DE202013007500U1

DE202013007500U1 - Vorrichtung zur Überprüfung eines profilierten, insbesondere eine Verzahnung aufweisenden Werkstückes

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Publication number: DE202013007500U1
Application number: DE202013007500.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-02-28
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: CN104838227B; EP2926081A1; US9719767B2; DE202013000212U1; DE202012011761U1; JP2016502080A; JP6318163B2; CN104838227A; WO2014082720A1; US20150285610A1

Abstract

Vorrichtung zur Überprüfung eines profilierten, insbesondere eine Verzahnung aufweisenden und als Welle oder Rad ausgebildeten Werkstücks, das während der Überprüfung drehbar gelagert und dessen Drehbewegung über ein Winkelmessgerät erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein linear geführtes und mit einem Profil-Messtaster (8, 9, 106) verbundenes Tastelement (8e, 9e, 105) mit seinem Tastradius (112) an eine Verzahnung (2, 109) des Werkstückes (1, 111) anlegbar und über seine gegen die Drehrichtung geneigte Mantelfläche (115) von einer nachfolgenden Flanke aus einer Zahnlücke (116) verdrängbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überprüfung eines profilierten, insbesondere eine Verzahnung aufweisenden und als Welle oder Rad ausgebildeten Werkstücks, das während der Überprüfung drehbar gelagert und dessen Drehbewegung über ein Winkelmessgerät erfassbar ist.
Es gibt zahlreiche Fälle, bei denen gerad-, schräg-, pfeil- oder bogenverzahnte Stirn-, Kegel-, Plan-, Schnecken-, Hohl- und Kettenräder sowie verzahnte Wellen und Wellen und Naben mit Passverzahnungen auf einfache Weise, kostengünstig, schnell und möglichst vor Ort, das heißt in der Fertigung, auf ihre Maßhaltigkeit, Profil-Formabweichung, Flankenlinien-Winkelabweichung sowie den Profil-Rundlauf zu einer Bezugsachse vermessen werden müssen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte und einen einfachen Aufbau aufweisende, sehr universell einsetzbare Vorrichtung zu schaffen, mit der derartige Werkstücke in unterschiedlicher Größe, das heißt, mit unterschiedlichen Zähnezahlen, Modulen und Breiten, direkt nach deren Bearbeitung, also noch vor Ort, und in kürzester Zeit einerseits auf ihre Maßhaltigkeit und andererseits auf ihre Form- und Lageabweichungen vermessen werden können, ohne auf spezielle, auf die zu kontrollierende Verzahnung bezogene, Gegenprofile oder Profilelemente angewiesen zu sein. Des Weiteren soll es mit einer solchen Vorrichtung auch möglich sein, Werkstücke mit zwei oder mehreren Verzahnungen, beispielsweise bei Duplex-Kettenrädern, beide Kettenradscheiben, oder Getriebewellen mit mehreren Verzahnungen gleichzeitig und völlig unabhängig voneinander zu vermessen, um auch bei einer kurzen Maschinentaktzeit eine 100%ige Prüfung gewährleisten zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, dass ein linear geführtes und mit einem Profil-Messtaster verbundenes Tastelement mit seinem Tastradius an eine Verzahnung des Werkstückes anlegbar und über seine gegen die Drehrichtung geneigte Mantelfläche von einer nachfolgenden Flanke aus einer Zahnlücke verdrängbar ist.
Eine derartig ausgebildete Vorrichtung erfüllt nicht nur die vorerwähnte Aufgabe, sondern bietet auch bei Verwendung es einfachen, aber sehr effektiven Tastelements die Möglichkeit, mit einer sehr geringen Tastkraft von beispielweise 0,1 bis 0,6 N über einen sehr kleinen Tastradius von ca. 25 bis 100 μm sehr geringe Formabweichungen erfassen und auswerten zu können. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Tastelement einem Distanzstück zuzuordnen, das über eine Linearführung mit einem Grundkörper verbunden ist, an dem auch ein Profil-Messtaster angebaut ist, so dass nach der Kopplung des Distanzstücks mit dem Profil-Messtaster eine autarke, vielseitig einsetzbare Messeinheit entsteht, die je nach Aufgabenstellung mit einer Referenz-Messeinrichtung zur Kontrolle der Bezugsachse bzw. Bezugsebene in Verbindung gebracht werden kann.
Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 offenbart.
Die Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteile derselben werden nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigen
1 eine einfache Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Messung eines Kettenrades,
2 und 3 jeweils einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zur Messung eines Zahnrades in zwei zeitlichen Folgeschritten,
4 einen Ausschnitt durch eine Messeinheit mit einem als kegelförmigen Stift mit kugelförmiger Spitze ausgebildeten Tastelement und drehbarem Distanzstück in Messposition,
5 einen Ausschnitt durch eine Messeinheit mit einem als zweiseitig kegelförmige Radiusscheibe ausgebildeten Tastelement und drehbarem Distanzstück in Messposition,
6 einen Ausschnitt durch eine Vorrichtung zur Messung von Zahnrädern mit einem Rundlauf-Messtaster als Referenzmesstaster in Messposition,
7 einen Ausschnitt durch eine Vorrichtung zur Messung von Plan- und Kegelräder mit je einem Rundlauf- und Planlauf-Messtaster als Referenzmesstaster in Messposition,
8 einen Ausschnitt durch eine Messvorrichtung für Hohlräder,
9 einen Querschnitt durch die 8 und
10 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Welle mit einem Duplex-Kettenrad.
Die 1 der Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung während der Messung der Kettenrad-Verzahnung 2 einer Welle 1. Diese Welle 1 ist in an sich bekannter Weise in einer nicht dargestellten Aufnahme zwischen Spitzen oder auf Rollenprismen koaxial gelagert und wird von einem ebenfalls nicht dargestellten Antrieb angetrieben. Ein in diesem Ausführungsbeispiel als beidseitig kegelförmige Radiusscheibe ausgebildetes Tastelement 8e liegt mit einer vorgebbaren Tastkraft an der Verzahnung 2 der Welle 1 an und wird von einem Distanzstück 8c gehalten, das auf einer Linearführung 8d montiert und über einen Federstab 8d mit dem Tastbolzen 8a eines Profil-Messtasters 8 verbunden ist. Durch die Verbindung des Distanzstücks 8c mit dem Tastbolzen 8a mittels eines Federstabes 8d werden sogenannte Fluchtungsfehler elastisch ausgeglichen, jedoch die Bewegungen in axialer Richtung nahezu starr übertragen. Der Profil-Messtaster 8 ist an einen an sich bekannten Messrechner angeschlossen, kann als induktiver oder inkrementaler Längenmesstaster ausgeführt sein und ist in diesem Ausführungsbeispiel an einem Ständer 4 der Vorrichtung befestigt.
Wenn der vorerwähnte Antrieb die Welle 1 dreht, gleitet das Tastelement 8e tangential über die Verzahnung 2 und übertragt die Kontur der Verzahnung 2 als radiale Bewegung über die mit ihm verbundenen Bauteile an den Profil-Messtaster 8, der seine Messwerte, zusammen mit dem Winkelmessgerät, zur Kontrolle der Drehbewegung der Welle 1, an den Messrechner übermittelt. Das Tastelement 8e kann aber auch als kegelförmiger Stift mit einer kugelförmigen Spitze ausgeführt werden. Der Tastradius des Tastelementes 8e richtet sich insbesondere bei Kettenrädern nach der Größe des Radius der Zahnmulde, deren Oberflächenbeschaffenheit sowie der gewünschten mechanischen Messwertglättung und liegt im Gegensatz zu dem bei Zahnrädern bei ca. 1 bis 2 mm. Die Tastkraft kann durch eine Feder, ein Gewicht oder ein anderes Medium aufgebracht werden. Dabei kann die wirksam werdende Tastkraft durch eine Schrägstellung der Vorrichtung oder eine schräge Anordnung der Linearführung 8d mit all den mit ihr verbundenen Bauteilen verändert werden.
