DE1448460C

DE1448460C - Gear tester

Info

Publication number: DE1448460C
Authority: DE
Inventors: Win Anthony Detroit Mich. Rüssel (V.StA.)
Original assignee: Lear Siegler, Inc., Santa Monica, Calif. (V.StA.)
Publication date: 1971-09-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnradprüfgerät, bei dem das zu prüfende Zahnrad und ein Meisterzahnrad in spielfreiem Eingriff miteinander drehbar sind und die Unterstützung des einen Zahnrades gegenüber der Unterstützung des anderen Zahnrades hin- und herbewegbar ist und eine Meßvorrichtung für diese Relativbewegung vorgesehen ist.The invention relates to a gear testing device in which the gear to be tested and a master gear are rotatable with each other in backlash-free engagement and the support of a gear opposite the support of the other gear is reciprocable and a measuring device for this relative movement is provided.

Zahnradprüfgeräte dieser Gattung sind in verschiedenen Ausführungsformen, mit geradlinig oder pendelnd bewegbarer Unterstützung des einen Zahnrades, insbesondere zum Messen der Exzentrizität des zu prüfenden Zahnrades bekannt. Es sind auch Geräte bekannt, mit denen sich Rundlauf fehler und Teilungsfehler gleichzeitig in einem Arbeitsgang prüfen lassen. Bei diesen Geräten sind an Stelle eines Meisterrades Taster, die in Zahnlücken des Prüflings eingreifen, vorgesehen; die Taster müssen nach jedem einzelnen Meßvorgang aus den Zahnlücken heraus bewegt werden, ehe der Prüfling um eine Teilung weitergedreht werden und die nächste Messung durchgeführt werden kann. Die Bewegungen der Taster in die Zahnlücken hinein und aus ihnen heraus sind bei einem bekannten Zahnradprüfgerät zwar mechanisiert, doch ist der hierfür erforderliche Bauaufwand erheblich. Bei konstruktiv einfacheren Geräten der eingangs beschriebenen Gattung bereitet es dagegen Schwierigkeiten, Zahnlückenweitenfehler, wie sie beispielsweise auch durch stehengebliebene Grate auftreten können, von Rundlauffehlern zu unterscheiden. Zahnlückenweitenfehler haben nämlich ebenso wie Rundlauffehler die Folge, daß das Meisterrad, je nach Art des Fehlers, mehr oder weniger tief als normal in die Lücke zwischen den gerade mit dem Meisterrad kämmenden Zähnen des Prüflings eintaucht, so daß bei bekannten gattungsgemäßen Geräten der Anzeige der Meßvorrichtung nicht zu entnehmen ist, ob es sich um einen Rundlauffehler oder um einen Zahnlückenweitenfehler handelt.Gear testing devices of this type are available in different embodiments, with straight lines or pendulously movable support of one gearwheel, in particular for measuring the eccentricity of the gear to be tested is known. There are also devices known with which runout errors and Have pitch errors checked at the same time in one operation. These devices have a Master wheel buttons that engage in gaps between the teeth of the test specimen are provided; the buttons must be after each individual measuring process are moved out of the tooth gaps before the test specimen by a pitch can be turned further and the next measurement can be carried out. The movements of the buttons in the tooth gaps in and out of them are mechanized in a known gear testing device, but the construction effort required for this is considerable. With structurally simpler devices the On the other hand, there are difficulties in finding tooth gap width errors such as those described at the beginning can also occur due to remaining burrs, to be distinguished from radial run-out errors. Tooth gap width errors as well as concentricity errors have the consequence that the master wheel, ever According to the type of error, more or less deep than normal in the gap between the straight with the master wheel meshing teeth of the test specimen is immersed, so that in known generic devices of the Display of the measuring device does not show whether it is a runout error or a Tooth gap width errors are involved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradprüfgerät zu schaffen, das, im wesentlichen - unbeeinflußt von Rundlauffehlern, auf einzelne Zahnlückenweitenfehler anspricht.The invention has for its object to provide a gear testing device that, essentially - Unaffected by runout errors, on individual tooth gap width errors appeals to.

