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Selbsttätig arbeitendes Zahnradprüfgerät Zusatz zurZus.-Anmeldung:
H 25012 Ix b/42 b -Auslegeschrift 1 188 826 In der Zusatzpatentanmeldung H 25012
IX b/42 b (deutsche Auslegeschrift 1 188 826) zum Patent 1 183 700 ist ein selbsttätig
arbeitendes Zahnradprüfgerät, insbesondere zum Prüfen und Messen von Zweiflankenwälzfehlern,
Rundlauf-, Teilungs-, Zahndickenfehlern und Zahnlückenweitenfehlern an verzahnten
Teilen, beschrieben, bei dem ein wenigstens einen Meßtaster tragender Schlitten
periodisch auf den Prüfling geradlinig zu- und von ihm wegbewegt wird, wobei die
Bewegung des Schlittens oder Meßtasters durch ein Meßgerät angezeigt und/oder registriert
wird, und bei dem der Prüfling durch eine eigene Kraftquelle mit geringer Geschwindigkeit
angetrieben ist und der auf dem geradlinig hin- und herbewegten Schlitten schwenkbar
angeordnete Meßtaster beim Vorlauf des Schlittens vor Erreichen der Meßstellung
in eine Zahnlücke des Prüflings eingeführt und vom Prüfling über die Meßstellung
hinaus mitgenommen wird, während der Meßtaster eine Schwenkbewegung ausführt, und
bei dem Schaltmittel vorgesehen sind, durch welche der geradlinige Vor- und Rücklauf
des Schlittens in Abhängigkeit von der Bewegung des Meßtasters gesteuert wird, sowie
Mittel, durch die der Meßtaster beim Rücklauf des Schlittens um einen einstellbaren
Winkel zurückgeschwenkt wird, nachdem seine Tastspitze außer Eingriff mit der Verzahnung
des Prüflings gekommen ist, und bei dem für die periodische Hin- und Herbewegung
des Schlittens ein Elektromotor vorgesehen ist, der den Schlitten über ein Ritzel
und eine mit dem Schlitten verbundene Zahnstange antreibt, wobei die Einschaltung
des Elektromotors und seine Drehrichtungsumkehr über einen vom Meßtaster betätigten
Schalter und seine Abschaltung über einen Ausschalter mittels Schaltschützen erfolgt.
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Als Meßtaster ist nach einem Vorschlag der Zusatzpatentanmeldung
H 25012 IXb/42b ein Zahnsegment vorgesehen, das im sich vor- und zurückbewegenden
Schlitten schwenkbar gelagert ist.
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Die Verwendung von Zahnsegmenten als Meßtaster ist jedoch nachteilig,
denn zur Gewährleistung einer exakten Zweiflankenwälzprüfung müssen die als Zahnsegment
ausgebildeten Meßtaster eine genaue Meisterverzahnung besitzen, deren Herstellung
jedoch verhältnismäßig schwierig und entsprechend teuer ist.
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Um die Herstellung eines derartigen Meisterzahnrades zu vermeiden,
ist es bereits bekannt, Prüfräder derart herzustellen, daß sie aus zwei gegeneinander
federnden Teilhälften bestehen, von denen jede nur einseitige Zahnflanken aufweist,
die sich jedoch beide zu vollständigen Zähnen ergänzen. Damit lassen sich
die Teilhälften
ohne große Schwierigkeiten verstellen und mit Hilfe besonderer Einstellehren genau
auf das der Teilung des zu prüfenden Rades entsprechende Abstandsmaß bringen. Dadurch
können derartige Prüfräder für mehrere Module benutzt werden. Eine weitere Vereinfachung
ist bei diesem Gerät auch dadurch getroffen, daß statt des Prüfdrahtes eine Prüfzahnstange
verwendet wird, mit dem Vorteil, daß nur noch gerade Flächen zu bearbeiten sind.
Diese aus zwei oder mehreren Stücken bestehende Zahnstange ist bei dem bekannten
Gerät auf einem von Hand in die Lücken des Prüflings einführbaren und dort tangential
zum Prüfling verschiebbaren Schlitten gelagert, wobei die Zähne der Zahnstange in
den Prüfling kämmen und diesen um Zahnstangenlänge verschieben. Für die Prüfung
sehr großer oder bereits eingebauter verzahnter Teile und auch für die Prüfung von
Teilen, die noch auf der Verzahnmaschine aufgespannt sind oder auch für die Prüfung
eingespannter Verzahnungswerkzeuge ist dieser Vorschlag nicht brauchbar. Die Kräfte
bei der Prüfung großer Zahnräder können von einer derart aufgebauten Zahnstange
nicht übertragen werden. Aber auch bei kleineren, leicht drehbar angeordneten Prüflingen
sind die vom Meisterrad bzw. der Meisterzahnstange für die Weiterbewegung aufzubringenden
Kräfte so groß, daß die Genauigkeit der Messung nur gering sein kann. Die eigentliche
Prüfung erfolgt auch bei dem bekannten Gerät nicht wie im Hauptpatent beschrieben,
also derart, daß der Meßtaster (die Meisterverzahnung) während des Meßvorganges
zusammen mit dem sie tragenden Meßschlitten eine radiale Bewegung ausführt, deren
Größe ein Maß
für den Meßfehler ist, sondern dadurch, daß die beiden,
die Meisterverzahnung bildenden Zahnstangenhälften gegen Federwirkung verschiebbar
sind und die Abweichungen von der richtigen Zahnform, dadurch daß die beiden Teile
der Zahnstange ihre relative Lage zueinander ändern, gemessen wird.
