der nächste Zahn an dem Tastfinger
zur Anlage kommt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung wurde lediglich für die Prüfung einer
Flanke eines Zahnes beschrieben.
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Um die gegenüberliegenden Zahnflanken zu prüfen, ist es lediglich
erforderlich, den Tangentialsupport 72 auf dem Schlitten 36 in die entgegengesetzte
Lage zu bringen und außerdem die Säule 32 gegenüber der dargestellten Lage um 1800
zu verschwenken. Die Kontrollkurvenscheibe 26 besitzt hierfür einen zweiten Kurvenrand,
der dem oben beschriebenen Kurvenrand 159 in der Form gleicht und ihr gegenüber
um 1800 versetzt ist.
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Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Prüfeinrichtung gestattet
also mit Hilfe einer einzigen Kontrollkurvenscheibe die Prüfung verschieden großer
Kurven innerhalb einer Schar geometrisch ähnlicher Kurven. Da der Prüfling bei der
Prüfung jedes Zahnes fest stehenbleibt, eignet sich die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung
besonders zur Prüfung von Zahnrädern mit großem Durchmesser, d. h. mit
großem Gewicht,
die verhältnismäßig schwer zu drehen und exakt festzuhalten sind. Außerdem kann
als Bett für die beschriebene Prüfeinrichtung auch das Bett einer Werkzeugmaschine,
beispielsweise einer Maschine zum Wälzfräsen oder Schaben, dienen, auf das der Radialsupport
14 und der Prüfkopf 30 aufgesetzt werden kann. Dadurch wird der Transport des Zahnrades
zur Prüfeinrichtung, der bei sehr großen Zahnrädern verhältnismäßig schwierig sein
würde, überflüssig gemacht.