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3e schreibung Evolventen- und Zahnrichtungsprüfgerät Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Evolventen-und Zahnriohtungs prüfgerät, insbesondere für
den Triebling eines Kraftfahrzeug-Differentialgetriebes. Die einfachste Art der
Prüfung einer Verzahnung ist die Vergeichsmessng zwischen einem Muster oder Musterstück
und dem Prüfling oder Werkstück mit zwei parallegesxhalteten Meßeinrichtungen an
den ebenso parallelgeschalteten Vergleichs stücken. Ungenauigkeiten, also Differenzen
zwischen den gemessenen und zu vergleichenden Linien der Verzahnung werden durch
du Meßgerät als Ausschläge in der somit geraden Meßlinie verzeichnet. Mit einem
Gerät nach der Erfindung ist einfach und schnell eine solche Vergleichsmessung an
Verzahnungen, insbescndere am Tellerrad und Triebling eines Kraftfahrzeug-Differentalgetriebes
möglich, und die Fertigung dieser Zakinräder kann mit dem Gerät und der Vergleichsmessung
gut überwacht werden. Erfindungsgemäß wird die von einem Führungstaster auf den
Musterstück abgetastete Linie ebenso von einem zweiten starr mit dem ersten Taster
verbundenen Meßtaster mit Diagrammaufzeichnung auf einem ebenso wie di. Taster svmmetrisoh
zu dem Musterstück angeordneten Prüfling abgetastet, und es werden dabei Ungenauigkeiten
gegenüber dem Musterstück von dem Meßtaster registriert und aufgezeichnet, wobei
die Anfnahmeeinrichtung für Muster und Prüfling einerseits und für die Tasteinrichtungen
andererseits auf ihrer Grundplatte mit einem Schlitten verschiebbar und in der Höhe
einstellbar sind. Vorteilnaft ist der Tasterblock auslegerartig an zwei auf dem
Schlitten befestigten Säulen geführt und in der Hohe einstellbar. An dem Tasterblock
ist ein auf Rollen am Säulenende geführtes Seil befestigt mit einem Ausgleichsgewicht
an seinem Ende, so daß der Tasterblock leicht in der Hohe verstellbar ist. Zweckmäßig
wird
zur Kontrolle der Längsrichtungdes Zahnes eines Tellerrades die Aufnahmevorrichtung
für die Räder in Richtung des Zahnes auf der Grundplatte in der dazu vorgesehenen
Schlittenftihrung verschoben.
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Zur Kontrolle des Profils (Evolvente) der Verzahnung des Tellerrades
wird zweckmäßig der Tasterblock mit seinem Schlitten in die Zahntiefe hineinverschoben,
wobei der Meßtaster über einen Doppelhebel das Profil abtastet. Zur Prüfung der
Verzahnung erhalten die Werkstücke beim Abfahren der Zahnlängsrichtung zusätzlich
eine Drehbewegung, indem bei horizontaler Bewegung des Schlittens, der die Aufnahme
für die Trieblinge trägt, ein Führungstriebling mit der Flanke seines Zahnes gegen
einen feststehenden Bolzen läuft und dabei durch diesen gedreht wird. Über einen
Riemen-oder sonstigen Trieb wird die Drehbewegung des Führungstrieblings an den
darüberliegenden Muster- und Prüftriebling weitergeleitet. Eine Feder dient zur
Sicherung des der Anlage des Trieblingß gegen den Führungsbolzen. Schließlich ist
an der Aufnahmeeinrichtung für die Muster und Meßstücke die Unterlage fUr diese
allseitig verstellbar und einstellbar angeordnet, so daß die Me- und Mustestücke
in Jede Lage gebracht und festgehalten werden können. Mit einem solchen Gerät ist
es möglich, schnell und einfach die Zahnrichtung und das Profil (Evolvente) von
spiralverzahnten Rädern zu messen. Während bisher die Beurteilung solcher Räder
nur über ein Tragbild möglich war, du auf einer Friifmasohine im Zusammenlauf von
Rad und Gegenrad erzeugt wurde, sind mit der Erfindung Ungenauigkeit.n der Verzahnung
und ihre Lage und Grdße genau feststellbar. Die notwendige Korrektur ist danach
an der Fertigungsmaschine leicht durchzuführen und zwar sowohl beim Fräsen der Verzahnung
als auch beim nachfolgenden Läppen. Durch die Erfindung erhält man Aufschluß über
Lage - der Zahnrichtung, - über das Profil, den Eingriffwinkel, die Größe und Lage
der Balligkeit und über die Oberflächenbeschaffenheit. Auch für korrigierte Räder
istdie Erfindung verwendbar, da die Diagramme dann eine gerade Linie aufzeigen,
wenn das Werkstück die gleiche Korrektur aufweist, wie das Bezugsrad oder Musterrad.
