DE1809151A1

DE1809151A1 - Vorrichtung zur Kontrolle und Messung der Geraeuschhaftigkeit von Zahnraedern an Geraeuschpruefmaschinen

Info

Publication number: DE1809151A1
Application number: DE19681809151
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Gilb Antrag
Original assignee: oHG SpA
Current assignee: oHG SpA
Priority date: 1968-05-22
Filing date: 1968-11-15
Publication date: 1969-12-11
Also published as: US3530712A; FR1591946A; DE1809151B2

Description

Patentanwälte ■■ \ : 1 5. NOI/. 1968

" Dipl.-ing. Walter Meiss"*· ·. _Λ „,«,-«

Dipt. Ing. Herbert Tisc;_i&r tünchen, fli6

Büro München 18091

München 2, Tal 71

S.p.A· OPFIΟΙΝΕ MEOOAIiICHE F.lli DALDI & MATTEUOOI

Via Pirelli, 16/A, Mailand (Italien)

Vorrichtung zur Kontrolle und Messung der Geräuschhaftigkeit von Zahnradern an Geräuschprüfmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf Gerauschprüfmaschinen für Zahnrader und betrifft insbesondere eine elektronische Vorrichtung % zur Kontrolle und Messung der Geräuschhaftigkeit eines Zahnraderpaares. ·

Bekanntlich werden derartige Maschinen weitgehend für die Zahnraderprüfüng verwendet, um Fehler und Ungenauigkeiten der Zahnrader zu bestimmen. Diese Fehler und Üngenauigkeiten wirken sich in einer Gerauschhaftigkeit zufolge mechanischer Schwingungen , die durch das Zahnraderpaar erzeugt werden, aus, wenn die Zahnrader in gegenseitigem Eingriff gedreht werden. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Gerauschprüfmaschinen besteht darin, daß die Bewertung der Gerauschhaftigkeit vollkommen empirisch durch- ™ geführt wird und der Tüchtigkeit und Erfahrung der Bedienungsperson der Maschine überlassen bleibt.

Ein weiterer ebenso wichtiger Nachteil besteht darin, daß man, wenn sich aus der Prüfung die Fehlerhaftigkeit eines oder beider Zahnrader außerhalb der normalen Toleranzen ergibt, erst die genaue Lage des Fehlers bestimmen muss, um anschliessend den Fehler beseitigen zu können.

Will man somit aus der durchgeführten Prüfung positive Ergebnis- :

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se erzielen, dann sind hierzu lange und umständliche Arbeiten erforderlich, die sowohl hinsichtlich der Wirtschaftiichkeit, als auch hinsichtlich der Ausführung nachteilig sind.

Durch die Erfindung werden die erwähnten Mängel und Nachteile mit Hilfe einer elektronischen Vorrichtung beseitigt, die geeignet ist, die seitens zweier, sich in gegenseitigem Eingriff dree hender Zahnräder erzeugten mechanischen Schwingungen in Form eines elektrischen Signals derart sichtbar wiederzugeben, daß sowohl die Grosse der Fehlerhaftigkeit, als auch die Lage des Fehlers angezeigt wird.

Die Vorrichtung nach der Erfindung, welche dazu bestimmt ist an einer Geräuschprüfmaschine angebracht zu werden, die zwei Wellen umfasst, auf welchen die zu prüfenden beiden Zahnräder aufgekeilt sind und von welchen eine seitens eines Motors angetrieben wird, besteht aus mindestens einem, mit einer der genannten Wellen gekoppelten Wandler, der geeignet ist, die durch die Drehung des* in gegenseitigem Eingriff befindlichen Zahnräderpaares auf die genannten Wellen übertragenen mechanischen Schwingungen in ein elektrisches Signal umzuwandeln, aus Mitteln zum Empfang dieses Signales und zur Anzeige desselbenin Form eines Öszillogrammesi um die Beobachtung des Verlaufes der Geräüschhaftigkeit zu gestatten, sowie aus Mitein zur Messung der öeräuschhäftigkeit ^; bzw. vorzugsweise der mittleren Stärke' derselbien.

