DE2429664C3 - Prüfvorrichtung für Zahnräder - Google Patents

Description

den Ausgang der Impulsquelle (38) angeschlossen ist Die Erfindung wird im folgenden anhand eines

und daß sich die Meßvorrichtung (16) in Normairich- Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung tung zur Zahnradach.se bewegt. näher beschrieben; es zeigen

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsge-

60 mäßen Zahnradprüfvorrichtung;

Fig.2 ein Blockdiagramm der Steuerschaltung der vorliegenden Erfindung;

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für Fig. 3 ein weiteres Blockdiagramm.

Zahnräder mit einer Basis, auf der ein Tragelement für Eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen

das zu überprüfende Zahnrad gelagert ist, einem 65 Zahnradprüfvorrichtung 10 ist in F i g. 1 gezeigt. Das Antrieb, um Tragelement und Zahnrad rotieren zu Zahnrad, das überprüft werden soll, wird auf dem lassen, mindestens einer Verschiebungsmeßvorrichtung großen Tisch 12 angeordnet, der auf der Basis 14 aus einem festen Teil und einem beweglichen Element, gelagert ist. Der Antriebsmotor für den Tisch (nicht

gezei?t) ist innerhalb der Basis 14 montiert und dreht den Tisch 12 mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Der Evolventenmeßfühler 16 kann von einem Antriebsmechanismus 18 in horizontaler Richtung linear bewegt werden. Der Steigungsmeßfühler 20 kann von einem weiteren Antriebsmechanismus 22, der am oberen Ende der Strebe 24 gelagert ist, in vertikaler Richtung bewegt werden. Die Meßfühler 16 und 20 können druckempfindliche Meßfühler sein, wie sie normalerweise bei der Prüfung von Zahnrädern verwendet werden. Ein auf die Meßfühlerenden 16a, 20a der Fühler 16 und 20 aufgebrachter Druck steuert die Bewegung eines Magneten in einem Druckfühler, wodurch ein elektrisches Signal erzeugt wird. Dieses ist eine Funktion der Größe des auf den Meßfühler ausgeübten Druckes.

Am unteren Ende des Trägertisches 12 ist innerhalb der Basis 14 eine große kreisförmige Basisscheihe 26 am Tisch so befestigt, daß sie mit diesem in Drehung versetzt wird. Eine übliche Kodiereinrichtung 28 weist ein kleines angetriebenes Rad 30 auf. das durch die große Basisscheibe 26 angetrieben wird. Auf diese Weise entstehen kodierte Signale, die für den Winkelbetrag der Drehung des Trägertisches 12 kennzeichnend sind.

Für eine genaue Messung der Evolvente und der Steigung eines Zahnrades ist es erforderlich, daß die Bewegung des Trägertisches 12 mit der Linearbewegung des Evolventenmeßfühlers 16 und des Steigungsmeßfühlers 20 genau abgestimmt wird. Das elektrische System der vorliegenden Erfindung, das diese Steuerung vornimmt, ist im Blockdiagramm in den Fig. 2 und 1 gezeigt.

Mit der Zahnradprüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann wahlweise entweder die Evolvonte oder die Steigung geprüft werden. Die Wahl zwischen beiden Meßarten erfolgt durch den Wahlschalter 36, der in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist. Der Schalter 36 in den F i g. 2 und 3 steht in der Stellung für die Steigungsprüfung. Wenn sich der Schalter in dieser Stellung befindet, ist die Vertikalbewegung des Steigungsmeßfühlers 20 mit der Rotationsbewegung des Tisches 12 abgestimmt. Der Tisch 12 wird folgendermaßen angetrieben: Ein Impulsgenerator 38 ist mit einer Schrittmotor-Treiberschaltung 40 gekoppelt, welche Antriebsimpulse an den Schrittmotor 42 liefert. Wenn sich der Schalter 36 in der Steigungsmeßsteliung befindet, schließt das Relais 44r die Kontakte 44k, wodurch die Relais 5Or und 52r erregt werden. Durch das Relais 5Or wird der Kontakt 44c geschlossen, während das Relais 52r den Kontakt 52c schließt. Dadurch kann ein Registriergerät 80 mit einer synchronen Geschwindigkeit angetrieben werden, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird. Wenn sich der Schalter 36 in der Evolventenmeßstellung betindet, wird das Relais 54r anstelle des Relais 44r erregt. Dadurch werden die Kontakte 54k geschlossen, wodurch wiederum beide Relais 5Or und 52r erregt und auf diese Weise wieder die Kontakte 44c und 52c geschlossen werden.

