DE2039198C3 - Vorrichtung zur optischen Prüfung der Zahnteilung eines Zahnrades - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Prüfung der Zahnteilung eines Zahnrades, mit einem Winkclteilcr, auf dem das zu prüfende Zahnrad gelagert ist, einer Zentriervorrichtung zum Einstellen des Zahnrades auf die Drehachse des Winkelteilers, einer Lichtquelle zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls, dessen Achse parallel zur Drehachse des Winkclteilers verläuft und der auf einen Verzahnungsabschnitt des Zahnrades gerichtet ist, einer optischen Abbildungseinrichtung mit verstellbarer Vergrößerung zur Erzeugung einer Abbildung des beleuchteten Verzahnungsabschnittes, einer Einstelleinrichtung zum Einstellen des Abstandes zwischen der Drehachse des Winkelteilcrs und der optischen Achse der Abbildungseinrichtung und zum fluchtenden Ausrichten der optischen Achse der Lichtquelle auf die optische Achse der Abbildungseinrichtung, und einer Blende, die in der Ebene angeordnet ist, in der die Abbildungseinrichtung das Schattenbild des beleuchteten Verzahungsabsehnittcs erzeugt.

Bei einer vorbekannten Vorrichtung dieser Art (»Maschinenbau, Der Betrieb«, September 1937, S. 467) wird eine Abbildung des Zahnrades auf einen Schirm projiziert und dort dann visuell mit einer Blechlehre verglichen, deren Form der Sollform des Zahnrades in 10- bis lOOfacher Vergrößerung entspricht. Als Priifgcnauigkeit für die Teilung ist dort der Wert von IU Bogensekunden angegeben.

Es sind ferner bereits Vorrichtungen zum Prüfen der Zahnteilung eines Zahnrades bekannt (vergleiche z. B. US PS 27 9b 672. DE-PS 7 42 112 und DE-PS 3 99 400). bei denen man durch mikroskopische visuelle Beobachtung der Zahnflankeii sowie durch schrittweises Drehen des Zahnrades und Messen des Drehwinkels die Zahmeilung erfaßt. Bei diesen Vorrichtungen dürfte ι» jedoch die Meßgeiiauigkeil geringer sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Meßgenauigkeit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Ii eingangs angegebenen Merkmalen crfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blende kreisförmig ausgebildet ist und daß auf der der optischen Abbildungseinrichtung abgewandten Seite der Blende ein Detektor zum Messen der Größe der durch die Blendenöffnung

-'» durchrrelencJcn l.ichtmenge angeordnet ist.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Prüfen der Außenkontur von Zahnrädern (CH-PS 2 23 332) bekannt geworden, bei der die l.ichtmenge zwischen der Sollkontur und dem Schaltenbild eines Zahnrades

2^r> photoelektrisch erfaßt wird. In diesem Fall wird ein Schattenbild des zu prüfenden Zahnrades gegen eine Art Schablone projiziert; die »Schablone« besieht aus einer rotierenden Scheibe mit dem Durchmesser des Wäl/.kreises der zu prüfenden Verzahnung und einem

«ι auf der rotierenden Scheibe abrollenden Lineal, die gemeinsam eine Evolventenkonlur der zu untersuchenden Verzahnung erzeugen.

Im Gegensatz hierzu wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Abbildung jedes Zahnes auf die

i^ri kreisförmige Blendenöffnung projiziert. Dies hat den Vorteil, daß sich die Menge des Lichts, die /wischen der Blendenöffnung und dem die Blendenöffnung nahezu vollständig abdeckenden liihlundiirchlässigen Zahn hindurchtritt, sehr rasch ändert, wenn sich der Zahn

·"· relativ zur Blendenöffnung verschiebt. Eine kleine Lageänderung des Zahnes erzeug! somit eine außerordentlich starke Veränderung der durchgelassenen l.ichtmenge, wodurch eine sehr hohe Meßempfindlichkeit für die Lagebestimmung des Zahnes erzielt wird.