Wenn die Steigung der Zahnflanken der Verzahnung 2 den Winkel des kegelförmigen Tastelements 8e von ca. 60° überschreitet, wird das Tastelement 8e aus seiner Tastposition gehoben und aus der Zahnlücke herausgedrängt. Nach Überschreiten des nachfolgenden Zahnkopfes gelangt das Tastelement 8e dann in den Bereich der nächsten Zahnlücke, wird sanft in seine Messposition abgesenkt und erfasst nun die Kontur dieser Zahnlücke. Bei einer solchen zur Messung von Kettenrädern ausgelegten Vorrichtung kann die Welle 1 zur Messung der Verzahnung 2 in beliebiger Richtung gedreht werden und es ist nur eine Umdrehung nötig, um die gesamte Verzahnung 2 zu vermessen. Es kann aber auch sinnvoll sein, die Welle 1 während der Messung in beide Richtungen um 360° zu drehen und aus beiden Messreihen der Verzahnung 2 den Mittelwert zu bilden. Auf diese Weise kann der Einfluss der Reibung weitestgehend kompensiert werden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, bei der Aufnahme einer verzahnten Welle 1 im Reibschluss zwischen zwei Spitzen, unabhängig davon, von welcher Spitze aus die Welle angetrieben wird, jeder Spitze ein Winkelmessgerät zuzuordnen, um bei einer auftretenden Messwertdifferenz einen Schlupf rechtzeitig erkennen und die Messung abbrechen zu können.
Darüber hinaus wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, auf einem Grundkörper 101 einerseits eine Linearführung 102 mit einem Distanzstück 103, einen Tastelementträger 104 sowie ein Tastelement 105 und andererseits einen Profil-Messtaster 106 mit seinem Tastbolzen 107 zu montieren und diesen dann über einen Federstab 108 mit dem Distanzstück 103 zu verbinden, so das eine autarke, universell einsetzbare Messeinheit 110 entsteht. Eine solche Messeinheit 110 ist in den 2 und 3 mit einem Werkstück 111, hier als Stirnrad, ausschnittsweise dargestellt, wobei der Einfachheit halber hinsichtlich fehlender Bezugszahlen in 3 auf die 2 verwiesen wird. Das in diesen Figuren als kegelförmiger Stift mit einer kugelförmigen Tastspitze ausgebildete Tastelement 105 ist schräg gegen die Drehrichtung des Werkstücks 111 geneigt, in den Tastelementträger 104 einsetzt und liegt mit seinem Tastradius 112 an einer rückseitigen Zahnflanke 113 an, so dass dann, wenn sich das Werkstück 111 im Uhrzeigersinn dreht, das Tastelement 105 über die rückseitige Zahnflanke 113 gleitet und dabei diese vom Kopfkreis bis zum Fußkreis abtastet bevor die vorderseitige Flanke 114 auf die schräge Mantelfläche 115 des Tastelements 105 aufläuft und das Tastelement 105 aus der Zahnlücke 116 drängt. Falls es sich bei der zu vermessenden Verzahnung 2 des Werkstückes 111 um ein stark unterschnittenes Zahnrad oder ein Zahnrad mit Zykloidverzahnung handelt, kann es erforderlich sein, das Tastelement 105 gegenüber dem Distanzstück 103 tangential und/oder in seiner Schräglage entsprechend zu verlagern, so dass der Tastradius 112 des Tastelements 105 längs seines Messweges stets sicher an der rückseitigen Flanke 113 anliegt.
Bei einer solchen zur Messung der Verzahnung 2 von Zahnrädern ausgelegten Vorrichtung ist es vorteilhaft, mit einen Tastradius 112 von 25 bis 100 μm zu arbeiten und das Tastelement 105 so anzuordnen, dass seine Mantelfläche 115 ca. 25 bis 35° schräg zur Bewegungsebene der Linearführung 102 steht, wobei der Winkel des kegelförmigen Tastelements 105 zur Bildung eines Freiwinkels in jedem Fall gleich oder kleiner als der Winkel zwischen der Mantelfläche 115 und der Bewegungsebene der Linearführung 102 sein sollte.