Wenn der Schrittmotor 42 in Bewegung gesetzt wird, rotiert der Tisch 12 in inkrementellen Schritten; die Kodiereinrichtung 28, die an die Basisscheibe 26 gekoppelt ist, bewegt sich ebenfalls in inkrementellen Schritten. Die Rotation der Kodiereinrichtung 28 liefert eine kodierte Darstellung für den Betrag der Winkeldrehung des Tisches 12. Diese besteht in einer Impulsfolge, deren Größe der Winkelverdrehung des Tisches 12 u. Diese Impulsfolge wird von der Kodiereinheit 28 an den Vervielfacher 60 geliefert, der für jeden Eingangsimpuls, der ihn erreicht, vervielfachte Ausgangsimpulse emittiert. Durch den Vervielfacher 60 soll die Geschwindigkeit des Steigungsmeßfühlers 16 erhöht werden. Wenn sich der Schalter 36 in der Evolventenmeßstellung befindet, wird der Vervielfacher 60 umgangen; die Ausgangsimpulse der Kodiereinheil 28 werden direkt zum Vervielfacher 62 geführt. Der Grund für diese Maßnahme besteht darin, daß der Steigungsmeßfühler 20 bei langen Steigungen mit einer schnelleren Geschwindigkeit angetrieben werden muß als der Evolventenmeßfühler 16. Abgesehen davon weiden die Evolventen- und Steigungsmeßfühler jedoch im wesentlichen in der gleichen Weise gesteuert.

Der Vervielfacher 62 liefert eine Folge von Ausgangsimpulsen, die jeweils bei einem vorgegebenen Teilwert der Eingangsimpulse von der Kodiereinrichtung 28 auftreten. Der Vervielfacher 62 ist so konstruiert, daß er das von der Kodiereinrichtung 28 erhaltene Signal mit einem variablen vorgegebenen Faktor (statt mit einem konstanten Faktor) multipliziert. Bei der Überprüfung eines gegebenen Zahnrads werden manuell oder mittels eines gespeicherten Programms die entsprechenden Faktoren eingestellt, die den Vervielfacher 62 für die Evolventen- bzw. Steigungsprülzyklen steuern sollen. Diese Faktoren sind Digitalziffern. Wenn sie in dem ßinärzähler 64, der mit dem Vervielfacher 62 gekoppelt ist, enthalten sind, bestimmen sie den Vervielfachungsfaktor zur Abstimmung der Geschwindigkeit des Steigungs- bzw. Evolventenmeßfühlers 16, 20 auf die Rotationsgeschwindigkeit des Tisches 12. Der Vervielfacher 62 ist als solcher bekannt.

Die Art und Weise, wie der Vervielfachungsfaktor in den Binärzähler 64 eingegeben wird, kann aus der Fig. 3 entnommen werden. Die Digitalziffer, die den geeigneten Faktor für den Vervielfacher 62 ergibt, kann an den Digitalschaltern 66 eingestellt werden. Der Impulsgenerator 68 liefert dann Impulse an den binär-kodierten Dezimalzähler (BCD) 70. Dieser befindet sich anfangs auf einem Zählerstand, der durch die Digitalschalter 66 eingegeben worden ist. Der BCD-Zähler 70 zählt bis auf Null herunter. Eine Digitalanzeige 72, welche an den Zähler 70 angeschlossen ist, liefert eine kontinuierliche visuelle Anzeige des Inhalts des Zählers 70. Der Zählerstand des Binärzählers 64 befindet sich anfangs auf Null, wenn der BCD-Zähler auf den Zählerstand der Digitalschalter 66 eingestellt ist. Der Binärzähler 64 zählt aufwärts, und zwar so lange, bis er den durch die Digitalschalter 66 eingegebenen Zählerstand erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zählerstand im BCD-Zähler 70 Null.