Dies rührt daher, daß der Flächeninhalt, der von der Außenkoniur eines Zahnes und dem Kreisrand der Blendenöffnung eingeschlossen wird und durch den der Lichtstrahl hindurchlritl, bei einer Verschiebung des Zahnes sehr rasch wächst bzw. abnimmt, da die

w Abmessungen des das Licht durchlassenden llachenabschnitts nicht nur in Umfungsrichtung. sondern auch senkrecht dazu zu- bzw. abnehmen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Abbildung des Zahnes zunächst vorzugsweise derart

">"> vergrößert, daß die Abbildung des Zahnes die Blendenöffnung praktisch vollständig bedecken kann. Anschließend wird das Zahnrad um einen kleinen Winkel gedreht, so daß ein Lichtstrahl vorgegebener Größe zwischen dem Zahn und der Blendenöffnung

ω hindurchtrill. Die Größe dieses Lichtstrahls dient als Bezugswert. Das Zahnrad wird dann um einen solchen Winkel gedreht, daß die Größe des Lichtstrahl, der /wischen dem nächsten Zahn und der Blendenöffnung hindurchtritt, gleich dem Bezugswert ist. Dieser Winkel

h'¹ wird dann gemessen und mit dem theoretischen leilungswinkel verglichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine zweite optische Abbildungseinrichtung

vorgesehen ist, die auf einem Schirm eine weitere Abbildung des beleuchteten Vcrzahnungsabschnitts erzeugt, und daß der Schirm mit einer zur Blendenöffnung der Blende identischen Kontur versehen ist, die dieselbe Bezugslage zur optischen Achse wie die Blende hat. Durch diese zweite optische Abbildungseinrichtung können unabhängig von der photoelektrischen Abtastung visuelle Einstellungen vorgenommen werden; insbesondere erlaubt diese zweite Abbildungseinr^;jhtung, eine visuelle Voreinstellung vorzunehmen und die für den Meßvorgang gewünschte Vergrößerung der Abbildung festzulegen.

I lierdurch wird nicht nur eine sehr hohe Meßgenauigkeit erzielt, sondern der Meßvorgang läßt sich auch relativ einfach und schnell durchführen.

Anhand der Zeichnungen wird eine bevorzugte Alisführungsform der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Zahnrades.

Fig. 2 eine schcmatischc Seitenansicht einer Vorrichtung zum Prüfender Zahnleilung,

F i g. J eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht, die den unteren Teil der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab darstellt,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Zentriervorrichtung der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 5 optische Abbildungseinrichtungen der Vorrichtung in schcmalischer Darstellung.

F i g. b den oberen Teil der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung, in Blickrichtung des Pfeiles l·' und in vergrößertem Maßstab.

Fig. 7 die Abbildung einer Verzahnung auf eine in tion F i g. 5 und 6 gezeigten Blende zum Zwecke der Zentrierung,

F i g. 7a eine der F i g. 7 entsprechende Ansicht,

F i g. 8 die Abbildung der Verzahnung auf die Blende der F i g. 5 und b während der Zentrierung,

F i g. 9 eine der F i g. 7 entsprechende Ansicht, die die Abbildung der Verzahnung während des Betriebssehrit-(CS zeigt, bei dem der Mittelpunkt der Blende auf den Wälzkreis der Abbildung der Verzahnung geschoben wird,

F i g. 10 und 11 der F ig. 8 entsprechende Ansichten, die das Prüfen der Zahnteilung /eigen.

In Fig. 1 ist ein zylindrisches, geradliniges Zahnrad 1 mit einer Evolventen-Verzahnung dargestellt, deren theoretisches Profil durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Der Wal/kreis ist mit der Bczujjszifier 2 bezeichnet. Der Modul des Zahnrades ist definitionsgemäß das Verhältnis von Wäl/kreis-Durchmesser zu Zähnezahl. Die Profile der Flanken 3 der Zähne entstehen durch Abwickeln einer Geraden von einem Kreis, dem sogenannnien Grundkreis. Mit 4 ist der Fußkreis bezeichnet, der außerdem den Boden der Zahnlücken 5 zwischen den Zähnen definiert. Die Zahnteilung, gemessen auf dein Wälzkreis, ist das Produkt aus dem Radius R₁, des Wälzkreises 2 und den: Winkel B, dem sogenannten Tcilungswinkel. Die Hälfte dieses Winkels ö, die mit 2 ψ_η bezeichnet ist, ist der Winkel, unter dem die theoretische Dicke eines Zahnes bzw. einer Zahnlücke, gerne'· ■■ ί „ίΓ dem Wälzkreis und gesehen vom Mittelpunkt Null der Verzahnung, erscheint.