Diese Aufgabe ist bei einem Zahnradprüfgerät der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßvorrichtung zum Messen der infolge plötzlicher Beschleunigungen oder Verzögerungen der beweglichen Zahnradunterstützung auftretenden Abstandsänderungen zwischen.. dieser und einer hin- und herbewegbaren trägen Masse angerechnet ist, die von einer Rückstellkraft in einer Mittelstellung in bezug auf einen an der beweglichen Zahnradunterstützung anliegenden und ihren langsamen Bewegungen im wesentlichen trägheitslos folgenden Anschlag gehalten ist. .According to the invention, this object is achieved in a gear testing device of the type described at the outset solved that the measuring device for measuring the result of sudden accelerations or decelerations the moving gear support occurring changes in distance between .. this and a reciprocating inertial mass is counted by a restoring force in a Middle position with respect to one of the moving gear support and its slow one Movements essentially following without inertia Stop is held. .

Trägheitsmeßvorrichtungen sind bei Verdickungsl'ühlcrn für laufende Bahnen aus Papier od. dgl. bekannt; bui ihnen ist zwischen einem an der laufenden Bahn anliegenden Taster und einer Anzeige- oder Schaltvorrichtung, die nur bei plötzlichen Dickenän-(lcrungun der laufenden Bahn betätigt werden soll, entweder eine träge Masse oder ein in einem Zylinder spielender Kolben als Dämpfungsglied vorgeseheu. Diesen einem anderen technischen Gebiet als die Krfindung angehörenden Vorrichtungen fehlt das. Merkmal, daß die träge Masse oder das dem Dämpfuiigsglicd von einer Rückstellkraft in einer Mittelstellung in bezug auf einen dem Taster im wesentlichen träglieitslos folgenden Ansc.'ikuj T.'i'ulii.'ii ist; p~-it :':esem Merkmal ist bei dem erfindungsgemäßen Gerät berücksichtigt, daß die Amplitude der Auswanderung der beweglichen Zahnradunterstützung bei Rundlauffehlem des Prüflings im allgemeinen wesentlich größer ist als bei den mit dem erfindungsgemäßen Gerät zu messenden abrupten Unregelmäßigkeiten der Zahnlückenweite.Inertia measuring devices are at thickening oil coolers for running webs of paper or the like. Known; bui them is between one on the going Buttons on the web and a display or switching device that only works in the event of a sudden change in thickness (lcrungun the moving web is to be actuated, either an inertial mass or one in a cylinder playing piston provided as a damper. This technical area other than The devices belonging to the invention lack the feature that the inertial mass or the damping glicd of a restoring force in a central position with respect to one of the button essentially laxly following Ansc.'ikuj T.'i'ulii.'ii is; p ~ -it: ': esem Feature is taken into account in the device according to the invention that the amplitude of the emigration the moving gear support in the case of radial runout errors of the test object is generally essential is greater than the abrupt irregularities to be measured with the device according to the invention the tooth gap width.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnradprüfgeräts weist die Meßvor-In a preferred embodiment of the gear testing device according to the invention, the measuring device

ίο richtung ein mit der beweglichen ZahnradunterStützung bewegliches Bezugselement und ein mit der trägen Masse bewegliches Bezugselement auf.ίο direction one with the movable gear support movable reference element and a reference element movable with the inertial mass.