Dies ist wesentlich einfacher als mit den bekannten Meßgeräten, wo die unkorrigierten
Räder ein gerades Diagramm und die korrigierten Räder ein Diagramm mit einer ganz
bestimmten Krümmung aufweisen.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt und nachfolgend beschrieben.
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Fig. l zeigt schematisch den Aufbau einer Messung und des Meßgerätes,
Fig. 2 die Messung vpn Tellerrädern in Ansicht, Fig. 3 eine Seitensicht der Fig.
2, Fig. 4 die Aufnahme des Tellerrades zur Messung in der Zahnebene, Fig. 5 die
Aufnahme des Triebling8 zur Messung des Zahnquers chnitts> Fig. 6 die Aufnahme
des Trieblings zur Messung in Zahnlängsrichtung und Fig. 7 eine Ansieht der Fig.
6.
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Mit 1 ist die Grundplatte bezeichnet, auf der das Meßgerät aufgebaut
ist. Die Werkstückaufnahme baut sich auf einem in der Grundplatte 1 verschiebbar
geführten Schlitten 2 auf und stellt eine senkrecht angeordnete Spannplatte 3 dar.
An dieser Spannplatte 3 werden die Teller räder 4, Fig. 2 - 4, oder der Triebling
5, Fig. 5 @ 7, befestigt. Für bestimmte Zahnmessungen ist es notwendig, das Werkstück
in einem Winkel auf der Spannplatte 3 anzuordnen, wie es Fig. 4 und 5 zeigen, und
zu welchem Zweck Vorrichtungen 31 an der Spannplatte 3 vorgesehen sind.
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Gemaß Fig. 1 sind zwei übereinander angeordnete Taster 6, 7 an einem
Tasterblock 8 angeordnet derart, daß ein unterer, fester Fuhrunstaster 6 horizontal
freitragend am Tasterblock 8 sich befindet und darüber der Meßtaster 7 in einem
Arm 9 des Tasterblocks 8 eingelassen ist. Der Meßtaster 7 registriert in bekannter
Weise die Ausschläge seines Tastkopfes. Der Tasterblock 8 ist an zwei senkrechten
Säulen 10, 11, die auf einem in der Grundplatte l verschiebbar geführtenSchlitten
19
befestigt sind, verstellbar und einstellbar angeordnet. An dem
Tasterblock 8 ist ein Seil 12 befestigt,über Rollen 13, am Kopf der Säule 11 gefUhrt
und am Ende mit einem Außgleichagewicht 14 versehen, durch welches das Gewicht des
Tasterblocks 8 aufgehoben wird.
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Gemäß Fig. 1 wird beim Verschieben des Schlittens 2 in Pfeilrichtung
der Tastkopf 6 entlang der Kontur 15 eines Werkstückes verfahren genauso, wie der
Tastkopf des Meßtaster 7 auf der Kontur 16 eines genau parallel angeordneten Werkstückes
verfährt. Eine fehlerhafte Erhöhung 17 auf der Kontur 16, also sm Werkstück, die
auf der Musters kontur 15 nicht vorhanden ist, wird vom Meßtaster 7 als Erhöhung
oder Ausschlag in der an sich geraden Diagrammlinie, die von dem Meßtaster aufgezeichnet
wird, erscheinen und angezeigt.
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Wie Fig. 3 zeigt, wird der Schlitten 19 mit dem Tasterblock 8 in Pfeilrichtung
verschoben, wenn die Zahntiefe des Tellerrades 4 zu messen ist. Der Schlitten 19
wird gemäß Fig. 12 in Pfeilrichtung verschoben, wenn der Zahn 16 in Längsrichtung
vermessen werden soll. Der Meßtaster 7 gemäß Fig. 3 ist durch einen Doppelhebel
18 in seitlicher Richtung verlängert, um den Zahn in seiner Tiefe auszumessen und
um, wie mit dem Fühunngstaster 6, in den Grund des Zahnprofiles zu kommen.
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Gemäß Fig. 4 und 5 wird das Tellerrad 4 oder der Triebling 5 an der
Aufnahmevorrichtung 3 entsprechend schräg befestigt und zwar mit einer allseits
verstellbaren Aufhahmevorrichtung 31, wenn in der Verzahnungsebene gemessen werden
soll. Dabei bewegen sich Werkstückschlitten und Tasterschlitten in der zum Taster
eingezeichneten Pfeilrichtung.
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Gemäß Fig. 6 und 7 dient ein an der Aufhahmevorrichtung 3 befestigter
unterster Triebling 20 zur Erzeugung einer Drehbewegung desselben durch Führung
seines Zahnes entlang einem an der Grundplatte befestigten Stift oder Bolzen 21
beim Verschieben des Schlittens mit der Aufnahmevorrichtung 3 in Pfeilrichtung,
wobei der Stift 21 fest gegenüber der verschiebbaren Aufnahmevorrichtung 3 angeordnet
ist.