Ferner ist in der Fig. I ein Kreis 5.7 eingezeichnet, der die beiden Flanken } zweier benachbarter Zähne tangiert und dessen Mittelpunkt sich auf dem Wälzkreis 2 befindet. Der Radius rdes Kreises 5,7, der, wie noch beschrieben wird, beim Prüfen Verwendung findet, kann zeichnerisch oder rechnerisch ermitteh werden, und zwar nach der Formel

r= Rb ■ </'o

worin der Winkel ψο, gemessen im Bogenmaß, der in der Zeichnung dargestellte Winkel (d. h. der vierte Teil von (-)) und Rh der Radius des Grundkreises ist. der bekanntlich mit dem Radius R₁, des Wälzkreises 2 durch folgende Beziehung verknüpft ist:

III /ίο j

Rt,= R₁, cosp

worin β der sogenannte Eingriffswinkel der Verzahnung ist.

Noch einfacher läßt sich der Radius r durch die ii Näherungsformel

r= Rh ■ sin «j*»

ermitteln.

Die tatsächlichen Zähne (die in der Figur mit voll

.1) ausgezogenen Linien dargestellt sind) stimmen nicht genau mit dem theoretischen Profil überein, und die Winkelabwcichung, die gemessen werden soll, ist der mit ΔΘ bezeichnete Winkel. Die auf dem Wälzkreis gemessene Zahnteilung, von der weiter oben die Rede

.'τ war. ist gleich R₁AB. Die in den Fig. 2 bis b gezeigte Vorrichtung dient dazu, die Zahnleilung von Zahnrädern, deren Wäl/.durchmesscr zwischen 0,2 mm und 2 mm liegt, zu prüfen.

Diese Vorrichtung besieht im wesentlichen aus einem

jo Winkelteiler 6. der mit einer Zentriervorrichtung 7 versehen ist und auf einem Sockel 8 ruht, einer Beleuchtungsvorrichtung 9 und einer optischen Einrichtung 10. die auf einem Schlitten 11 eines Stativs 12 (Fig. 6) gelagert ist. Das Stativ 12 ist mittels eines

JS Rahmens ebenfalls auf dem Sockel 8 gelagert.

Der Winkclteiler 6 ist eine Vorrichung von an sich bekannter Bauart, mit der die Winkelstellung eines Kran/es 13 (Fig. 5) bezüglich seiner Achse 14 genau gemessen weiden kann. Bei dem in Fi g. 3 dargestellten

4» Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 6.) des Winkelteilers mit einem Schnellversilellknopf 6b, der zum Drehen des Kranzes 13 dient, einem Verstcllknopf 6c mit dem die Schncllvcrslcllung blockiert und die Winkelstellung des Kranzes 13 genau eingestellt werden kann, einem Sichtrohr 6(/, mit dem die Gradeinteilung des Winkelteilcrs abgelesen werden kann, und einer Beleuchtungsvorrichtung 6c zum Beleuchten der Gradeinteilung versehen ist. Der Abschnitt: 6fdes Gehäuses 6;/, der sich unmittelbar unterhalb der Zentriervorrichtung 7 bcfindet, ist derart ausgebildet, daß er die weiter unten beschriebene Beleuchtungsvorrichtung 9 (F i g. 2 und 6). die in einer Öffnung 19a des Gehäuses glcitbar gelagert ist, aufnimmt.

Die Zentriervorrichtung 7, die in den F i g. 4 und 5 im

^ri5 einzelnen dargestellt ist, besteht aus einer Hülse 7.7, die mit einem Flansch Tb versehen ist. Der Flansch Tb ist beispielsweise durch Schrauben (nicht gezeigt) an dem Kranz 13 befestigt. In die Hülse Ta sind drei Mikrometcranschläge 7c, "i'd, Tc eingeschraubt, die um

ho 120" gegeneinander versetzt sind. Die Welle 1<-< des zu prüfenden Zahnrades I wird zwischen die Enden dieser Anschläge eingesetzt und kann dann mit Hilfe dieser Anschläge genau auf die Achse 14 zentriert werden, wie weiter unten noch beschrieben wird.

t>5 Die Beleuchtungsvorrichtung 9 (F i g. 5 und 6) besteht aus einer Lichtquelle 15, einem Lichtkondensor 16 mit einer Blende 16.7, deren öffnung durch einen gerändelten Knopf 16b verstellbar ist, einem Prisma 17 mit

rechtwinkliger Ablenkung und einer Sammellinse 18 sowie einer Blende 18;/, die mittels eines Knopfes 18c (F ig. 2) einstellbar ist. Die gesamte Vorrichtung ist mit einem Tubus 19 starr verbunden, der parallel zur Achse l6(-dcs Lichtkondensors 16. d. h. senkrecht zur Achse 14 des Winkeltcilers 6, verschiebbar ist; der Abstand zwischen der Achse 186 der Sammellinse 18 und der Achse 14 kann durch nicht gezeigte Mittel, die weiter unten beschrieben werden, mit großer Genauigkeit eingestellt werden.

