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Wälzfräserprüfvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Wälzfräserprüfvorrichtung
mit vertikal angeordnetem Prüfling, dessen Drehbewegung mit der zur Prüflingsachse
parallelen, der Prüflingssteigung entsprechenden Hubbewegung eines eine Tasteinrichtung
tragenden Meßschlittens gekuppelt ist.
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Bei einer bekannten Prüfvorrichtung dieser Art ist der auf einem
vertikalen ortsfest angeordneten Ständer drehbar gelagerte Prüfling mit einer Wälzscheibe
gleichachsig gekuppelt, an der ein Wälzlineal tangential anliegt, das auf einem
horizontal verschiebbaren Schlitten angeordnet ist. Auf dem Schlitten ist außerdem
eine in ihrer Neigung einstell- und durch Knebel feststellbare Führungsbahn angeordnet,
die einen Vertikalschlitten in Richtung der Präflingsachse verschiebt. Die Führungsbahn
ist mit einem Sinuslineal verbunden, das durch Endmaße auf die der Steigung des
Prüflings entsprechende Schrägstellung einstellbar ist. Infolge des erforderlichen
hohen Anpreßdruckes des Wälzlineals an der Wälzscheibe treten in einem solchen Gerät
nachteilige, die erzielbare Meßgenauigkeit herabmindernde Verspannungen auf. Ferner
ist bei solchen aus Wälzscheibe und Wälzlineal bestehenden kraftschlüssigen Getrieben,
insbesondere bei großen Prüflingsabmessungen infolge der hohen Massenbeschleunigungskräfte,
ein Schlupf unvermeidbar. Dadurch werden Auswanderungen des Nullpunktes verursacht,
so daß eine Reproduzierbarkeit der Messungen nicht mehr sicher gewährleistet ist.
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Schließlich wird die Genauigkeit der Messungen dadurch beeinträchtigt,
daß die auf dem Horizontalschlitten angeordnete Führungsbahn alle Ungenauigkeiten
der kraftbetätigten Übertragungselemente aufnimmt und diese auf die Meßbewegung
überträgt.
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Darüber hinaus ist die unverrückbare Beibehaltung der eingestellten
Neigung dieser Führungsbahn und eine leichte Kontrollierbarkeit derselben, die für
g& naue Messungen von entscheidender Bedeutung ist, nicht gewährleistet, da
bei der einfachen Klemmung mit den vorgesehenen Knebeln ein Verziehen nicht ausgeschlossen
ist.
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Bei einem anderen bekannten Prüfgerät, bei dem der Prüfling horizontal
angeordnet ist, wird die erforderliche Drehbewegung über einen Schraubentrieb auf
ein mit dem Prüfling gleichachsig verbundenes Zahnrad formschlüssig übertragen.
Der auf einem in seiner Schräglage einstellbaren Querschlitten angeordnete Prüfling
ist dabei durch ein auf einem Längsschlitten angeordnetes einstellbares Sinuslineal
axial verschiebbar, so daß die Fräserzähne bei der Prüfung rings der Eingriffslinie
an einem fest angeordneten Meßtaster vorbeigeschraubt werden. Auch bei einer solchen
Ausführung
gehen alle Ungenauigkeiten der kraftbetätigten Übertragungseiemente in die Meßbewegung
ein, wobei ein Verziehen beim Festklemmen des Sinuslineals und eine dadurch verursachte
änderung der ursprünglich eingestellten Neigung ebenfalls nicht ausgeschlossen und
auch nicht kontrollierbar ist.
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Ferner ist bei einer horizontalen Anordnung des Prüflings eine einwandfreie
Lagerung schwierig, so daß sich daraus resultierende Fehler und ein unvermeidbarer
Durchhang nachteilig auf die Genauigkeit des Meßegebnissies auswirken können.
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Schließlich besitzen die bekannten derartigen Prüfvorrichtungen und
-geräte, sofern sie mit einem motorischen Antrieb versehen sind, den Nachteil, daß
die Vorschubbewegung des Horizontalschlittens sowohl beim Überfahren der zu messenden
Zahufianken als auch während des Leerlaufes in den Zahnlücken und beim Rücklauf
in die Ausgangsstellung stets mit der gleichen, die Meßzeit unwirtschaftlich belastenden
Geschwindigkeit erfolgt.
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Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Prüfvorrichtung für Wälzfräser
zu schaffen, bei der einerseits die nachteiligen Auswirkungen einer kraftschlüssigen
Bewegungsübertragung auf die die vertikale Meßschlittenbewegung steuernde Führungsbahn
ausgeschaltet sowie andererseits die Schwierigkeiten einer horizontalen Lagerung
des Prüflings vermieden werden und bei der ferner zur Erhöhung der Meßsicherheit
die miteinander gekuppelten Bewegungen des Prüflings und des Meßschlittens meß-
und kontrollierbar sind. Schließlich lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
Vorschubgeschwindigkeit des Horizontalschlittens zur Verkürzung der Meßzeit veränderbar
zu gestalten.
