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Prüfvorrichtung für kegelförmige Drehteile Die Erfindung bezieht sich
auf eine Prüfvorrichtung für kegelförmige Drehteile, insbesondere für Kegelraddrehlinge,
mit auf Führungen verschiebbaren sowie um einen Scheitelpunkt schwenkbaren Meßgeräten.
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Eine bekannte Vorrichtung dieser Art, nämlich eine Meßlehre für Kegel-
und Keilstücke, weist zwei in festem Abstand voneinander angeordnete Feinmeßgeräte
mit Tastern auf. Von den beiden gegenüber befindlichen Feinmeßgeräte-Paaren ist
jedes ein Ganzes bildende Paar für sich auf einer zugehörigen Führung verschiebbar,
die Führung lediglich eines Meßgerätes ist um einen Scheitelpunkt schwenkbar, oder
lediglich ein Meßgerät ist um einen Kreisbogen verschiebbar angeordnet. Das andere
Meßgerät ist im übrigen jeweils ortsfest. Mit einer solchen Meßlehre läßt sich nur
der Tangens des Winkels oder der Winkel selbst ablesen. Darüber hinaus besitzt die
bekannte Vorrichtung eine Noniusteilung zur genauen Einstellung nach einer Gradeinteilung
einer Grundplatte, was Meßungenauigkeiten und Ables- oder Einstellfehler zur Folge
haben kann. Die in der Addition der Fühluhranzeigen liegende Fehlerquelle läßt sich
nur durch zusätzliche Vorkehrungen ausschalten, die das Gerät komplizieren und verteuern.
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Es ist auch bereits bekanntgewesen, bei der Prüfung von kegelförmigen
Drehteilen Endmaße in Verbindung mit Mikrometern zu verwenden. Diese sogenannte
Walzenmessung setzt eine genau rechtwinkelige Auflagefläche am Werkstück voraus,
von der ausgehend an verschiedenen Stellen die Durchmesser der Kegel unter Beilage
von Walzenkörpern mit bestimmten Durchmessern festgestellt werden. Diese Voraussetzung
ist aber praktisch nicht erfüllbar. Soll nun der Verlauf des Kegelmantels sehr genau
über Länge und Umfang vermessen werden, so ist eine hohe Anzahl von Einzelmessungen
mit jeweils bei verschiedenen Durchmessern getrennt durchzuführender Berechnung
der Maße nötig. Eine solche Messung ist daher sehr umständlich, zeitraubend und
dabei auch noch unsicher.
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Die Erfindung hat sich diesem Stand der Technik gegenüber eine Prüfvorrichtung
zur Aufgabe gestellt, welche in einem einzigen Meßvorgang sämtliche für die weitere
Fertigung und den Einbau (Funktion) erforderlichen Einzelwerte, nämlich Einbaumaß,
Teilkegellänge, Kopfkegelwinkel, axiale sowie zentrische Lage des Kegelmantels zur
Einbaufläche und Rundlauf der gesamten Kegelform, vermittelt.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei
einer Prüfvorrichtung für kegelförmige Drehteile, insbesondere Kegelraddrehlinge,
mit auf Führungen verschiebbaren sowie um einen Scheitelpunkt schwenkbaren Meßgeräten
unter Verwendung von den vorgegebenen Zeiohnungsmaßen entsprechenden Endmaßen darin,
daß erfindungsgemäß die Meßgeräte um eine gemeinsame Einstellachse schwenkbar sind,
die senkrecht auf der Ebene steht, welche durch die Achse des Prüflings und den
Verstellweg der Meßspitzen gebildet wird, daß weiterhin die Spitzen der Meßgeräte
radial zu der Einstellachse verschiebbar sind und daß die Aufnahmevorrichtung des
Prüflings relativ zur Einstellachse einstellbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
gestattet es, die Aufnahmevorriohtung des Prüflings, z. B. eines Kegelraddrehlings,
mit Endmaßen so einzustellen, daß erfindungsgemäß die Anlagefläche des Rades von
der gedachten Kegelspitze, die mit der Einstellachse zusammenfällt, im Einbau abstand
liegt.
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Wie praktische Erfahrungen gelehrt haben, genügt es bei der Herstellung
von Kegelrädern nicht, die genaue Kegelform des Drehteiles durch eine Überprüfung
sicherzustellen. Vielmehr muß ihre Lage zur Anlagefläche genau bestimmt werden,
wenn die Gewähr für die Erzielung einer einwandfreien Verzahnung gegeben sein soll.