Diese Ausführungsform ist zweckmäßigerweise dadurch weitergebildet, daß die träge Masse unter der Rückstellkraft an einem das eine Bezugselement bildenden und in Richtung zur trägen Masse vorgespannten verschiebbaren Fühler der Meßvorrichtung angreift.This embodiment is expediently developed in that the inertial mass under the Restoring force on a reference element forming a reference element and preloaded in the direction of the inertial mass engages movable sensor of the measuring device.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal, wenn die träge Masse an Blattfedern in einem leichten Rahmen aufgehängt ist, der seinerseits an Blattfedern an einer ortsfesten Unterstützung aufgehängt ist und an dem der an der beweglichen Zahnradunterstützung anliegende Anschlag einstellbar befestigt ist. Zweckmäßigerweise sind dieselben Blattfedern jeweils oben mit der ortsfesten Unterstützung, in ihrem mittleren Bereich mit dem Rahmen und unten mit der trägen Masse verbunden.According to a further feature of the invention, a particularly simple construction results when the inert mass is suspended on leaf springs in a light frame, which in turn on leaf springs on a stationary support is suspended and on which the adjacent to the movable gear support Stop is adjustable attached. Appropriately, the same leaf springs are each at the top the stationary support, in its middle area with the frame and below with the sluggish Ground connected.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnradprüfgeräts ist die träge Masse am Ende eines Pendels und die bewegliche ZahnradunterStützung an einem um die Pendelachse schwenkbaren Hebel mit einer die träge Masse umgreifenden, die Meßvorrichtung und Rückstellfedern tragenden Gabel ausgebildet.In another embodiment of the gear testing device according to the invention, the inertial mass is on End of a pendulum and the movable gear support on a pivotable one around the pendulum axis Lever with a fork that encompasses the inertial mass and carries the measuring device and return springs educated.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to schematic drawings of two exemplary embodiments explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnradprüfgerätes,Fig. 1 shows a first embodiment of the invention Gear testing device,

Fig. 2 eine teilweise als Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und 3 gezeichnete Ansicht desselben Prüfgeräts,FIG. 2 is a view of the same drawn partially as a section along the line II-II in FIGS. 1 and 3 Test device,

Fig. 3 eine Teilansicht in Richtung der Pfeile III in Fig. 1 und 2, und3 is a partial view in the direction of arrows III in FIGS. 1 and 2, and

F i g. 4 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnradprüfgeräts.F i g. 4 shows another embodiment of the gear testing device according to the invention.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Zahnradprüfgerät umfaßt eine im wesentlichen bekannte und daher im folgenden nicht näher beschriebene Rundlaufprüfvorrichtung 12 und eine Vorrichtung 14 zum Prüfen der Zahnlückenweite. Das zu prüfende Zahnrad 16 ist auf einer ortsfesten Welle 18 befestigt und kämmt mit einem frei drehbar gelagerten Meisterzahnrad 20. Die Welle 18 läßt sich mit einem Motor 21 antreiben Das Meisterzahnrad 20 ist auf einem Winkelhebel 22 gelagert, der seinerseits auf einem ortsfesten Lagerzapfen 23 gelagert ist.The gear testing device shown in Figs. 1 to 3 comprises a substantially known and therefore in the following not described in detail concentricity test device 12 and a device 14 for testing the Tooth gap width. The gear 16 to be tested is attached to a stationary shaft 18 and meshes with it a freely rotatably mounted master gear 20. The shaft 18 can be driven by a motor 21 Master gear 20 is mounted on an angle lever 22, which in turn is on a stationary bearing pin 23 is stored.

Der eine Arm 24 des Winkelhebels 22 wirkt mit der Rundlaufprüfvorrichtung 12 zusammen und ist mit einem ortsfesten Teil 25 des Geräts durch eine Feder 26 verbunden, die den Hebel derart vorspannt,One arm 24 of the angle lever 22 interacts with the concentricity test device 12 and is connected to a stationary part 25 of the device by a spring 26 which biases the lever in such a way that

. daß das Meisterzahnrad 20 ständig spielfrei mit dem Prüfling 18 kämmt.. that the master gear 20 constantly meshes with the test object 18 without play.

Am Ende des zweiten Anns 28 des Winkelhebels 22 sind ein Anschlag 34 und eine Meßvorrichtung 36 befestigt. Die Meßvorrichtung 36 ist parallel zurAt the end of the second Anns 28 of the angle lever 22 are a stop 34 and a measuring device 36 attached. The measuring device 36 is parallel to the

Schwingebene des Winkelhebels 22 verstellbar an einem Säulenteil 56 befestigt, das in einer Bohrung 58 am Ende des Arms 28 des Winkelhebels festgeklemmt ist. Zum Verstellen der Meßvorrichtung 36 ist eine Stellschraube 60 vorgesehen.Swing plane of the angle lever 22 adjustably attached to a column part 56 which is in a bore 58 is clamped at the end of the arm 28 of the bell crank. For adjusting the measuring device 36 an adjusting screw 60 is provided.