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Eine befriedigende Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich nach
der Erfindung, wenn der auf einem
Horizontalschlitten vertikal gelagerte
Prüfling in an sich bekannter Weise mit einem Schneckenrad gleichachsig gekuppelt
ist, das bei einer Bewegung des von einem Hauptvorschubmotor gesteuerten Horizontalschlittens
formschlüssig auf einer als Zahnstange wirkenden Gewinde spindel abrollt und dabei
die Drehbewegung des Prüflings bewirkt, dessen Umdrehungen mit Hilfe einer geteilten
Rastenscheibe meßbar sind, während gleichzeitig die zugeordnete, mit Hilfe eines
Glasmaß stabes meß- und kontrollilerbare Hubbewegung des Meßschlittens durch eine
längs eines ortsfest angeordneten, von der kraftbetätigten Bewegung des Horizontalschlittens
unboeinflußten Steuerlineals gleitende Schubstange bewirkbar ist, die ebenfalls
auf dem Horizontalschlitten gelagert ist, dessen Vorschubbewegung zur Verkürzung
der Meßzeit beim Überfahren der Zahnlücken und beim Rücklauf in an sich bekannter
Weise durch eine kontaktbetätigte automatische Zuschaltung eines Nebenvorschubmotors
zu dem Hauptvorschubmotor veränderbar ist.
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Für eine hohe Meßgenauigkeit ist es günstig, wenn das Steuerlineal
auf einem halbkreisförmigen, auf Rollen gelagerten und mit einem Zahnsegment versehenen
Lagerkörper angeordnet ist, dessen Neigung motorisch über einen Schneckentrieb grob-
und mittels eines Handrades feineinstellbar und durch Zusammenpressen zweier um
eine gerätefeste Achse schwenkbarer Wangen verzugsfrei festklemmbar und über einen
Exzenter oder Winkelhebel durch Betätigang einer Mikrometerschraube feinsteinstellbar
ist.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung eine beispielsweise
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch teilweise im Schnitt dargestellt.
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Mit 1 ist ein Meßmaschinenbett bezeichnet, auf dessen Führungsbahn2
ein auf Rollen 3 gelagerter Horizontalschlitten 4 gleitet, der mit zwei vertikalen
Ständern 5 und 6 ausgerüstet ist. An dem Ständer 5 sind zwei zur Aufnahme eines
senkrecht angeordneten Prüflings 7 dienende Lagerspitzen 8 und 10 vorne sehen. Die
obere Lagerspitze ist an einem verschieb-und festklemmbaren Gegenhalter 9 angeordnet.
Die untere drehbar angeordnete Lagerspitze 10 trägt eine mit einer Teilung versehene
Rastenscheibe 11, der ein fester Zeiger 11' zugeordnet ist. Der Prüfling 7 ist über
einen Mitnehmer 12 mit der Rastenscheibe 11 und der Lagerspitze 10 verbunden, die
an ihrem unteren Ende mit einem Schneckenrad 13 gleichachsig gekuppelt ist, das
in eine als Zahnstange wirkende, im Maschinenbett durchbiegungsfrei gelagertPräzisionsgewindespindei
14 fomischlüssig eingreift. Die sehr genau herstellbare Gewindespindel 14 ist mit
dem Maschinenbett fest verbunden, kann jedoch, falls die Abnutzung ein unzulässig
hohes Maß erreicht hat, jeweils um einen Betrag verdreht werden, so daß über eine
lange Benutzungsdauer stets ein einwandfreies Zahnstangenprofil verfügbar ist. Die
Vorschubbewegung des Horizontalschlittens 4 wird über eine in einer Buchse 15 drehbar
gelagerte Gewindespindelmutter 15' und eine Zugspindel 16 bewirkt, die über Kegelräder
17, 18 und Zahnräder 19', 19" von einem Hauptvorschubmotor 19 angetrieben wird.
Bei der Bewegung des Horizontalschlittens 4 wird gleichzeitig ein in einer Führung
20' im Ständer 6 geführter Meßschlitten 20 längs eines Steuerlineals 23 mit Hilfe
einer mit einem Gleitschuh 24 versehenen Schubstange 25 parallel zur pni£lingsachse
vertikal verschoben. Das Steuerlineal 23 ist auf einem halbkreisförmi-
gen, mit einem
Zahnsegment 30 versehenen Lagerkörper 22 angeordnet, der zwischen zwei um eine gerätefeste
Achse 32 schwenkbaren Wangen 33, von denen in der Zeichnung nur eine dargestellt
ist, auf Rollen 34 gelagert ist. Die Neigung des Steuerlilneals 23 ist durch den
Hauptvorschubmotor 19 über eine jeweils zu betätigende Kupplung 26, ein Kegelräderpaar
27, 28 und eine Schnecke 29 grob und mittels eines Handrades 31 fein einstellbar.