Die optische Einrichtung 10 (I" ig. 5) besieht aus einem Objektiv 20. einer halbdurchlässigcn Schicht 21. einem zur visuellen Prüfung dienenden Okular 22 und einem Mcßokular 23. die von einer rohrförmigen Umhüllung 10a (Fig. 2 und 6) umgeben sind. Da die optische Achse 186 der Sammellinse 18 mit der optischen Achse 20a des Objektivs 20 fluchtet, beleuchtet die Beleuchtungsvorrichtung 9 die Zähne des Zahnrades 1 von hinten, und die halbdurchlässigc Schicht 21 läßt den größeren Teil (beispielsweise 75%) des durch das Objektiv 20 durchgeschienen Lichtstrahls in gerader Linie zum Mcßokular 23 durchtreten und lenkt einen geringeren Teil (beispielsweise 25%), zum Okular 22 ab. Die optische Einrichtung besteht somit aus zwei Abbildungseinrichtiingen. von denen die eine eine erste Abbildung der Verzahnung auf einer Blende 24 erzeugt, die gegenüber dem Okular 23 angeordnet und mit einer kreisförmigen Blendenöffnung 25 versehen ist. und von denen die andere eine zur ersten Abbildung identische zweite Abbildung auf einem Schirm 26 in Form einer Mattscheibe erzeugt die gegenüber dem Okular 22 angeordnet und auf der ein Kreis 27 mit dem gleichen Durchmesser wie dem der Blendenöffnung 25 aufgetragen ist.

Die Okulare 22 und 23 sind im gleichen Abstand von der halbdurchlässigen Schicht 21 angeordnet, damit sie identische Abbildungen des Zahnes bei 24 bzw. 26 erzeugen. Die Schicht 21, die Okulare 22. 23 mit der Mattscheibe 26 und der Blende 25 sind an einem Abschnitt 106 der rohrförmigen Umhüllung 10a befestigt, die in einem zur Befestigung des Objektivs 20 dienenden Abschnitt 1Or teleskopierbar angeordnet ist. Somit läßt sich der Abstand zwischen dem Objektiv 20 und den Okularen 22, 23 verändern, wodurch eine verstellbare Vergrößerung der Abbildungen ermöglicht wird. In der Fig.6 sind der Verstellknopf 28 für die Vergrößerung, der Vcrstellknopf 28a für die Schnellvcrstellung und der Verstellknopf 286 für die Mikrometereinstellung gezeigt.

Die rohrförmige Umhüllung ist am Schlitten 11 (Fig. 6) befestigt, und die Bewegung des Schlittens 11 auf dem Stativ 12 ist auf eine Bewegung beschränkt, bei der die optische Achse 20a (F i g. 5) in einer genau durch die Achse 14 des Winkelteilers 6 gehenden Ebene verschoben wird. Mit Hilfe eines Handhebels 29 läßt sich die Stellung des Schlittens 11 und somit der Abstand X zwischen den beiden Achsen 14 und 20a genau einstellen. Ferner sind Mittel (nicht gezeigt) vorgesehen, mit denen der Tubus 19 verschoben werden kann, um die optische Achse 186 zur optischen Achse 20a dauernd auszurichten. Diese Mittel können beispielsweise aus einer starren Verbindung zwischen dem Tubus 19 und dem Schlitten 11 bestehen, im folgenden sei angenommen, daß die optischen Achsen 18a und 20a dauernd miteinander fluchten.