Wie sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergibt, werden die genannten mecha-

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nischen Schwingungen« die seitens des Wandlers in ein elektrisches Signal verwandelt werden, an eine* Oazilloskop zur Anzeige gebracht, wobei es anhand des entsprechenden Oszillogramaes mOglich ist, diejenigen Anzeigen zu entnehmen, welche einen Rückschluss auf die Ursachen der Ger&uschhaftigkeit gestatten.

Der Hauptvorteil, welcher durch die erfindungsgeaSße Vorrichtung erreicht wird, liegt darin, daß es nach einer Eichung der Vorrichtung mit einem Musterzahnradpaar möglich ist, an einer Skalenteilung quantitativ bewertbare Toleranzen festzulegen und somit für die Bewertung des in Prüfung befindlichen Zahnräder- ^ paares ein objektives Kriterium anzuwenden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ergibt sich bei Anwendung von zwei Wandlern, die je an eine der beiden Wellen angekoppelt sind, sowie bei Verwendung von zwei Oszilloskopen, wobei die Betrachtung der entsprechenden Oszillogramme es ermöglicht, leicht, rasch und genau einen die GerSuschhaftigkeit verursachten Fehler zu lokalisieren.

Auf der Zeichnung sind: j

Fig.1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer herkömmlichen Gerauschprüfmaschine,

Fig.2 eine Schnittdarstellung nach der Linie II-II der Fig.l,

Fig.3 die Darstellung eines Oszillograrames, welches durch ein ZahnrSderpaar erzeugt wird,

Fig.4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Oszilloskopen zur Ermittlung der

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Lage eines Fehlers,

Fig.S eine Schnittdarstellung nach der Linie V-V der Fig.4 und

Fig.6 ein Oszillogramm, welches durch ein ZahnrSderpaar erzeugt wird, von dem ein Zahnrad an einer bestimmten Stelle einen merklichen Fehler besitzt.

In den Fig.1 und 2 sind die wesentlichen Teile einer herkömmlichen Ger&uschprüfmaschine gezeigt_£ und zwar zwei Wellen IO und 11, die an einem ihrer Enden durch Reiterspitzen 12 bzw. 13 gelagert sind. Eine dieser Wellen wird durch einen nicht dargestellten Motor in Drehung teersetzt und auf den beiden Wellen sind die beiden zu prüfenden Zahnräder 14 bzw. 15 aufgekeilt, die in gegenseitigem Eingriff stehen.

Auf der Reiterspitze 13 ist ein Wandler 1? angebracht, der geeignet ist, mechanische Schwingungen der Reiterspitze wXhrend der Drehung der beiden in gegenseitigem Eingriff befindlichen Zahnräder 14 und 15 wahrzunehmen und sie in ein elektrisches Signal zu verwandeln, das über eine Leitung 19 einem Oszillo-

»skop 20 und anschliessend einem Anzeigeinstrument 22 mit ent- » -- . sprechend geeichter Skala zugeführt wird.

Das an sich wohl bekannte Gszilloskop 20 weist eine Skala 23 auf, deren Abszissenachse den Drehwinkel des entsprechenden Zahnrades angibt, wahrend die Ordinatenachse die Starke der Schwingungen angibt .

Wie dies bei derartigen Vorrichtungen üblich ist, ergibt sich die Zeitbasis für jedes Oszillogramm aus einem Signal, das über

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eine Leitung 24 zugeführt wird und das von einer elektromagnetischen Synchronisiereinrichtung 27 herkommt. Die letztere Einrichtung besteht in der Praxis aus einem Ring 28 aus unmagnetischem Werkstoff, an dem eine Tablette 29 aus magnetischem Werkstoff, wie ein.Eisenkorn« befestigt ist, welches sich im Hagnetfeld eines Hagnetgebers 30 befindet. Jedes Hai, wenn sich die Tablette 29 vor dem Hagnetgeber 30 vorbeibewegt, wird der verkettete Hagnetfluss verändert und ein elektrisches Signal erzeugt, welches den Bginn für das Oszillogramm steuert.