Da mit einer solchen Vorrichtung bei jeder Drehrichtung des Werkstückes 111 nur die rückseitigen Flanken 113 gemessen werden können, ist es erforderlich, nach der ersten Umdrehung des Werkstücks 111, beispielsweise in Uhrzeigersinn, das Werkstück 111 nunmehr auch eine Umdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen und dafür die Messeinheit 110 so umzusetzen oder anzuordnen, dass sie bei geänderter Drehrichtung in gleicher Weise, das heißt die nunmehr rückseitigen Flanken 113 antastend, wirksam werden kann. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten. Beispielsweise kann dazu die Messeinheit 110 um 180° um ihre eigene Achse gedreht, eine zweite Messeinheit 120 spiegelbildlich zur bisherigen Messeinheit 120 angeordnet werden oder das Distanzstück 103 mit zwei spiegelbildlich zueinander stehenden Tastelementen bestückt werden, die wechselweise an das zu messende Profil angelegt werden können. Es ist aber auch möglich, das Tastelement 105 mit dem Tastelementträger 104 und dem Distanzstück 103 exakt um 180° um die Messachse 100 zu drehen. Dazu sollte das Distanzstück 103 spielfrei drehbar gelagert von einem Gehäuse 117 aufgenommen und mit einem Antrieb 118, beispielweise einem Gleichstromgetriebemotor, gekoppelt werden.
Die 4 zeigt eine solche Messeinheit 110 mit einem spielfrei drehbar gelagerten und von einem Gleichstromgetriebemotor angetriebenen Distanzstück 103, das in einem Gehäuse 117 angeordnet und nun mehr über das Gehäuse 117 mit der Linearführung 102 verbunden ist. Es besteht die Möglichkeit, wie in 4 dargestellt, den Getriebemotor des Antriebs 118 mit in das Gehäuse 117 einzubauen oder ihn dem Grundkörper 101 zuzuordnen. Beim Einbau des Antriebs 118 in das Gehäuse 117 muss derselbe die Messbewegungen mitmachen. Beim Anbau des Antriebs 118 an den Grundkörper 101 ist eine entsprechende Kupplung zwischen dem Distanzstück 103 und dem Antrieb 118 erforderlich, die ohne axiale Fixierung das Drehmoment in beide Drehrichtungen überträgt. Eine besonders vorteilhafte Ausführung einer solchen Kupplung entsteht, wenn die Naben der Kupplung über eine miniaturisierte Linearführung verbunden werden. Bei einer solchen Ausführung ist es sinnvoll, den Anschlag zur Absicherung der Drehbewegung des Distanzstückes 103, auch dem Distanzstück 103 zuzuordnen.
Die Drehachse des Distanzstücks 103, die vorteilhaft mit der Messachse 100 identisch sein sollte, verläuft in Laufrichtung der Linearführung 102 durch den Mittelpunkt des Tastradius 112, so dass das Tastelement 105 in gleicher Weise die nun rückseitigen Flanken 113 erfassen kann. Das heißt, die bisher vorderseitigen Flanken 114 werden nun zu rückseitigen Flanken 113 und die bisher rückseitigen Flanken 113 zu vorderseitigen Flanken 114. Kommt es nur darauf an die Form- oder Winkelabweichung der Verzahnung 2 zu kontrollieren, können die Messreihen beider Flanken 113 und 114 unabhängig voneinander ausgewertet werden. Sollen aber auch die üblichen Merkmale, wie Teilung, Teilkreisdurchmesser usw. der Verzahnung 2 ermittelt werden, müssen beide Messreihen zueinander in Bezug gebracht werden. Dies geschieht am einfachsten durch Hinzuziehung eines sogenannten Einstellmeisters mit einer symmetrischen, V-förmigen Kerbe, mit dem vor der eigentlichen Messung der oder die Profil-Messtaster 106 der Messeinheit 110 bzw. der Messeinheiten 110 auf den Außendurchmesser des Einstellmeisters und das Winkelmessgerät auf die Kerbe kalibriert werden, um die danach erfassten Messreihen in Einklang zu bringen.