Mit der beschriebenen Vorrichtung können, wenn das Zahnrad 1 auf der Achse 14 zentriert ist, die Winkelstellung des Zahnrades, der Abstand X und die Vergrößerung in der Weise gesteuert werden, daß auf der Blonde 24 und der Mattscheibe 26 unter entsprechender Vergrößerung identische Abbildungen eines Teils der Verzahnung, dessen Zahnleilung geprüft

') werden soll, erzeugt werden, wobei dei bcidi.·!) Abbildungen bezüglich den optischen Achsen 23a bzw. 22a der Okulare 23 bzw. 22 identisch angeordnet sind. Wie noch weiter unten erläutert wird, gehört zu der Steuerung eine Positionierung der Abbildungen derart.

i<> daß die Kopfabschnittc der Zähne in eine bestimmte Lage bezüglich der Blendenöffnung 25 bzw. des Kreises 27 gelangen. Um in der Nähe der optischen Achsen 23a und 22a arbeiten zu können, sind die Blendenöffnung 25 und der Kreis 27 etwas exzentrisch bezüglich dieser

r> optischen Achsen angeordnet, wie in der Zeichnung zu sehen ist; sie sind lerner in der Weise angeordnet, dall die beiden Abbildungen an identischen Stellen bezüglich der optischen Achsen entstehen.

Die Lage der Abbildungen wird auf der Mattscheibe

2ü 26 visuell kontrolliert; die genaue Kontrolle erfolgt jedoch durch Messen des Lichtstrahls, der durch die Blendenöffnung 25 durchtritt. Diese Messung erfolgt mittels eines fotocleklrischen Detektors 30 bekannter Bauart (Ii g. 2 und b), der an dem Schlitten 10 hinter der Blendenöffnung 25 befestigt und mittels einer Leitung 30a an einer mit einem Empfindlichkcitssehalter versehenen elektrischen Mcßvorrichlung 31 angeschlossen ist.

Die Zentrierung des Zahnrades 1 erfolgt mittels einer

)o Grobeinstellung und einer Feineinstellung.

Die Grobeinstellung wird visuell durchgeführt. Man stellt zunächst den Abstand X (mittels des Handhebels 29) ein und führt dann die Fokussierung (mittels der Knöpfe 28a und 286,JdUrCh. um eine korrekte Abbildung der Verzahnung auf der Mattscheibe 26 zu erhalten. Danach wird auf den Abstand X(Handhcbel 29) und die Winkellage des Zahnrades 1 (Verstcllknopf 66^ eingewirkt, um die Abbildung des Kopfabschnities 32 eines Zahnes den Kreis 27 tangieren zu lassen: die Vergrößerung (Verstellknopf 28) wird dann derart eingestellt, daß die Abbildung des Zahnes den Kreis 27 (F i g. 7) vollständig bedeckt. Danach wird das Zahnrad 1 (Verstellknopf 66^ mit Hilfe der Zentriervorrichtung 7 (Mikrometeranschläge 7c Td, Tc) gedreht, derart, dall die Abbildungen der Kopfabschnittc 32 sämtlicher Zähne den Kreis 27 tangieren.

Die visuelle Zentrierung kann nicht vollkommen sein, so daß die Abbildungen gewisser Zähne die in I"ig. 7a gezeigte Stellung einnehmen, in der die Flanken 3 den Kreis 27 schneiden. Vor der Feinzentricrung wird die Vergrößerung (Vcrstellknopf 28) etwas verstärkt: dadurch wird sichergestellt diiß der Kreis 27 von den Abbildungen der Kopfabschnitte 32 der Zähne geschnitten werden kann, ohne von den Flanken 3 geschnitten zu werden. Die auf der Blende 24 erzeugten Abbildungen decken somit vollständig die Blendenöffnung 25. wobei lediglich ein Zwischenraum 33 im Außenbereich des Kopfabschnittes 32 (d. h. ohne Zwischenraum zwischen den Flanken 3 und dem Rand des Fensters) gelassen wird, wie in Fig.8 dargestellt. Der Fehler der Zentrierung ist in den Fig. 7a und 8 übertrieben dargestellt.