Die beschriebene Vorrichtung bietet die Möglichkeit, für jede in Prüfung befindliche Zahnrädergruppe die mittlere Starke der Geräuschhaftigkeit durch Beobachtung der Skala des Anzeigegerätes 22, sowie den Verlauf der Geräuschhaftigkeit durch Beobachtung der Form des Oszillogrammes zu kontrollieren. <

In Fig.3 ist ein übliches Oszillogramm eines ZahnrSderpaares dargestellt, dessen Fehlerhaftigkeit sich über alle bzw. fast alle Zahne beider Zahnrader erstreckt.

Wenn hingegen das Oszillogramm die typische Form gemäß Fig.6 be- | sitzt, dann kann daraus der Schluss gezogen werden, daß das geprüfte Zahnraderpaar einen örtlich begrenzten und beträchtlichen Fehler besitzt, welcher durch den Ausschlag 31 des Oszillogrammes angezeigt wird. Dieser Fall tritt bei der Bearbeitung von Zahnrädern äußerst oft auf-und nachdem es zur Beseitigung des Fehlers notwendig ist, ihn an allen Zähnen des Zahnräderpaares zu suchen, kann die Maschine zwecks Herabsetzung des hierfür notwendigen Zeit gemäß dem Schema der Fig.4 mit einer Vorrichtung ausgestattet

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sein, die mit zwei Oszilloskopen versehen ist, welche es gestatten, sowohl das den Fehler aufweisende Zahnrad, als auch die Lage des Fehlers selbst zu bestiemen.

Bcmäß den Fig.4 und 5 sind wieder zwei Wellen 10 und 11 vorhanden, die an einer Seite durch Reiterspitsen 12 bzw. 13 gelagert sind, und auf denen die zu prüfenden Zahnräder 14 bzw. 15 aufgekeilt sind«. Jede Reiterspitze ist mit einem Wandler 16 bzw. 17 versehen, die elektrische Signale Über Leitungen 18 bzw· 19 den beiden Oszilloskopen 20 bzw. 21 zuführen. Jedes Oszilloskop ist »it einer Skala 23 ausgestattet. Auch hier ist wieder ein Anzeigeinstrument 22 der mittleren Starke der Ger&uschhaftigkeit vorhanden« Ferner ist an jeder Welle 10 und 11 ein nicht magnetischer Ring 23 sit einer magnetischen Tablette 29 befestigt, demgegenüber ein Magaetgeber 30 angeordnet ist, der über eiae Leitung 24'bzw» 25 die Synchroni siersignale den beiden Oszilloskopen zuführt.

Zur Suche des Fehlers wird mit dieser Yorrichtung folgendermaßen . vorgegangen. Nachdem das am Bildschirm des Oszilloskopen beobachtbare Oszillogramm ein Bild ist, welches bei jeder Umdrehung des betreffenden Zahnrades wiederkehrt und nachdem der Beginn de® Oszillogrammes durch die elektromagnetische Synchronisiereinrichtung 26 gesteuert wird, die ebenfalls mit dem Zahnrad, verbunden ist, bemerkt man bei der Beobachtung: der beiden Oszillogramme, daß in einem der durch den etwaigen Fehler hervorgerufene Ausschlag in der Waagrechten stillsteht, während er sich .beim anderen Oszillogramm kontinuierlich lltegs der waagrechten Achse verschiebt. Dies beruht darauf, daß die beiden Zahnräder einen- _; . unterschiedlichen Durchmesser besitzest und .es lässt sich daraus^,.. schliessen, daß das den Fehler aufwe&seade Zahnrad jenes-.Ist, '-^:,

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für welche* der Ausschlag seine Lage lanes der Abszissenachse unverändert beibehalt. Ba n&mlich das Oszillograam mit der Drehung des Zahnrades synchronisiert ist, behalt der Fehler seine Winkellage in Bezug auf die elektromagnetische Synchronisiereinrichtung, welche den Beginn des Oszillograames steuert, stets bei· Für das andere Zahnrad verändert sich hingegen angesichts des Durchmesserunterschiedee die Lage des Ausschlages, welcher erzeugt wird, wenn der Fehler mit dem gegenseitigen Eingriff spunkt der beiden Zahnrader zusammenfallt, in Bezug auf die elektromagnetische Synchronisiereinrichtung, so daß sich die Ab- g szisse des Ausschlages bei jeder UmArehung verändert.