In der 5 der Zeichnung ist eine Messeinheit 110 mit einem ebenfalls drehbar gelagerten Distanzstück 103 dargestellt, das jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel als Welle ausgebildet ist, die in den Tastelementträger 104 hineinragt und mit ihm durch eine Klemmung verbunden ist. Am Tastelementträger 104 ist ein als beidseitig kegelförmige Radiusscheibe ausgebildetes Tastelement 105 mittels einer Schraube befestigt, so dass das Tastelement 105 je nach Bedarf, z. B. bei Verschleiß, beliebig umgesetzt werden kann. Die Funktionsweise und Auslegung ist die Gleiche wie bei Verwendung eines als kegelförmiger Stift ausgebildetes Tastelementes 105. In beiden Fällen erfasst das Tastelement 105 über seinen Tastradius 112 immer die Kontur der rückseitigen Flanken 113 und drängen dann die vorderseitigen Flanken 114 des Tastelementes 105 aus den Zahnlücken 116. Die 5 zeigt darüber hinaus im Bereich der Kopplung des Distanzstücks 103 mit dem Antrieb 118 eine Kugel 119 als Anschlagselement zur exakten Einhaltung eines Winkels von +/–180° bei der Umsteuerung des Tastelements 105 vor der Umkehr der Drehrichtung der Werkstücks 111. Die Kugel 119 stützt sich dabei in einer Ausnehmung des Gehäuses 117 ab.
Um den Rundlauf der Verzahnung 109 eines Werkstücks 111 erfassen zu können, ist es nötig, den Rundlauf der Werkstückaufnahme 120, bei außenverzahnten Rädern über die Bohrung, bei innenverzahnten Rädern über den Außendurchmesser und bei verzahnten Wellen über einen oder zwei Lagerstellendurchmesser, zu kontrollieren. Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Werkstück 111 nur auf einer geringen Länge, von beispielweise 2 bis 3 mm, zu spannen, um über die verbleibende Länge den Rundlauf messen zu können. Es kann ein einfacher Spreizdorn bzw. ein Spannfutter als Spannelement verwendet werden, das entsprechend den aufzunehmenden Werkstücken auszubilden ist.
Die 6 zeigt ausschnittsweise ein solches Ausführungsbeispiel, bei dem die das Verzahnungsprofil messende Messeinheiten 110 und die den Rundlauf der Werkstückbohrung kontrollierenden Messeinrichtungen 121 parallel zur Werkstückachse verfahrbar und in vorteilhafter Weise so gekoppelt sind, dass die Messung des Verzahnungsprofils und der Durchmesser der Bohrung als Bezugsprofil stets in einer Ebene erfolgt.
Eine parallel zur Werkstückachse verfahrbare Messeinheit 110 ist beispielsweise dann einzusetzen, wenn die Verzahnung 109 über ein Teilstück oder ihre gesamte Länge gemessen werden soll. In einem solchen Fall besteht die Möglichkeit, die Axialbewegung nach jeder Umdrehung des Werkstücks 111 zu unterbrechen, um so die Verzahnung 109 der Werkstücks 111 Ebene für Ebene in einer, und nach Drehrichtungswechsel die gleichen Ebenen in der anderen Axialrichtung zu vermessen oder kontinuierlich, das heißt schraubenförmig über die gesamte Länge, in beiden Richtungen unter Beachtung des Drehrichtungswechsels vermessen zu können.
Da es bei Planrädern, Kegelrädern und ähnlichen Werkstücken 111 auch oft auf den Planlauf der Verzahnung zu einer Werkstückfläche ankommt, wird vorgeschlagen, die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der 7 auszuführen. Die 7 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels mit einem Werkstück 111, das als bogenverzahntes Planrad ausgebildet ist und dessen Verzahnung über die entsprechend dem Verzahnungswinkel schrägstehende Messeinheit 110 gemessen wird, während der Rundlauf der Werkstückaufnahme über den Messtaster 122 und der Planlauf der Werkstückaufnahme über den Messtaster 123 erfassbar sind.