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Die Drehbewegung des Trieblings 20 wird von einer Riemenscheibe 22
am hinteren Endendes Trieblings 20 auf den Mustrtriebling 23 durch
den
Riemen 24 und die Riemenscheibe 25 am Ende des Mustertrieblings 23 übertragen. Von
dem Mustertriebling 23 wird die Drehbewegung ebenso durch den Riemen 26 auf das
Werkstück 5 übertragen. Auf diese Weise erfolgt eine Messung entsprechend dem Zahnverlauf
in der Zahnlängsw richtung.
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Die Taster sind an ihrem Ende mit einer Hartmetallkugel 27 als Auflage
versehen. Die diese Tastkugeln 27 verbindende Mittellinie muß in beiden Ebenen parallel
zur~Anlagefläohe und den Bezugskanten der zu vergleichenden Teile verlaufen. Als
Meßtaster 7 wird zweckmäßig ein elektrischer Feintaster verwendet, und die Ausschläge
dieses Meßtasters werden durch ein Schreibgerät auf einem Papierstreifen aufgezeichnet.
Mit dem Ausgleichsgewicht 14 wird der Auflagedruck des Führungstasters 6 geregelt.
Wenn das Diagramm ? Papier und die Meßschlitten mit gleicher Geschwindigkeit oder
in einem festgelegten Verhältnis zueinander bewegt werden, so kann auf dem Diagramm
auch die Lage der fehlerhaften Stellen abgemessen werden.
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Die zu vergleichenden Teile werden an der Aufnahmevorrichtung so befestigt,
daß die Meßfläche parallel zur Bewegung des Werkstückschlittens steht (Fig. 4 und
5), Die Tastkugeln 27 sind so ausgeriohtet, daß ihre Mitte parallel zur Werkstückmitte
und der Anlage~ fläche der Werkstücke liegt. Bei eingefahrenen Tastern werden die
Teile so lange auf ihrer Aufnahmevorriohtung verstellt und gegeneinander verdreht,
bis der Taster in der NullwStellung steht. Damit ist die Bedingung erfüllt, daß
die Teile mit ihren Bezugskanten genau untereinanderliegen. Die Meßbewegung erfolgt
gemäß Fig. 2 zur Kontrolle der Längsrichtung des Zahnes, nach Fig. 2 und nach Fig.
3 zur Kontrolle des Zahnprofils <Evolvente). Gemäß Fig. 3 kann mit dem nach oben
verstellten Tasterblock 8 auch die Gegenflanke des Zahnes vermessen werden. Bei
der Drehung der Trieblinge mit Hilfe eines FUhrungstrieblings 20 gemäß Fig. 6 sichert
eine Feder die Anlage des Zahnes des Trieblings 20 gegen den feststehenden Bolzen
oder Stift 21. Gleiohe Durchmesser der Riemenscheiben am Triebling sichern eine
völlig gleiche Drehung aller drei Trieblinge. Die Umstellung der Geräte auf eine
andere Verzahnung erfigt durch
Auswechseln der Muster und Führungsteile.
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Mit Hilfe des Prüfgerätes nach der Erfindung ist es möglich, die Zahnrichtung
und das Profil (Evolvente) von spralverzahnten Rädern genau zu vermessen, wofür
es bisher noch kein Beispiel gab. Bisher war die Beurteilung derartiger spiralverzahnter
Räder nur über ein Tragbild möglich, das auf einer Prüfmaschirn im Zusammenlauf
von Rad und Gegenrad erzeugt wurde. Dabei werden die Räder mit Tuschierfarbe eingestrichen,
und an der Lage der darauf sichtbar werdenden Druckstellen ist die Güte oder Fehlerhaftigkeit
des Rades abzuschätzen.
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Ein Maß für die Größe eines Fehlers gibt das Tragbild jedoch nicht.
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Nach der Erfindung ist die Fehlergröße feststellbar und auch die erforderliche
Korrektur an der Fertigungsmaschine leicht durchzuführen. Das Meßverfahren findet
Anwendung in der Fertigung der Zahnes räder sowohl beim Fräsen der Verzahnung als
auch beim nachbolgenden Läppen. Die Messung gibt Aufschluß über Lage der Zahnrichtung,
über das Profil, über den Eingriffswinkel, die Größe und lage der Balligkeit und
über die Oberflächenbeschaffenheit der Verzahnung. Die Prüfeinrichtung kann auch
bei Jeder anderen Verzahnung Verwendung finden.
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Es werden überall und immeehr korrigierte Zahnräder in Getriebe eingebaut,
um die Geräusche zu vermindern. Bei den bekannten Meßge--räten zeigen Jedoch unkorrigierte
Räder ein gerades Diagramm, während die Diagramme von korrigierten Rädern hierauf
eine ganz bestimmte Krümmung aufweisen müssen. Demgegenüber zeigen die Diagramme
auf dem Meßgerät rach der Erfindung dann eine gerade Linie, wenn das Werkstück die
gleiche Korrektur aufweist wie das -Bezugs- oder Musterstück. ^Die Beurteilung ist
also bedeutend einfacher undleichter.