Die Feinzentrierung erfolgt in der Weise, daß die Flächen der Zwischenräume 33, die von den Abbildun-

b5 gen sämtlicher Zähne freigelassen werden, egalisiert werden, ohne die Vergrößerung zu verändern. Zu diesem Zweck wird die Meßvorrichtung 31 eingeschaltet, und man wählt einen zweckmäßigen Empfindlich-

keitsbereich, damit die Abbildung eines Zahnes, die wie in Fig. 7 visuell positioniert ist, einen Zeigerausschlag der Meßvorrichtung erzeugt, der etwa der Hälfte seines Meßbereiches entspricht. Wenn der Abstand X zwischen der Achse 14 des Winkelteilers 6 und der optischen Achse 20a bei der Grobeinstellung vernünftig eingestellt worden ist, gelingt es ohne Schwierigkeiten, die Zentrierung mit Hilfe der Mikrometeranschläge 7 c, 7d, 7e in der Weise fein einzustellen, daß die Abbildungen sämtlicher Zähne, die durch Drehen des Zahnrades 1 (Verstellknopf 6b) nacheinander in der Blendenöffnung 25 gebildet werden, gleiche Zeigerausschläge der Meßvorrichtung 31 erzeugen.

Wenn dies nicht gelingt, d. h. wenn die Abbildungen einiger Zähne keinen Zeigerausschlag (da sie die Blendenöffnung 25 vollständig bedecken) oder im Gegensatz hierzu dauernd einen Zeigerausschlag, der größer als die Hälfte des Meßbereiches ist (da zwischen den Zahnradflanken und dem Rand der Blendenöffnung 25 Zwischenräume vorhanden sind), erzeugen, ist der Abstand X zu klein oder zu groß. Man verändert dann mit Hilfe des Handhebels Sb den Abstand X in der entsprechenden Richtung und fährt dann, wie oben erläutert, mit der Zentrierung fort.

Wenn das Zahnrad 1 in dieser Weise zentriert ist, wird vor Messung der Zahnteilung der Abstand X in der Weise gesteuert, daß der Mittelpunkt der Blendenöffnung 25 auf dem Wälzkreis der Abbildung der Verzahnung liegt. Dieser Verfahrensschritt wird visuell durchgeführt.

Wenn man den Radius rdes Kreises 5a(F i g. 1) kennt, wird die Vergrößerung der optischen Einrichtung 10 (mittels des Verstellknopfes 28) auf einen Wert eingestellt, der gleich dem Verhältnis des Radius des Kreises 27 zu dem Radius r ist. Durch Verstellen des Verstellknopfes %b und des Handhebels 29 wird die Winkellage des Zahnrades 1 und der Abstand X in der Weise gesteuert, daß die beiden Flanken 3 einer Zahnlücke tangential zum Kreis 27 (Fig.9) verlaufen. Der Mittelpunkt des Kreises 27 liegt romit genau auf dem Wälzkreis, was offensichtlich auch für den Mittelpunkt der Blendenöffnung 25 gilt.

Das Messen der Zahnteilung erfolgt nun in der Weise, daß der Winkelabstand zwischen der theoretischen Lage eines jeden Zahnes auf dem Zahnrad 1 bezüglich der benachbarten Zähne und die tatsächliche Lage bezüglich der Blendenöffnung 25 gemessen werden.

Man verstärkt zunächst die Vergrößerung (Handhebel 28) in der Weise, daß die Abbildung eines Zahnes die Blendenöffnung (Fig. 10) vollständig bedecken kann, was man dadurch verifiziert, daß man nacheinander die Abbildungen sämtlicher Zähne auf der Blendenöffnung 25 erzeugt und dafür sorgt, daß die Meßvorrichtung 31, die auf ihren maximalen Empfindlichkeitsgrad eingestellt ist, keinen Zeigerausschlag erzeugt Wenn ein Zeigerausschlag vorhanden ist, wird die Vergrößerung noch ein wenig verstärkt, und danach beginnt die Messung. Man blockiert nun mit Hilfe des Verstellknopfes 9cdie Schnellverstellung des Winkelteilers 6 in einer Stellung, in der die Abbildung eines Zahnes 32 die in Fig. 10 gezeigte Stellung einnimmt, und durch Drehen des gleichen Verstellknopfes 6c immer in der gleichen Richtung wird die Abbildung des Zahnes 32 in eine Stellung (F i g. 11) gebracht, in der der Zeigerausschlag der Meßvorrichtung 31, hervorgerufen durch den Lichtstrahl, der durch den Zwischenraum 34 zwischen

ίο der Flanke 3 der Abbildung des Zahnes und dem Rand des Fensters hindurchtritt, die Hälfte des Meßbereiches beträgt. Man hat somit den Nullpunkt der Messung festgelegt, den man durch Ablesen in dem Sichtrohr 6c/ bestimmt.

is Man schaltet nun die Meßvorrichtung 31 aus, löst die Schnellverstellung des Winkelteilers 6, dreht den Winkelteiler um den Winkel θ (theoretischer Teilungswinkel), was zur Folge hat, daß der benachbarte Zahn 33 ungefähr in die Stellung gelangt, die der Zahn 32 vorher einnahm, und blockiert dann von neuem die Schnellversteliung. Danach wird die Meßvorrichtung 31 wieder eingeschaltet, und durch Drehen des Verstellknopfes 6c wird die Stellung des Zahnes 33 gesucht, die den gleichen Zeigerausschlag der Meßvorrichtung 31 hervorruft, der bei der Nullpunktbestimmung festgehalten worden ist. Nun wird der Winkelabstand ΔΘ mit Hilfe des Sichtrohres 6d abgelesen. In der gleichen Weise wird bei sämtlichen Zähnen nacheinander vorgegeangen. Man bestimmt somit die Zahnteilung ΔΘ für jeden der Zähne. Danach kann man die Messung im umgekehrten Sinne wieder von neuem beginnen.

Wenn man die vollständige Teilung der Verzahnung wieder herstellen möchte, mißt man den tatsächlichen Teilungswinkel ω für jede Zahnlücke 5 (Fig. 1). Zu diesem Zweck wird ein erster Zahn 32 in die in F i g. 10 gezeigte Stellung gebracht, und der Verstellknopf 6c wird so lange in der gleichen Richtung gedreht, bis die Meßvorrichung 31, die auf ihren maximalen Empfindlichkeitsgrad eingestellt ist, einen Zeigerausschlag abzugeben beginnt. Die Winkellage des Zahnrades wird in dem Sichtrohr 6d abgelesen. Man bringt dann den folgenden Zahn 33 in die in Fig. 10 gezeigte Stellung, dreht den Verstellknopf 6c immer in der gleichen Richtung, bis die Meßvorrichtung 31 einen Zeigerausschlag erzeugt, und liest in dem Sichtrohr 6d die neue Winkelstellung ab. Man erhält den Winkel ω für die Zahnlücke 5 durch die Differenz der beiden Ablesungen, und man verfährt für sämtliche Zähne anschließend in der gleichen Weise. Wenn man den tatsächlichen Winkel ω für jede Zahnlücke und die Teilungsabweichungen ΔΘ in der einen oder anderen Richtung kennt, kann man die vollständige Teilung des Zahnrades wieder herstellen. Die erhaltenen Ergebnisse lassen sich in der Weise verifizieren, daß der tatsächliche Winkel 2 φ (F i g. 1) für die verschiedenen Zahnlücken gemessen wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur optischen Prüfung der Zahnteilung eines Zahnrades, mit einem Winkelteiler, auf dem das zu prüfende Zahnrad gelagert ist, einer Zentriervorrichtung zum Einstellen des Zahnrades auf die Drehachse des Winkclteilers, einer Lichtquelle /ur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls, dessen Achse parallel zur Drehachse des Winkelteilers verläuft und der auf einen Verzahnungsabschnitt des Zahnrades gerichtet ist, einer optischen Abbildungseinrichtung mit verstellbarer Vergrößerung zur Erzeugung einer Abbildung des beleuchteten Verzahnungsabschnittes, einer Einstelleinrichtung zum Einstellen des Abstandes zwischen der Drehachse des Winkeltcilers und der optischen Achse der optischen Abbildungseinrichtung und zum fluchtenden Ausrichten der optischen Achse der Lichtquelle auf die optische Achse der Abbildungseinrichtung, und einer Blende, die in der Ebene angeordnet ist, in der die Abbildungseinrichtung das Schattenbild des beleuchteten Verzahnungsabschnittes erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dall die Blende (24) kreisförmig ausgebildet ist und daß auf der der optischen Abbildungseinrichtung (20) abgewandten Seite der Blende (24) ein Detektor (30, 31) zum Messen der Größe der durch die Blendenöffnung durchtretenden l.ichtmenge angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite optische Abbildungseinrichtung (21, 22) vorgesehen ist, die auf einem Schirm (26) eine weitere Abbildung des beleuchteten Ver/ahnungsabschnitls erzeugt, und daß der Schirm (26) mit einer zur Blendenöffnung (25) der Blende (24) identischen Kontur versehen ist, die dieselbe Bezugslage zur optischen Achse wie die Blende (24) hat.