Die 8 und 9 zeigen ausschnittsweise eine Messvorrichtung für Hohlräder, bei der das Werkstück 111, wie bereits erwähnt, von einem Spannfutter aufgenommen wird, über dem eine spezielle, axial verfahrbare Messeinheit 110 angeordnet ist. Auch diese Messeinheit 110 verfügt nahezu über die gleichen Bauteile wie die vorher beschriebenen Messeinheiten, nur sind sie in diesem Ausführungsbeispiel anders angeordnet und das Distanzstück 103 übernimmt auch noch die Aufgabe des hier entfallenen Tastelementträgers 104, indem es mit zwei als kegelförmige Taststifte ausgebildeten Tastelementen 105 bestückt ist, die spiegelbildlich zueinander stehend angeordnet sind. Das Distanzstück 103 ist mit der Linearführung 102 und über den Federstab 108 mit dem Tastbolzen 107 des Profil-Messtasters 106 verbunden. Der dafür geänderte Grundkörper 101 der Messeinheit 110 verfügt zusätzlich über je eine Halterung für zwei Rundlauf-Messtaster 122, die den Außendurchmesser des Werkstücks 111 abtasten. So ist es, wie bereits erwähnt, möglich, auch die Verzahnung des Hohlrades in einer Ebene mit dem Rundlauf am Radaußendurchmesser zu erfassen.
Die Tastelemente 103 können durch eine Betätigung der Linearführung 102 je nach Drehrichtung des Werkstücks 111 wechselweise zur Anlage gebracht werden. Es ist aber auch möglich die Tastelemente 105 durch eine leichte Schrägstellung bzw. Neigung der Vorrichtung wechselweise zur Anlage an die Verzahnung zu bringen. Eine zentrale, hier nicht dargestellte Fangvorrichtung kann dafür sorgen, dass das Distanzstück 103 bei einer Änderung der Neigung im Zentrum der Vorrichtung gehalten wird und erst nach Änderung der Drehrichtung des Werkstücks 111 wieder frei gegeben wird, um in eine entsprechende Messposition zu gelangen.
Die 10 zeigt eine weitere Vorrichtung gemäß der Erfindung, die zur Messung einer Welle mit einem Duplex-Kettenrad geeignet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Messeinheit 7, 110 als Doppelelement, das heißt zur gleichzeitigen Messung von zwei Verzahnungen, ausgebildet. Sie besitzt einen oberen Steg 7a, an den sich nach unten zwei Schenkeln 7b und 7c anschließen. In dem Steg 7a sind in diesem Ausführungsbeispiel von oben zwei Messtaster 8, 9 ortsfest eingesetzt, deren Tastbolzen 8a, 9a nach unten in den freien Raum der Messeinheit 7 ragen. An das untere, freie Ende jedes Tastbolzens 8a, 9a schließt sich das eine Ende eines Federstabes 8b, 9b mit einem verhältnismäßig geringen Querschnitt an, während ihre anderen Enden jeweils mit einem stößelartigen Distanzstück 8c, 9c verbunden sind, die aus der Messeinheit 7 nach unten herausragen. Die stößelartigen Distanzstückes 8c, 9c sind über nur angedeutete Linearführungen 8d, 9d axial verschiebbar geführt, die vorzugsweise als wälzkörpergelagerte Schlittenführungen ausgebildet und an den Schenkeln 7b, 7c angebracht sind.
An ihren aus der Messeinheit 7 herausragenden Enden ist jedes Distanzstück 8c, 9c mit einem Tastelement 8e, 9e bestückt, welches in diesem Ausführungsbeispiel aus einem horizontal angeordneten Stift besteht, der vorzugsweise aus Hartmetall gefertigt ist. Diese Tastelemente 8e, 9e ragen jeweils aus den einander abgewandten Seiten der Distanzstücke 8e, 9e heraus und lassen sich auf das Verzahnungsprofil der Radscheiben 2a und 2b auflegen. In dieser Darstellung liegen die Tastelemente 8e, 9e auf dem Grund der Zahnlücken der Radscheiben 2a und 2b des Duplex-Kettenrades 2 auf. Der Schenkel 7c der Messeinheit 7 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel an seinem unteren Ende einen vorzugsweise nach innen gerichteten Vorsprung 10, in dem ein Wellen-Messtaster 11 eingesetzt ist, dessen am Ende seines Tastbolzens 11a befestigtes Tastelement 11b an bzw. auf der Welle 1 anliegt. Das Tastelement 11a ist hier vorteilhafterweise kugelförmig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Hartmetall.
Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist aber auch möglich, andere Werkstücke als nur verzahnte Räder und verzahnte Welle zu messen und darüber hinaus die beschriebenen Messeinheiten 7 auch als autarke Messzellen anderweitig einzusetzen.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2a, 2b: Radscheiben
4: Ständer
7a: Steg
7b: Schenkel
7c: Schenkel
10: Vorsprung
11: Wellen-Messtaster
11a: Tastbolzen
11b: Tastelement
100: Messachse
101: Grundkörper
102, 8d, 9d: Linearführung
103, 8c, 9c: Distanzstück
104: Tastelementträger
105, 8e, 9e: Tastelement
106, 8, 9: Profil-Messtaster
107, 8a, 9a: Tastbolzen
108, 8b, 9b: Federstab
109, 2: Verzahnung
110, 7: Messeinheit
111: Werkstück
112: Tastradius
113: rückseitige Flanke
114: vorderseitige Flanke
115: Mantelfläche
116: Zahnlücke
117: Gehäuse
118: Antrieb des Distanzstückes
119: Kugel als Anschlag
120: Werkstückaufnahme
121: Messeinrichtung
122: Rundlauf-Messtaster
123: Planlauf-Messtaster

Claims

Vorrichtung zur Überprüfung eines profilierten, insbesondere eine Verzahnung aufweisenden und als Welle oder Rad ausgebildeten Werkstücks, das während der Überprüfung drehbar gelagert und dessen Drehbewegung über ein Winkelmessgerät erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein linear geführtes und mit einem Profil-Messtaster (8, 9, 106) verbundenes Tastelement (8e, 9e, 105) mit seinem Tastradius (112) an eine Verzahnung (2, 109) des Werkstückes (1, 111) anlegbar und über seine gegen die Drehrichtung geneigte Mantelfläche (115) von einer nachfolgenden Flanke aus einer Zahnlücke (116) verdrängbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (105) mit seinem Tastradius (112) an eine rückseitige Flanke (113) der Verzahnung (109) anlegbar und über seine gegen die Drehrichtung geneigte Mantelfläche (115) von einer vorderseitigen Flanke (114) aus der Zahnlücke (116) verdrängbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (8e, 9e, 105) als kegelförmiger Stift mit einer kugelförmigen Spitze oder als ein- oder zweiseitig kegelförmige Radiusscheibe ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (8e, 9e, 105) durch eine Feder und/oder ein Gewicht und/oder ein anderes Medium mit einer vorgebbaren Kraft an die Verzahnung (2, 109) anlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (8e, 9e, 105) mit einem auf eine Linearführung (8c, 9c, 102) aufgebauten Distanzstück (8c, 9c, 103) verbindbar ist, das über einem Federstab (8b, 9b, 108) an einen Tastbolzen (8a, 9a, 107) des Profilmess-Messtasters (8, 9, 106) anschließbar ist und dass die Linearführung (8c, 9c, 102) und der Profil-Messtaster (8, 9, 106) zur Bildung einer autarken Messeinheit (7, 110) auf einen Grundkörper (4, 101) montierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (103) drehbar gelagert und mittels eines Antriebes (118) um +/–180° schwenkbar ist, wobei das Distanzstück (103) mit dem Antrieb (118) direkt oder über eine in axialer Richtung leichtgängig Bewegungen ausgleichende Kupplung koppelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (105) in der Vorrichtung so angeordnet ist, dass zwischen der der vorderseitigen Flanke (114) des Werkstückes (111) zugewandten Mantelfläche (115) und der Bewegungsebene der Linearführung (102) ein Winkel von 20 bis 40° erzielbar ist und dass der Winkel des kegelförmigen Tastelements (105) um 0 bis 15° kleiner als der Winkel zwischen der Mantelfläche (115) und der Bewegungsebene der Linearführung (102) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messeinheit (7, 110) direkt oder indirekt ein oder mehrere Rundlauf-Messtaster (11, 122) und/oder ein oder mehrere Planlauf-Messtaster (123) zufügbar sind, die erforderlichenfalls mit ihr in die gleiche Messebene bringbar und mit ihr zusammen parallel zur Verzahnung (2, 109) verfahrbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Verzahnung (109) eingeleitete Bewegung nach jeder Umdrehung des Werkstücks (111) unterbrechbar oder kontinuierlich fortführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einem zwischen zwei Spitzen aufgenommenen Werkstück (1, 111) beidseitig ein Winkelmessgerät zugeordnet ist.