Wenn der korrekte Vervielfachungsfaktor für den Vervielfacher 62 in den Zähler 64 eingegeben ist, liefert der Vervielfacher 62 entsprechend Impulse an eine herkömmliche Schrittmotor-Treiberschaltung 74. Dadurch wird die erforderliche Abstimmung der Linearbewegung der Meßfühler 16, 20 auf die Rotation des Tisches 12 erreicht. Wenn sich der Schalter 36 in der Steigungsmeßstellung befindet, wird das Relais 44r erregt und der Kontakt 54s geschlossen. Die Schrittmotor-Treiberschaltung 74 treibt den Schrittmotor 76 für den Steigungsantriebsmechanismus 22 über die geschlossenen Kontakte 44s. Wenn sich der Schalter 36 in der Evolventenmeßstellung befindet, sind die Kontakte 44sgeöffnet und die Kontakte 54s geschlossen, wodurch die Schrittmotor-Treiberschaltung 74 den Schrittmotor 78 für den Evolventenantriebsmechanismus 18 über die geschlossenen Kontakte 54s antreibt.

Um dauerhafte Aufzeichnungen über das überprüfte Zahnrad zu erhalten, wird ein Registriergerät 80 verwendet. Das Registriergerät 80 wird durch einen Schrittmotor 82 angetrieben, der von der Schrittmotor-Treiberschaltung 84 durch die Kontakte 52c Impulse erhält. Die Antriebsgeschwindigkeit des Schrittmotors für das Registriergerät 80 hängt normalerweise davon ab, ob der Evolventenmeßfühler 16 oder der Steigungsmeßfühler 20 angetrieben wird. Der Schalter 36 ermöglicht, daß entweder der Evolventenvervielfacher 86 oder der Steigungsverviclfacher 88 mit der Schrittmotor-Treiberschaltung 84 verbunden wird. Die Vervielfacher 86 und 88 sind ähnlich wie der Vervielfacher 60 ausgebildet und multiplizieren die Eingangsimpulse mit einem festen Faktor. Auf diese Weise entstehen Ausgangsimpulse mit einer Frequenz die zur Abstimmung des Registriergeräts 80 auf di( Linearbewegung des Meßfühlers 16, 20 und du Rotationsbewegung des Tisches 12 geeignet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

das sich mit dem Zahnrad in Eingriff befindet, wobei der Patentansprüche: fcste Te|( ent|ang ejner linearen Bahn bewegbar ist und

1. Prüfvorrichtung für Zahnräder mit einer Basis, das bewegliche Element an eine Signaleinrichtung

auf der ein Tragelement für das zu überprüfende angeschlossen ist, d.e auf die Verschiebung des

Zahnrad gelagert ist, einem Antrieb, um Tragele- s beweglichen Elements relat.v zum festen Teil anspricht

ment und Zahnrad rotieren zu lassen, mindestens und die zu überprüfende Eigenschaft des Zahnrads als

einer Verschiebungsmeßvorrichtung aus einem Funktion der Verschiebung anzeigt

festen Teil und einem beweglichen Element, das sich Eine Prüfvorrichtung ür Zahnräder dieser Art ist aus

mit dem Zahnrad in Eingriff befindet, wobei der feste der US-PS 36 31 603 bekannt. Bei ihr wird ein einziger

Teil entlang einer linearen Bahn bewegbar ist und io Meßfühler sowohl zur Evolventen- als auch zur

das bewegliche Element an eine Signaleinrichtung Neigungsmessung herangezogen der auf einem in einer

angeschlossen ist, die auf die Verschiebung des Ebene parallel zur Zahnradachse frei beweglichen

beweglichen Elementes relativ zum festen Teil Schlitten gelagert ist. Dabei wird entweder nur das

anspricht und die zu überprüfende Eigenschaft des Tragelement für das Zahnrad oder nur der den