Mit Hilfe der Skala am Oazillogramra, bei dem die Lage des Ausschlages unverändert bleibt, ist es ferner möglich, die Winkellage des Fehlere bezüglich des Ursprunges, d.h. bezüglich der elektromagnetischen Synchronisiereinrichtung zu bestimmen.

Es ist an dieser Stelle erwähnenswert, daß es zur Vereinfachung

und Vereinheitlichung der Prüfungen ratsam ist, zu Beginn einer jeden Prüfung das Eisenkorn 29 in Bezug auf den Magnetgeber 30

in die in Fig.5 gezeigte Lage zu bringen. d

Das Anzeigeinstrument 22 zeigt schliesslich die mittlere Starke der Gerauschhaftigkeit an und da die Skala dieses Instrumentes mit einem Husterzahnradpaar eingestellt werden kann, stellt dieses Instrument einen tatsachlichen Messer der Gerauschhaftigkeit dar, der geeignet ist, sofort für jedes in Prüfung befindliehe Zahnraderpaar anzugeben, ob die mittlere Starke der Gerauschhaftigkeit grosser oder kleiner als jene des Musterpaares ist und ob sie sich innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen befinde-t.

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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen erläutert, doch versteht e· sich, daß in ihrem Rahmen zahlreiche weitere Ausftthrungsmöglichkeiten bestehen.

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Claims

Patentanwälte . Λ *ί ·» * Dipl. Ing. Walter Meissner Λ München Λ 5J0V. 1968 Dipl. Ing. Herbert Tischer J Büro München München 2, Tal 71 . 1809151 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Kontrolle und Messung der Geräuschhaftigkeit von Zahnradern an einer Gerauschprüfmaschine mit zwei Wellen, auf denen das zu prüfende in gegenseitigem Eingriff stehende Zahnraderpaar aufgekeilt ist, wobei eine dieser Wellen durch einen Mo- ^ tor angetrieben ist und beide Wellen an einem Ende durch Reiterspitzen gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit mindestens einer Welle ein Wandler gekoppelt ist, der geeignet ist, die durch die Drehung der in gegenseitigem Eingriff stehenden Zahnrader auf die beiden Wellen übertragenen mechanischen Schwingungen festzustellen und in ein elektrisches Signal zu verwandeln,welches in einer Anzeigeeinrichtung sichtbar zur Anzeige gebracht wird, die die Beobachtung und Bewertung des Verlaufes der GerSuschhaftigkeit gestattet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A sie mindestens ein Oszilloskop mit einer Skala umfasst, auf deren Abszissenachse die Winkellage des entsprechenden Punktes des Zahnrades bezüglich eines willkürlichen Anfanges angegeben ist und auf deren Ordinatenachse die Starke der entsprechenden Geräusch-

h-aftigkeit angegeben ist, und daß ferner ein geeichtes Messinstrument zur Anzeige der mittleren Starke der Geräuschhaftigkeit vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit beiden Wellen der GerauschprUfmaschine je ein Wandler ge-

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koppelt ist und daß die von diesen Wandlern erzeugten elektrischen Signale je einem Anzeigeinstrument zugeführt werden, welches die Beobachtung und Bewertung des Verlaufes der Gerauschhaftigkeit je Umdrehung einer jeden Welle gestattet.

4>. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie je Welle ein Oszilloskop umfasst, denen die elektrischen Signale der beiden Wandler zugeführt werden und daß ein geeichtes Anzeigeinstrument der mittleren Starke der Gerauschhaftigkeit vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte willkürliche Anfang durch elektromagnetische Synchronisiereinrichtungen festgelegt ist, die den Wellen zugeordnet sind, auf welchen die zu prüfenden Zahnrader aufgekeilt sind.

6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler piezoelektrischer Natur sind und den Reiterspitzen der Wellen zugeordnet sind.

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