Die Erfahrungen des Betriebes zeigen immer wieder ganz klar, wie sehr man bei der
Herstellung genauer Kegelräder schon bei der Maschineneinstellung von der Qualität
des Drehteiles abhängig ist. Dieser Forderung wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
entsprochen.
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Das eine Meßgerät dient zur Prüfung des Rückenkegels und wird auf
die Teilkegellänge eingestellt.
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Das für die Prüfung des Kopfkegels bestimmte Meßgerät tastet den Kopfkegel
in seiner ganzen Länge ab und geht beim Abfahren in Längsrichtung direkt durch die
gedachte Kegeglspitze. Die Winkeleinstellungen der beiden Meßgeräte werden von einem
festen Punkt aus mit Endmaßen vorgenommen. Durch ein faches Drehen des Prüflings
wird die Rundlaufgenauigkeit der Kegelform ermittelt.
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Auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich also nach kurzer
und einfacher Einstellung in einem einzigen Meßvorgang alle wichtigen Drehteilmaße
prüfen und ihre Abweichungen zu den gegebeiien Toleranzen feststellen. Die Messungen
erfolgen aber nicht nur sehr schnell, sondern auch sehr genau.
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Besonders wertvoll ist dies auch-für die Herstellung von Musterdrehkörpern,
weil man hier auf die bisher notwendige und sehr zeitraubende optische Prüfung verzichten
kann. Ebenso wichtig ist das erfindungsgemäße Gerät aber auch bei der Herstellung
von Einzelrädern, weil man auch diese schnell und genau nachprüfen kann. Verwendet
man hingegen bei der Einzelfertigung die bisher üblichen Meßzeuge, wie Schiebelehre,
Tiefenlehre und Winkelmesser, dann muß man auch mit erheblichen Abweichungen am
gedrehten Radkörper rechnen. Für die Serienfertigung wiederum ist es besonders vorteilhaft,
daß ein Fachmann lediglich die Endmaße einzustellen braucht und daß dann auch ungeschulte
Arbeitskräfte zur Prüfung herangezogen werden können, da sie lediglich die Abweichungen
zu den gegebenen Toleranzen abzulesen brauchen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Einstellachse ein
kalibrierter Meßdorn vorgesehen, welcher in eine kalibrierte, mit der Einstellachse
konzentrische Bohrung einer Grundplatte einsetzbar ist.
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Der Meßdorn stellt den Maßstabanschlag für die Einstellung des Abstandes
zwischen der Anschlagfläche der Aufnahmevorrichtung und der gedachten Kegelspitze
des Prüflings dar.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auf
der vorzugsweise scheibenförmigen Grundplatte ein feststehendes Einstellsegment,
das einen Aufnahmebock trägt, auf welchem die Aufnahmevorrichtung des Prüflings,
mittels eines Knebels feststellbar, gelagert ist, und, mittels einer Lagerbuchse
geführt, je ein Träger für die Meßgeräte angeordnet.
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Hierdurch ist eine handliche und raumsparende Form für die erfindungsgemäße
Vorrichtung vermittelt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind das Einstellsegment und der eine Meßgerätträger je mit Anschlagflächen versehen,
die senkrecht zur Grundplatte angeordnet sind und in einem Abstand, welcher dem
Radius des Meßdorns entspricht, parallel zur Achse der Aufnahmevorrichtung verlaufen,
und ist der andere Meßgerätträger mit einer Einstellrolle ausgestattet, deren Durchmesser
demjenigen des Meßdorns entspricht und mittels welcher er sich auf die Oberfläche
der Grundplatte abstützt. Die Anschlagflächen sowie die Einstellrolle dienen dazu,
die Meßgeräte in der den Kegelwinkeln der zu prüfenden Drehteile entsprechenden
Winkellage zueinander einzustellen. Da die Anschiagflächen als Tangenten an den
Meßdorn angeordnet sind, ergibt sich eine Vereinfachung der Vorrichtung in bezug
auf Errechnung und Handhabung.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner die Einstellrolle
in einem bestimmten Abstand zur Einstellachse angeordnet. Dieser Abstand bildet
somit jeweils eine in ihrer Länge festliegende Seite der beiden Dreiecke für die
Einstellung der Winkellage der Vorrichtungsteile zueinander.
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Vorteilhaft trägt der feststellbare Meßgerätträger mittels Führungsstangen,
die parallel zur Oberfläche der Grundplatte angeordnet, in Längsrichtung radial
zur Einstellachse verschiebbar und mittels einer Klemmschraube feststellbar sind,
einen Haltebügel für eine Meßuhr. Die Meßuhr ist mit ihrem Meßfühler radial zur
Einstellachse ausgerichtet und parallel zur Oberfläche der Grundplatte angeordnet.
Auf dem mit Handgriff versehenen Meßgerätträger andererseits sind parallel zum Verstellweg
der Meßspitzen eine Führungsgleitbahn und eine Führungsstange vorgesehen und ist
die Meßuhr mittels eines Haltebügels auf einem Gleitschieber befestigt. Der Meßfühler
ist mittels des Haltebügels rechwinkelig zum Verstellweg der Meßspitzen ausgerichtet.
Dabei ist zur Prüfung der Kegelmantellänge der Drehteile das feststellbare Meßgerät
und zur Prüfung des Kegelwinkels das Meßgerät auf dem mit einem Handgriff versehenen
Träger vorgesehen.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung
in einer Ausführungsform beispielhaft erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Prüfvorrichtung
für Kegelraddrehlinge in Draufsicht, Fig. 2 einen Schnitt durch die Prüfvorrichtung
nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht der Prüfvorrichtung nach
Fig. 1 mit einem Teilschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 4 eine schematische
Darstellung des Einstellvorganges für das Prüfverfahren.
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Die Prüfvorrichtung setzt sich im wesentlichen aus drei Hauptteilen
zusammen, und zwar aus der scheibenförmigen Grundplatte 1 und zwei Meßuhrenträgern
2, 3. Die Grundplatte 1 ist mit Füßen 4 versehen und trägt auf ihrer eben bearbeiteten
Oberfläche, auf der sich auch die Meßuhrenträger 2, 3 abstützen, ein feststehendes
Einstellsegment 5, das mittels Paßstiften 6 und versenkten Schrauben 7 befestigt
ist. Aus einem Stück mit dem Einstellsegment 5 ist der Aufnahmeblock 8 für die Kegelraddrehlinge
9 gefertigt, in welchem eine radial zur Mittelachse der Grundplatte 1 angeordnete
verstellbare Pinole 10 gelagert und mittels eines Knebels 11 feststellbar ist. Endlich
ist das Einstellsegment 5 noch mit Anschiagflächen F1 und F2 versehen, die sich
vertikal über die Oberfläche der Grundplatte 1 erheben und parallel zu der Mittelachse
der Pinole 10 im Abstand r verlaufen.
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Die Meßuhrenträger2, 3 sind zentrisch zu der scheibenförmigen Grundplatte
1 mit einer Lagerbuchse 13 gelagert und geführt. Der Meßuhrenträger 2 stützt sich
außerdem noch über eine Einstellrolle 14 auf der Oberfläche der Grundplatte 1 ab
und trägt mittels zweier Führungsstangen 15, 15', die in Längsrichtung verschiebbar
und mittels einer Klemmschraube 16 feststellbar sind, den Haltebügel 17 für die
Meßuhr 18. Die Meßuhr 18 ist mit ihrem Meßfühler 18' radial auf die Mittelachse
1' der Grundplatte 1 ausgerichtet und parallel zur Oberfläche der Grundplatte 1
angeordnet. Die Führungsstangen 15, 15' sind gleichfalls in dieser Richtung angeordnet
und
verstellbar. Der Meßuhrenträger 2 besitzt schließlich noch eine Feststelleinrichtung
19, die in eine Umfangsnut20 der Grundplatte 1 greift und durch Anziehen des Knebels
21 das Festhalten des Meßuhrenträgers 2 in jeder beliebigen Stellung zur Grundplatte
1 ermöglicht. Der Meßuhrenträger 3 liegt mit seiner eben bearbeiteten Grundfläche
auf der Oberfläche der Grundplatte 1 auf. Er ist mit Anschlagflächen, und F4 versehen,
die die Einstellung seiner Winkellage gegenüber der Grundplatte 1 und dem Meßuhrenträger
2 mit Hilfe der Anschlagflächen F1 und F2 an der Grundplatte 1 und der Einstellrolle
14 am Meßuhrenträger 2 gestattet. Auf dem Meßuhrenträger 3 ist die Meßuhr 22 angeordnet,
deren Meßfühler 22' mit dem Haltebügel 17' in einer rechtwinkligen Stellung zu der
Verbindungslinie zwischen der Spitze des Meßfühlers 22' und der Mittelachse 1' der
Grundplatte 1 gehalten wird. Zur Bewegung des Meßuhrenträgers 3 um seine Lagerung
an der Lagerbuchse 13 ist ein Griff 23 vorgesehen. Zur beweglichen Führung der Meßuhr
22, die auf einem Gleitschieber 24 über den Haltebügel 17' befestigt ist, längs
der vorgenannten Verbindungslinie sind auf dem Meßuhrenträger 3 schließlich noch
eine Führungsgleitbahn25 und eine Führungsstange26 vorgesehen.
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Die Prüfung von Kegelraddrehlingen geht folgendermaßen vor sich:
Nach Fig. 4 wird in die Bohrung 13' der Lagerbuchse 13 ein Meßdorn 27 eingesetzt
und der Abstand L zwischen diesem Meßdorn 27 und der Anschlagfläche 10' der Pinole
10 eingestellt, und zwar als Abstand zwischen der gedachten Spitze9' des Kegelraddrehlings
9 und seiner für den Einbau des fertigen Kegelrades vorgesehenen Anlagefläche 9"
abzüglich des Halbmessers r des Meßdornes 27. Diese Einstellung kann mit größtmöglicher
Genauigkeit, ausgehend von den in den Zeichnungen niedergelegten Nennmaßen, unter
Verwendung von sogenannten Endmaßen 28, erfolgen. Damit ist die Stellung des Kegelraddrehlings
9 auf der Prüfvorrichtung festgelegt und durch Anziehen des Knebels 11 der Pinole
10 festgehalten. Nun erfolgt die Einstellung der Winkellage des Meßuhrenträgers
2 in bezug auf den Kegelraddrehling9, und zwar so, daß die Meßuhr 18 auf den Abstand
der den Zahnkopf begrenzenden Kegelfläche 29 des Kegelraddrehlings 9 von der gedachten
Spitze 9' eingestellt wird zur Prüfung der Zahnkopflänge Ra.
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Dabei wird zwischen der Anschlagfläche F1 des Einstellsegmentes 5
und der Einstellrolle 14 des Meßuhrenträgers 2 der Abstand L2 festgelegt, der der
Länge einer Seite des Einstelldreiecks Meßdornmitte 1' - Einstellrollenmitte 14'
- Anschlagfläche1 entspricht. Durch den einzustellenden Winkel, den festen Abstand
Meßdorn 27 - Einstellrolle 14 und den rechten Winkel zwischen der Anschlagfläche
und der Strecke, kann das Maß L2 mittels der Winkelfunktionen leicht ermittelt werden.
Die Einstellung erfolgt dann ebenfalls durch Zwischenlage von sogenannten Endmaßen
28. Die Einstellung des Meßuhrenträgers 3 geschieht in ähnlicher Weise mittels eines
Einstelldreiecks, das hier durch Meßdornmitte 1', Einstellrollenmitte 14' und Anschlagfläche
F4 gebildet wird. Der Meßfühler 22' der Meßuhr 22 wird im rechten Winkel zur Zahnkopffläche
des Kegelraddrehlings 9 eingestellt, und zwar dadurch, daß zwischen der Einstellrolle
14 und der An-
schlagfläche F4 der errechenbare Abstands, mittels Endmaßen 28 eingestellt
wird.
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Die eigentliche Prüfung der Kegelraddrehlinge 9 auf ihre Maßhaltigkeit
geschieht sodann in einfachster Weise dadurch, daß nach dem Einsetzen des Drehlings
9 in die Pinole 10 die Abweichungen der ZahnkopflängeRa von dem eingestellten Maß
L3 ermittelt werden und durch Verschieben der Meßuhr 22 auf ihrer Führungsstange
26 die Winkelabweichung der Zahnkopffläche von dem eingestellten Maß L4 festgestellt
wird, wobei der Meßuhrenträger 3 durch Andrücken an das zwischen Anschlagfläche
F4 und Einstellrolle 14 eingelegte Endmaß 28 festgehalten ist. Die Abweichungen
vom Nennwert der beiden Maße können so unmittelbar an den beiden Meßuhren 18, 22
abgelesen werden.