Zahnrades als Funktion der Verschiebung anzeigt, 15 Meßfühler tragende Schlitten angetrieben; das jeweils

dadurchgekennzeichnet, daßdie Prüfvor- nicht angetriebene Element wird infolge der Rotation

richtung (10) eine fmpulsquelle (38) umfaßt, deren des Zahnrads in Bewegung gesetzt. Die Bewegung des

Ausgang an den Eingang des Antriebes (40, 42) für Schlittens und des Tragelements werden über kapaziti-

das Tragelement (12) angeschlossen ist. ferner eine ve Wandler in elektrische Ströme umgeformt, deren

an das Tragelement (12) angeschlossene Codierein- 20 Größe einander entspricht, wenn das zu prüfende

richtung (28), in der infolge der Rotation des Zahnrad keine Diinensionsfehler aufweist. Ein etwaiger

Tragelementes (12) Impulse erzeugt werden, einen Fehler verhindert den Stromabgleich und führt zu einem

an die Codiereinrichtung (28) angeschlossenen Sixomsignal in entsprechender Größe. Diese bekannte

ersten Vervielfacher (60,62), der die Impulse von der Vorrichtung eignet sich jedoch nicht für Zahnräder mit

Codiereinrichtung (28) als Eingangsimpulse emp- 25 stark unterschiedlichen Dimensionen,

fängt und an den Eingang eines Linearantriebes (18, Denselben Nachteil haben auch Vorrichtungen, die

22) für die Meßvorrichtung (16,20) Ausgangsimpulse aus den US-PS 27 87 060 und 29 98 657 bekannt sind,

liefert, so daß die Meßvorrichtung eine mit der " Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

Rotationsbewegung des Tragelementes (12) abge- Prüfvorrichtung der eingangs genannten Art zu

stimmte Bewegung durchführt, einen Regler (64 bis 30 schaffen, die sich durch hohe Meßgenauigkeit auszeich-

72), der an den ersten Vervielfacher angeschlossen net und mit der Zahnräder in einem weiten Größenbe-

ist und das Frequenzverhältnis zwischen den reich gemessen werden können.

Eingangsimpulsen und den Ausgangsimpulsen des Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1

ersten Vervielfachers abstimmt, ein Registriergerät beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbil-

(80) zum Aufzeichnen des Ausgangs der Signalein- 35 düngen sind in den Unteransprüchen dargestellt,

richtung, einen Antrieb (82,84) für das Registrierge- Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Anzahl

rät und einen zweiten Vervielfacher (86, 88), dessen von Vorteilen bei der Bemessung, Herstellung und

Eingang an die Impulsquelle (38) und dessen Montage auf:

Ausgang an den Antrieb für das Registriergerät I.Flexibilität - es kann ein großer Bereich für das

angeschlossen ist. 40 Übersetzungsverhältnis gewählt werden;

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 2 Änderungen können in einfacher Weise vorgenomgekennzeichret, daß das Tragelement (12), die men werden, indem die entsprechenden Scheiben im Verschiebungsmeßvorrichtung (16, 20) und das Durchmesser verändert werden;

Registriergerät (80) in inkrementellen Schritten 3. Runde Konfiguration - leicht herzustellen;

bewegt werden. 45 4. Es kann ein exaktes Übersetzungsverhältnis erhal-

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ten werden, indem die entsprechenden Scheiben einfach dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der nachgeschliffen werden;

Zahnradsteigung der Eingang des zweiten Vervielfa- 5. Ein Zwangsantrieb kann erreicht werden, indem die

chers an den Ausgang des ersten Vervielfachers Scheiben mittels Federn, regulierbarer Druckstäbe,

angeschlossen ist und daß sich die Verschiebungs- 50 Gewichte usw. in Kontakt gehalten werden,

meßvorrichtung (20) in Parallelrichtung zur Zahn- Durch die Verwendung einer Basisscheibe in

radachse bewegt. Verbindung mit Schrittmotoren und Rädergetrieben

4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, kann also ein breiter Größenmeßbereich bei sehr dadurch gekennzeichnet, daß bei der Evolventen- niedrigen Kosten erreicht werden, der mit dem anderen messung der Eingang des zweiten Vervielfachers an 55 bekannten Verfahren nicht erzielt wird.