Der Anschlag 34 liegt an einer Anschlagschraube 62 an, die an einem U-förmigen Rahmen 64 befestigt ist. Die Meßvorrichtung 36 umfaßt einen Fühler 66, der an einem Anschlag 68 anliegt; dieser Anschlag ist an einem pendelnd aufgehängten Gewicht 70 von erheblicher träger Masse ausgebildet. Die Aufhängung des Gewichts 70 umfaßt, wie besonders aus F i g. 3 ersichtlich, eine am Maschinengestell 76 befestigte abgewinkelte Halterung 96, deren einer waagerechter Schenkel Schlitze 100 aufweist, durch die sich Blattfedern 102 hindurch erstrecken. Die Blattfedern 102 sind mit Schrauben 103 an der Halterung 96 befestigt und erstrecken sich nach unten.The stop 34 rests against a stop screw 62 which is fastened to a U-shaped frame 64 is. The measuring device 36 comprises a sensor 66 which rests against a stop 68; this stop is formed on a pendulum suspended weight 70 of considerable inertial mass. The suspension of the weight 70, as particularly shown in FIG. 3, an angled attached to the machine frame 76 can be seen Bracket 96, one horizontal leg of which has slots 100 through which leaf springs extend 102 extend therethrough. The leaf springs 102 are fastened to the bracket 96 with screws 103 and extend downwards.

Der U-f örmige Rahmen oder Träger 64 weist Klammern 104 auf, die etwa in der Mitte der Blattfedern 102 festgeklemmt sind. Für die Anschlagschraube 62 ist am Rahmen 64 ein Klotz 106 vorgesehen; dieser Klotz weist eine Gewindebohrung auf, in der die Anschlagschraube sitzt und durch eine Klemmschraube 109 in ihrer Lage gesichert ist.The U-shaped frame or support 64 has brackets 104 which are approximately in the middle of the leaf springs 102 are clamped. A block 106 is provided on the frame 64 for the stop screw 62; this Block has a threaded hole in which the stop screw sits and a clamping screw 109 is secured in its position.