Nach erfolgter Feineinstellung ist das Steuerlineal 23 in seiner Neigungslage durch
Zusammenpressen der Wangen 33 mit Hilfe von Klemmschrauben 34' verzugsfrei festklemmbar
und zusammen mit den Wanzen über einen auf einer festen Achse 35 gelagerten Winkelhebel
35' mittels einer Mikrometerschraube 36 feinsteinstellbar, so daß eine sehr genaue
Einstellung und Einhaltung der der Steigung des Prüflings entsprechenden Neigung
des Steuerlineals 23 mit Sicherheit gewährleistet ist. Der mit einem Präzisionsglasmaßstab
43 verbundene Meßschlitten 20 trägt eine Tasteannchtung, die eine mit einer Noniustellung
versehene Kreisführung 42 besitzt, in der ein mit einer 3600-Teilung versehener,
als Hohlzylinder ausgebildeter Rundschlitten 41 angeordnet und mittels eines Handrades
40 und eines in einer Innenverzahnung eingreifenden Ritzels um eine horizontale
Achse drehbar und daher auf den Steigungswinkel des Prüflings einstellbar ist. In
dem Rundschlitten 41 ist auf einem durch auswechselbare Endmaße39 in seiner Neigung
einstellbaren Sinus lineal 38 ein Tastkopf 21 verschiebbar gelagert, der mit seinem
Tastfühler 37 mittels einer dem Eingriffswinkel des Prüflings 7 entsprechend bemessenen
leeitrolle 46, um die ein mit seinen Enden im Ständer 6 befestigter Draht 47 geschlungen
ist, über ein Ritzel 44 und eine Zahnstange 45 in Richtung auf die Fräserachse bewegbar
ist. Da diese Bewegung des Tastkopfes 21 mit der in Abhängigkeit von der Fräserdrehung
erfolgenden Bewegung des Meßschlittens 20 durch die Leitrolle 46 und den Draht 47
gekoppelt ist, bewegt sich der Tastfühler 37 automatisch längs der Eingriffslinie
der Evolventenschraubenfläche der Schneidkanten-Hüllschraube desWälzfräsers. Die
sich als Abweichungen von der Sollform ergebenden wirksamen Schneidkantenfehler
sind daher durch die Auslenkungen des Tastfühlers 37 einwandfrei meßbar.
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Der vom Hauptvorschubmotor 19 bewirkten Bewegung des Horizontalschlittens
4 ist eine zusätzliche Vorschubbewegung mit Hilfe eines Nebenvorschubmotors 48 zuschaltbar,
der bei einer Unterbrechung der Anlage des Tastfühlers 37 an den Schneidkanten des
Prüflings 7 beim Überfahren der Zahnlücken durch Kontaktgabe ein- und abschaltbar
ist. Die zusätzliche zur Meßzeitverkürzung dienende Beschleunigung der Vorschubbewegung
ist dabei durch eine mit der Welle des Nebenvorschubmotors 48 gleichachsig gekuppelte
Gewindespindel 49 bewirkbar, die mit einem auf der drehbar gelagerten Gewindespindelmutter
15' fest angeordneten Schneckenrad 49' in Eingriff steht. Durch Betätigung einer
an der Motorwelle vorgesehenen Handkurbel 50 ist ohne motorischen Antrieb eine beliebig
wiederholbare Feineinstellung besonders interessierender Meßpunkte von Hand aus
möglich, um die Richtigkeit bestimmter Meßwerte nachprüfen zu können.
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Das formschlüssig mit der Präzisionsgewindespindel 14 im Eingriff
stehende Präzisionsschneckenrad 13, das mit dem Prüfling 7 über die Lagerspitze
10 und die Mituehinereinrichtung 12 gleichachsig gekuppelt
ist,
gestattet eine völlig schlupffreie und verspannungslose Bewegung des Horizontalschlittens
4, so daß eine sichere Reproduzierbarkeit der Meßstellungen gewährleistet ist. Mit
Hilfe der mit einer Gradeinteilung versehenen Rastenscheibe 11 und des ihr zugeordneten,
am Horizontalschlitten 4 fest angebrachten Zeigers 11' sind die vollen Prüflingsumdrehungen
genau meßbar, während die entsprechenden Werte der Prüfligngssteigung mit Hilfe
des mit dem Meßschlitten 20 verbundenen Präzisionsglasmaßstabes 43 und eines diesem
zugeordneten festen Zeigers 43' meJ3 und kontrollierbar sind.
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Eine solche Anordnung gestattet mit dem von der kraftbetätigten Bewegung
des Horizontalschlittens 4 getrennt angeordneten, ortsfesten Steuerlineal 23 sehr
genaue und kontrollierbare Messungen nicht nur eines Prüflings sondern auch wichtiger
Teile der Prüfvorrichtung selbst. So ist beispielsweise bei horizontal eingestelltem
Steuerlineal 23 die Führungsbahn 2 des Maschinenbettes 1 auf Fehlertreiheit genau
nachprufbar.
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Die an dem mit dem Meßschlitten 20 verbundenen Glasmaßstab 43, z.
B. mit Hilfe eines Spiralmikroskopes, genau ablesbaren Meßwerte können mit Hilfe
einer nicht dargestellten optischen Einrichtung auf eine Mattscheibe projiziert
und sichtbar gemacht werden, während die vom Tastfühler 37 beim Überfahren der Schneidkanten
des Prüflings 7 festgestellten Abweichungen von der Sollform des Fräsers über den
elektronischen Tastkopf 21 in bekannter Weise mit einem Schreibgerät darstellbar
sind.