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Es wurde weiter bereits eine Einrichtung beschrieben, die an Stelle
eines Meisterrades eine Meisterzahnstange benutzt, die jedoch derart aufgebaut ist,
daß man diese Meisterzahnstange aus in einem Käfig angeordneten Parallelendmaßen
zusammensetzt, deren Dicke gleich der Grundkreisteilung des zu prüfenden Zahnrades
sind und bei denen an der einen Meßfläche eines jeden Endmaßes ein Stück abgefast
ist, um den freien Eintritt der so gebildeten Meisterzahnstange in die Lücken des
Prüflings zu ermöglichen. Derart gebildete Meisterzahnstangen können dann an Einflankenabrollgeräten
anstatt aus dem Vollen gearbeiteten Zahnstangenlehren verwendet werden.
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Zum Vermeiden der schwierigen Herstellung eines Meisterzahnrades
bzw. eines Sektors eines solchen Zahnrades wird nun nach der Erfindung vorgeschlagen,
daß der Meßtaster - wie dies bei andersgearteten Zahnradprüfgeräten bereits bekannt
ist - als Zahnstange auszubilden und die Zahnstange tangential zum Prüfling in einen
auf dem sich vor- und zurückbewegenden Schlitten in radialer Richtung zum Prüfling
begrenzt beweglichen und durch Federkraft gegen den Prüfling vorgespannten Hilfsschlitten
leicht verschiebbar zu lagern.
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Damit werden zwar die Vorteile des im Patent 1183 700 bzw. im Zusatz
zum Hauptpatent (Patentanmeldung H 25012 IXb/42b) beschriebenen Gerätes beibehalten,
jedoch der Nachteil der schwierigen Herstellung eines Meisterzahnsegmentes vermieden.
Die Schwenkbewegung des Zahnsegmentes wird durch die leichte Verschiebbarkeit der
Zahnstange auf dem Hilfsschlitten ersetzt und so eine wirtschaftliche Fertigung
der Meßtaster ermöglicht.
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Eine Zahnstange ist wesentlich einfacher und genauer herstellbar als
ein Zahnsegment, da ihre Zähne im Gegensatz zu den Zähnen eines Zahnsegmentes nur
gerade Flächen besitzen.
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Zweckmäßig wird die Zahnstange vom bewegten Prüfling in tangentialer
Richtung gegen die Kraft einer Zugfeder mitgenommen und betätigt am Ende ihrer seitlichen
Bewegung einen den Vor- und Rücklauf des Schlittens steuernden federnden Kontakt
und wird während des Rücklaufs des Schlittens durch die Zugfeder bis zu einem einstellbaren
Anschlag seitlich in ihre Ausgangslage zurückbewegt.
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Eine besonders große Genauigkeit der Verzahnung wird erreicht, indem
die Zahnstange aus einzeln hergestellten Zähnen zusammengesetzt wird.
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An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Zahnradprüfgerätes sowie seine Arbeitsweise beschrieben. Es zeigt F i g. I eine
Draufsicht auf das Prüfgerät, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der
Fig. 1, F i g. 3 und 4 Teilschnitte nach den Linien III-III bzw. IV-IV der Fig.
1.
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Im Prinzip ist der Aufbau des Zahnradprüfgerätes der gleiche wie
im Zusatzpatent zum Hauptpatent bereits erläutert.
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Auf einer Grundplatte 111 ist ein mittels Rollenführungen 112 längsverschiebbarer
Schlitten 113 an-
geordnet, der seinerseits einen gleichfalls längsverschiebbaren
Meßschlitten 114 trägt. Dieser Meßschlitten 114 ist an zwei Blattfedern 115 aufgehängt
und kann sich dadurch gegenüber dem Schlitten 113 in Doppelpfeilrichtung 116 vor-
und zurückbewegen.
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Zum Vor- und Zurückbewegen des Schlittens 113 ist ein Elektromotor
117 vorgesehen, der über ein auf seiner Welle sitzendes Ritzel 118 eine Zahnstange
119 antreibt, die mit dem Schlitten 113 verbunden ist und diesen dadurch auf den
Prüfling 120 zu- und von ihm wegbewegt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Meßtaster 121 als Zahnstange
ausgebildet und in Doppelpfeilrichtung 122 tangential zum Prüfling 120 in einem
auf dem sich vor- und zurückbewegenden Meßschlitten 114 in radialer Richtung zum
Prüfling begrenzt beweglichen und durch Federkraft gegen den Prüfling vorgespannten
Hilfsschlitten 123 leicht verschiebbar gelagert. Nach Eingriff des Meßtasters 121
in die Zahnlücken des bewegten Prüflings 120 wird der Meßtaster in tangentialer
Richtung gegen die Kraft einer Zugfeder 124 in Pfeilrichtung 125 mitgenommen und
betätigt am Ende seiner seitlichen Bewegung einen den Vor- und Rücklauf des Schlittens
113 steuernden federnden Kontakt eines Schalters 126 und wird während des Rücklaufs
des Schlittens 113 durch die Zugfederl24 bis zu einem einstellbaren Anschlag 127
seitlich in seine Ausgangslage zurückbewegt.
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Die Schaltung des Elektromotors 117 erfolgt wie bei der im Zusatzpatent
beschriebenen Vorrichtung über den Schalter 126, der vom Meßtaster 121 bei dessen
Verschiebung betätigt und über einen Ausschalter 128, der von der Zahnstange 119
betätigt wird. Die Zahustange 119 ist relativ zum Schlitten 113 verschiebbar und
gegen diesen durch eine Druckfeder 129 abgestützt. Wenn der Schlitten 113 an einer
an der Vorderkante der Grundplatte 111 angeordneten Begrenzungsleiste 130 zur Anlage
gekommen ist, kann sich die Zahnstange 119 gegen die Kraft der Feder 129 noch weiterhin
auf den Prüfling zubewegen, wobei der Schalter 128 geöffnet wird, der dann den Motor
stillsetzt. Durch die Kraft der Feder 129 wird der Schlitten 113 während des Meßvorganges
in Anlage an der Begrenzungsleiste 130 gehalten.
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Der Rücklauf der Zahnstange 119 wird dadurch verhindert, daß ein Elektromotor
mit nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe verwendet wird, dessen Selbsthemmung
ausreicht, eine Rücklaufbewegung der Zahnstange zu unterbinden.
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Mit dem Schlitten 113 ist ein Kondensatorbelag 131 verbunden, der
mit einem am Meßschlitten 114 befestigten Kondensatorbelag 132 zusammenarbeitet,
wie dies bereits im Hauptpatent beschrieben worden ist. In Fig.4 ist ein Querschnitt
durch die beiden Kondensatorbeläge dargestellt. Die beiden Kondensatorbeläge sind
kammartig ausgebildet und greifen ähnlich wie bei einem Drehkondensator ineinander.
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Der Aufbau und die Wirkungsweise einer derart kapazitiv arbeitenden
elektrischen Meßeinrichtung sind an sich bekannt und sowohl im Zusatzpatent als
auch im Hauptpatent ausführlich beschrieben.
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Ebensogut ist es auch möglich, eine induktiv arbeitende elektrische
Meßeinrichtung zu verwenden (Induktions- oder Widerstandsänderungen). Außerdem können
an Stelle elektrischer Meßeinrichtungen mechanische Meßeinrichtungen, z. B. Tastuhren,
eingesetzt werden.
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Die Schaltung des Elektromotors zur periodischen Vor- und Rückbewegung
des Schlittens geht wie folgt vor sich: Der im durch die Zugfeder 124 vorgespannten
Hilfsschlitten 123 gelagerte, als Zahnstange ausgebildete Meßtaster 121 schließt
am Ende seiner seitlichen Bewegung den Schalter 126, wodurch die Magnetspule eines
Schaltschützes erregt wird, so daß der Elektromotor 117 dadurch über Schaltkontakte
in der Drehrichtung eingeschaltet wird, in der die Zahnstange 119 zurückbewegt wird.
Wie auch beim Zusatzpatent beschrieben, wird dadurch zunächst der von der Zahnstange
betätigte Schalter 128 geschlossen und anschließend der Schlitten 113 zurückgezogen.
Bei dieser Rücklaufbewegung des Schlittens 113 und somit auch des Meßschlittens
114 wird, wie schon gesagt, der Meßtaster 121 seitlich in seine Ausgangslage zurückbewegt,
wodurch der Schalter 126 wieder geöffnet wird. Dadurch wird die Magnetspule des
Schaltschützes stromlos und die Schaltkontakte werden geöffnet, während gleichzeitig
andere Schaltkontakte des Schaltschützes geschlossen werden. Dadurch wird der Motor
117 umgepolt und ändert seine Drehrichtung, so daß der Schlitten 113 sich wieder
auf den Prüfling 120 zubewegt. Nachdem er zur Anlage an die Begrenzungsleiste 130
gekommen ist, öffnet die sich weiter bewegende Zahnstange 119 den Schalter 128 und
schaltet dadurch den Motor aus. In einer der Zuleitungen des Motors kann ein Potentiometer
eingeschaltet sein, mit dessen Hilfe die Drehzahl des Motors genau einstellbar ist.