Am Gewicht 70 sind unten ebenfalls Klammern 112 vorgesehen, die am unteren Ende der Blattfedern 102 festgeklemmt sind.At the bottom of the weight 70 clips 112 are also provided, which are at the lower end of the leaf springs 102 are clamped.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Gerät arbeitet folgendermaßen: Wenn ein Zahnlückenweitenfehler des im Eingriff mit dem Meisterzahnrad 20 umlaufenden zu prüfenden Zahnrades 18 eine Schwenkung des Winkelhebels 22 hervorruft, beispielsweise eine Schwenkung im Sinne des von der Feder 26 in bezug auf den Lagerzapfen 23 erzeugten Moments entgegen dem Uhrzeigersinn, dann drückt der Anschlag 34 über die Anschlagschraube 62 den verhältnismäßig leichte Rahmen64 in Fig. 2, nach rechts; dieser Bewegung kann das Gewicht 70 wegen seiner größeren trägen Masse zunächst nicht folgen, so daß zwischen dem Rahmen 64 und dem Gewicht 70 eine Relativbewegung entsteht, die eine Bewegung des Fühlers 66 gegenüber dem Hauptteil der Meßvorrichtung 36 zur Folge hat und somit eine Anzeige der Meßvorrichtung erzeugt, die ein Maß für den Zahnlückenweitenfehler an der gerade mit dem Meisterzahnrad 20 im Eingriff stehenden Stelle des Prüflings 18 ist. Die Messung bleibt von Rundlauffehlern des Prüflings 18 auch dann im wesentlichen unbeeinflußt, wenn diese Rundlauffehler ihrem Betrag nach größer sind als die Zahnlückenweitenfehler; die Rundlauf fehler führen nämlich nur zu einer allmählichen Schwenkung des Winkelhebels 22, die bei einem vollen Umlauf des Prüflings in beiden Schwenkrichtungen nur je ein Maximum aufweist. Den durch Rundlauf fehler hervorgerufenen allmählichen Schwenkungen des Winkelhebels 22 folgt das Gewicht 70 zumindest annähernd in der gleichen Weise wie der Rahmen 64, so daß zwischen beiden keine Anzeige der Meßvorrichtung 36 hervorrufende Relativbewegung auftritt.The device shown in Fig. 1 to 3 works as follows: If a tooth gap width error of the gear 18 to be tested rotating in engagement with the master gear 20 causes a pivoting of the angle lever 22, for example a pivoting in the sense of the spring 26 with respect to the bearing pin 23 generated torque counterclockwise, then the stop 34 presses the stop screw 62, the relatively light frame 64 in Fig. 2, to the right; The weight 70 cannot follow this movement because of its greater inertial mass, so that a relative movement arises between the frame 64 and the weight 70, which results in a movement of the sensor 66 with respect to the main part of the measuring device 36 and thus a display of the measuring device generated, which is a measure of the tooth gap width error at the point of the test object 18 which is currently in engagement with the master gear 20. The measurement remains essentially unaffected by runout errors of the test object 18 even if these runout errors are greater in magnitude than the tooth gap width errors; namely, the runout errors only lead to a gradual pivoting of the angle lever 22, which has only a maximum in each of the two pivoting directions during a full rotation of the test object. The gradual pivoting of the angle lever 22 caused by concentricity errors is followed by the weight 70 at least approximately in the same way as the frame 64, so that there is no relative movement between the two that causes the measuring device 36 to display.

Die Einstellbarkeit der Meßvorrichtung 36 und der Stellschraube 62 ermöglichen es, das Gerät derart an zu prüfende Zahnräder verschiedener Größe anzupassen, daß zwischen dem Anschlag 34 und der Stellschraube 62 einerseits sowie zwischen dem Fühler 66 und dem Anschlag 68 andererseits in jedem Fall der erforderliche Berührungsdruck besteht.The adjustability of the measuring device 36 and the adjusting screw 62 make it possible to adjust the device in this way To adjust gears to be tested of different sizes that between the stop 34 and the set screw 62 on the one hand and between the sensor 66 and the stop 68 on the other hand in each case of the required contact pressure.

Die in F i g. 4 dargestellte abgewandelte Ausführungsform eines Zahnradprüfgeräts zum Messen von Zahnlückenweitenfehlern umfaßt einen ortsfesten Lagerzapfen 112 und einen darauf gelagerten ersten Hebel 114, dessen freies Ende gegabelt ist und an dessen mittlerem Teil auf einem Lagerzapfen 116 ein Meisterzahnrad 118 frei drehbar gelagert ist. An den beiden Zinken 122 des gegabelten Hebels 114 ist je ein Druckzapfen 120 tangential zum Schwenkkreis des Hebels verschiebbar geführt; die beiden DruckzapfenThe in F i g. 4 shown modified embodiment of a gear testing device for measuring Tooth gap width errors comprises a stationary bearing journal 112 and a first lever mounted thereon 114, the free end of which is forked and at the middle part of which on a journal 116 a master gear 118 is freely rotatable. There is one on each of the two prongs 122 of the forked lever 114 Pressure pin 120 guided displaceably tangentially to the pivot circle of the lever; the two pressure pins

ίο 120 sind durch je eine Feder 121 zueinander hin vorgepsannt. An der einen Zinke des gegabelten Hebels 114 ist eine Meßvorrichtung 124 befestigt, die einen ebenfalls tangentialen Fühler 126 umfaßt. .ίο 120 are biased towards each other by a spring 121 each. At one prong of the forked lever 114, a measuring device 124 is attached, the one also includes tangential feeler 126. .

Der Fühler 126 greift an einem zweiten, ebenfalls auf dem Lagerzapfen 112 gelagerten Hebel 128 an. Am freien Ende des zweiten Hebels 128 ist ein Ge-The sensor 126 engages a second lever 128 which is also mounted on the bearing pin 112. At the free end of the second lever 128 is a gear

■" wicht 130 von großer träger Masse vorgesehen. In das Gewicht 130 sind zwei voneinander wegweisende Stellschrauben 132 eingeschraubt, an denen jeweils einer der beiden Zapfen 120 unter dem Druck der zugehörigen Feder 121 anliegt. Die Federn 121 sind derart eingestellt, daß das Gewicht 130 normalerweise eine Mittelstellung zwischen den Zinken 122 des ersten Hebels 114 einnimmt. Die mögliche Relativbewegung zwischen den beiden Hebeln 114 und 128 ist durch je einen Anschlag 134 an den beiden Zinken 122 und damit zusammenwirkende Stellschrauben 136 am Gewicht 130 begrenzt.■ "Weight 130 of a large inertial mass is provided. Two adjusting screws pointing away from each other are in the weight 130 132 screwed, on each of which one of the two pins 120 under the pressure of the associated Spring 121 is applied. The springs 121 are adjusted so that the weight 130 normally a Central position between the prongs 122 of the first lever 114 assumes. The possible relative movement between the two levers 114 and 128 is through a stop 134 on the two prongs 122 and adjusting screws 136 cooperating therewith on the weight 130 are limited.

Am ersten Hebel 114 greift eine Zugfeder 142 an, die an einem ortsfesten Teil 144 des Prüfgeräts angehängt ist. Die Feder 142 hält das Meisterzahnrad 118 in spielfreiem Eingriff mit einem zu prüfenden Zahnrad 146, das auf einer ortsfesten Welle 148 befestigt ist und sich mit dieser drehen läßt.A tension spring 142, which is attached to a stationary part 144 of the test device, acts on the first lever 114 is. The spring 142 holds the master gear 118 in backlash-free engagement with one to be tested Gear 146 which is mounted on a stationary shaft 148 and can be rotated with this.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ent-The mode of operation of this embodiment

spricht der für die erste Auführungsform an Hand der F i g. 1 bis 3 beschriebenen.speaks for the first embodiment based on FIG. 1 to 3 described.

Claims

Patent claims:

1. Gear tester for measuring tooth gap width errors, in which the to be tested Gear and a master gear are rotatable in backlash-free engagement with each other and the support of a gear relative to the support of the other gear is reciprocable and a measuring device for this relative movement is provided, thereby characterized in that the measuring device (36; 124) for measuring the due to sudden accelerations or delays in the movable gear support (28; 114) occurring changes in distance between this and a reciprocating inertial mass (70; 130) is arranged, which by a restoring force (Springs 102; 121) in a central position with respect to one on the movable gear support and following their slow movements essentially without inertia Stop (62; 120) is held.

2. Gear testing device according to claim 1, characterized in that the measuring device (36; 124) a reference element movable with the movable gear support (28; 114) (Body of 36; body of 124) and a reference element (66; 126) movable with the inertial mass (70; 130).

3. Gear testing device according to claim 2, characterized

characterized in that the inertial mass (70; 130) acts under the restoring force (springs 102; 121) on a displaceable sensor (66; 126) of the measuring device which forms a reference element and is pretensioned in the direction of the inertial mass.

4. Gear testing device according to claim 3, characterized in that the inertial mass (70) on leaf springs (102) is suspended in a light frame (64) which in turn is suspended on leaf springs (102) on a stationary support (96) and on to which the stop (62) resting on the movable gear support (28) is adjustably attached.

5. Gear testing device according to claim 4, characterized in that the same leaf springs (102) are connected at the top with the fixed support (96), in their central area with the frame (64) and at the bottom with the supporting mass (70).

6. Gear testing device according to claim 3, characterized in that the inertial mass (130) at the end of a pendulum (128) and the movable gear support (116) on a lever (114) pivotable about the pendulum axis (112 ) with an engaging the inertial mass , the measuring device (124) and return springs (121) carrying fork (122) are formed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings