DE2438641C3 - Method and arrangement for testing individual gear teeth - Google Patents

Method and arrangement for testing individual gear teeth

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DE2438641C3
DE2438641C3 DE19742438641 DE2438641A DE2438641C3 DE 2438641 C3 DE2438641 C3 DE 2438641C3 DE 19742438641 DE19742438641 DE 19742438641 DE 2438641 A DE2438641 A DE 2438641A DE 2438641 C3 DE2438641 C3 DE 2438641C3
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Laue, Günter, Prof. Dipl.-Ing., 4920 Lemgo
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Description

3 4 3 4

L - Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Es wäre jedoch möglich, den Aufnehmer 6 ebenfalls L - According to the invention, this object is thereby achieved. However, the transducer 6 could also be used

löst, daß die Stoßenergie auf den Zahn durch An- gegenüber der Flanke 4 anzubringen.
. " ziehungskrafte in einem magnetischer, Feld über- Nach dem Einschalten des Thyristors 8 tritt bei .-. tragen wird, das ein Durchflutungsstoß in einer Er- vorher aufgeladenem Kondensator 9 (mit der Kapa- \ iegerspule erzeugt. 5 zität qj ein Entladestromstoß durch die Erreger-Weitere Ausbildungen der Erfindung sehen vor, spule 5 (mit der Induktivität LE) auf. In bezug auf J daß' die stoßartige Anregung periodisch wiederholt die Erregung des magnetischen Feldes, das durch -\ _wird und daß die Wiederholfrequenz der stoßartigen eine Feldlinie 10 angedeutet ist, wird der Entlade- ,') Anregungen gleich groß wie aie Netzfrequenz oder Stromstoß als Durchflutungsstoß wirksam. Bei An-V. durch Multiplikation oder Division mit einer ganzen io nähme konstanter relativer Permeabilität entstehen ' ΐ Zahl daraus gewonnen ist im Luftspalt zwischen der Flanke 4 und dem Spulent r Anordnungen zur Durchfuhrung des erfinderischen kern 11 (der Rückschluß wurde nicht gezeichnet) ;_ Verfahrens sehen vor, daß sich zur Herstellung des magnetische Anziehungskräfte, die mit dem Quadrat * ■ Durchflutungsstoßes ein vorher aufgeladener Kon- der Durchflutung anwachsen.
solves that the impact energy is applied to the tooth by facing the flank 4.
. After the thyristor 8 is switched on, a surge in flow through a previously charged capacitor 9 (with the capacitor coil) is generated by a discharge current surge through the Exciter further developments of the invention provide coil 5 (with the inductance L E ) . With regard to J that 'the shock-like excitation periodically repeats the excitation of the magnetic field that is through - \ _wild and that the repetition frequency of the shock-like field line 10 is indicated, the discharge , ') excitations are the same size as the mains frequency or current surge effective as a flow surge. In the case of An-V. Multiplication or division by a whole io would result in constant relative permeability' number obtained from this in the air gap between the flank 4 and the coil r arrangements for implementing the inventive core 11 (the conclusion was not drawn); _ the method provide that to produce the magnetic forces of attraction, which increase with the square * ■ of a previously charged condensation.

densator durch die Erregerspule entlädt, daß die 15 Die Verluste "von Erregerspule 5 und Kondensa-capacitor discharges through the excitation coil that the 15 The losses "of excitation coil 5 and capacitor

Erregerspule an die Sekundärwicklung eines Trans- tor 9 sind so klein, daß bei nicht vorhandenem Thy-The excitation coil on the secondary winding of a Trans- tor 9 is so small that if there is no Thy-

formators angeschlossen ist, durch deran Primär- ristor 8 der zeitlich veränderliche Entladestrom erstformator is connected, through which the primary transistor 8 the time-varying discharge current

wicklung sich ein vorher aufgeladener Kondensator nach einem Ausschwingvorgang verschwinden würde,winding a previously charged capacitor would disappear after a decay process,

entlädt, daß die Eigenfrequenz des Schwingkreises wobei er mehrmals in Abständen von annähernd jethat discharges the natural frequency of the resonant circuit taking it several times at intervals of approximately each

aus der Kapazität des Kondensators und der Induk- ao einer Halbperiode der Eigenschwingung mit der an-from the capacitance of the capacitor and the induction ao of a half cycle of the natural oscillation with the other

tivität der Erregerspule annähernd gleich groß wie nähernden Eigenfrequenz
die Biegeeigenfrequenz des Zahns oder größer als
Activity of the excitation coil is approximately the same as the approaching natural frequency
the natural bending frequency of the tooth or greater than

diese ist und daß die Entladung des Kondensators fE = Ij(In VLe^Ce)
durch einen Steuerimpuls eingeleitet wird, der einen
this is and that the discharge of the capacitor f E = Ij (In VLe ^ Ce)
is initiated by a control pulse, the one

im Entladestromkreis angeordneten Thyristor aus 25 seine Richtung wechselt. Der Thyristor 8 läßt jedoch dem sperrenden in den leitenden Zustand versetzt. nur Strom in einer Richtung durch, in der anderen Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen Richtung sperrt er. Daher tritt nur in der ersten insbesondere darin, daß mit großer Zuverlässigkeit Halbperiode ein Entladestromstoß durch die Erre-Werkstoffehler, kleine Härterisse am Zahnfuß und gerspule 5 auf, so daß sich die Dauer des Entladebeginnende Anrisse infolge Werkstoffermüdung an 30 Stromstoßes und des Stoßes der magnetischen Anden Flanken frühzeitig aufgedeckt werden, daß durch ziehungskrafte indirekt proportional mit der Eigensystematische objektive Prüfung die Treffsicherheit frequenz fE ändert, da der Thyristor 8 zunächst nicht bei der Dimensionierung hochbeanspruchter Zahn erneut eingeschaltet wird. Durch geeignete Wahl von räder erhöht und der Sicherheitszuschlag erniedrigt Ln und C,.: kann man die Stoßdauer ausreichend kurz wird, daß in den meisten Fällen das Zahnrad zur 35 halten. Zusätzliche Anpassungsmöglichkeiten lassen Prüfung nicht ausgebaut werden braucht, daß das sich durch Zwischenschalten eines Transformators Gerät tragbar ist, daß der Energieverbrauch eine schaffen.arranged in the discharge circuit thyristor from 25 changes its direction. The thyristor 8 can, however, put the blocking into the conductive state. only current in one direction through, in the other The advantages achieved with the invention exist direction it blocks. Therefore, only in the first half-cycle, in particular, a discharge current surge occurs due to the Erre material faults, small hardening cracks at the tooth root and gerspule 5, so that the duration of the discharge beginning cracks due to material fatigue at 30 current impulses and the shock of the magnetic Andes Flanks are revealed early on that the accuracy frequency f E changes by drawing forces indirectly proportional to the own systematic objective test, since the thyristor 8 is initially not switched on again when dimensioning highly stressed tooth. Through a suitable choice of wheels increases and the safety margin decreases L n and C ,. : the shock duration can be short enough that in most cases the gear will hold at 35. Additional adjustment possibilities do not need to be expanded, that the device is portable through the interposition of a transformer, that the energy consumption creates a test.

Speisung aus einem tragbaren Akkumulator ermög- Der Stoß der magnetischen Anziehungskräfte ruftSupply from a portable accumulator enables the surge of magnetic attraction forces

licht und daß der Scheitelwert in der ersten Halb- noch während der Stoßdauer eine Auslenkung deslight and that the peak value in the first half a deflection of the

periode der freien Biegeschwingung des Zahns nahe- 40 Zahns 1 hervor und bedeutet daher eine Übertragungperiod of the free flexural oscillation of the tooth near tooth 1 and therefore means a transmission

zu unabhängig von seiner Dämpfung ist und die von Stoßenergie auf den Zahn 1. Der einmal ange-is too independent of its damping and the impact energy on tooth 1. Once the

Empfindlichkeit daher ohne Nachstellen oder Regeln stoßene, dann sich selbst überlassene Zahn 1 führt,Sensitivity, therefore, without readjustment or regulation, leads to tooth 1 that is bumped and then left to its own devices,

annähernd konstant bleibt. wenn er genügend schwach gedämpft ist, seinerseitsremains approximately constant. if it is sufficiently weakly muffled, on his part

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher annähernd exponentiell abklingende Biegeschwin-The invention is based on the drawing in more detail, approximately exponentially decaying bending speed

erläutert. Es zeigt 45 gungcn durch. Dieser Vorgang ist, streng genommen,explained. It shows 45 gungcn through. Strictly speaking, this process is

Fig. 1 einen Zahnradeinzelzahn mit Erregerspule nicht mehr periodisch. Üblicherweise spricht man je-Fig. 1 a single gear tooth with excitation coil no longer periodically. Usually one speaks

und Kondensator sowie mit elektrischem Aufnehmer doch auch hier von einer Periode und versteht dar-and capacitor as well as with electrical pick-up but also here of one period and understands

und Anzeigeeinrichtungen, unter die Periode der zugrunde liegenden harmoni-and display devices, under the period of the underlying harmonic

Fig. 2 zwei annähernd exponentiell abklingende sehen Eigenschwingung, deren Eigenfrequenz /ß sichFig. 2 see two approximately exponentially decaying natural oscillation, whose natural frequency / β is

Schwingungsvorgänge eines Zahns bei linearem Or- 50 bei der stark vereinfachenden Annahme eines ein-Vibration processes of a tooth with a linear Or- 50 with the simplistic assumption of a single

dinatfcnmaßstab, seitig eingespannten masselosen Balkens mit einerDIN-scale, massless beam clamped on one side with a

Fig. 3 zwei annähernd exponentiell abklingende Punktmasse/71 am Ende berechnet:
Schwingungsvorgänge eines Zahns nach Gleichrichtung bei logarithmischem Ordinatenmaßstab und j _ \/(2^Vm7C)
Fig. 3 two approximately exponentially decaying point masses / 71 calculated at the end:
Vibration processes of a tooth after rectification at the logarithmic ordinate scale and j _ \ / (2 ^ Vm 7 C)

Fig. 4 ein Anlegejoch mit Erregerspule, Eisenkern 55 . B 4 shows a contact yoke with excitation coil, iron core 55. B.

und Aufnehmer. mi and transducers. mi

Der Zahnradeinzelzahn 1 kann vereinfachend als Biegesteifigkeit c = 3 E/7/3,The gear single tooth 1 can simply as flexural rigidity E c = 3/7/3,

einseitig eingespannter, zu Biegeschwingungen fähi- Flächenträgheitsmoment /,one-sided clamped, capable of bending vibrations - geometrical moment of inertia /,

ger Balken angesehen werden. Die Einspannstelle in Elastizitätsmodul E, ger bars can be viewed. The clamping point in modulus of elasticity E,

den als starr angenommenen Zahnradkörper befindet 60 n ., ...the gear body assumed to be rigid is located in 60 n ., ...

, sich am Zahnfuß 2; das freie Ende des Balkens wird Balkenlange /., at the tooth root 2; the free end of the bar becomes bar length /.

durch den Zahnkopf 3 gebildet. Annähernd senk-formed by the tooth tip 3. Approximately lower

- recht auf der Flanke 4 steht die Achse der Erreger- Bei konstanter Punktmasse m gestattet die Kennt-- The axis of the exciter is on the right on flank 4 - With a constant point mass m , the knowledge

spüle 5, während der elektrische Aufnehmer 6 gegen- nis der Eigenfrequenz Jn also Aussagen über dierinse 5, while the electrical pick-up 6 counter to the natural frequency J n that is, statements about the

über der anderen Flanke 7 angebracht ist. Diese An- 65 Biegesteifigkeit c. Ähnliche Zusammenhänge beste-is attached over the other flank 7. This flexural strength c. Similar relationships exist

ordnung an zwei verschiedenen Flanken wurde der hen beim wirklichen Zahn 1 mit verteilter Masse undorder on two different flanks became the hen in the real tooth 1 with distributed mass and

Übersichtlichkeit der Zeichnung halber gewählt; sie veränderlichem Flächenträgheitsmoment. Die dannChosen for the sake of clarity of the drawing; they variable area moment of inertia. Which then

ist auch aus konstruktiven Gründen zu bevorzugen.. nur nach komplizierten Berechnungen theoretisch an-is also to be preferred for constructional reasons .. only theoretically possible after complicated calculations

, zugebende Eigenfrequenz /ß ist unter anderem stark vom Modul abhängig; sie beträgt beim Modul 10 etwa 35 kHz, beim Modul 3 etwa 100 kHz. , Zugebende natural frequency / ß is inter alia strongly dependent on the module; it is around 35 kHz for module 10 and around 100 kHz for module 3.

Während der Stoßdauer werden somit zwei schwingungsfähige Systeme, ein elektrisches und ein mechanisches, über das magnetische Feld miteinander gekoppelt, allerdings zeitlich begrenzt durch den Thyristor 8. Die Energie, die zu Anfang im elektrischen System gespeichert ist, wird nur dann auf das me-During the duration of the impact, two vibratory systems, an electrical and a mechanical, Coupled with each other via the magnetic field, but limited in time by the thyristor 8. The energy that is initially stored in the electrical system is only then transferred to the me-

reichs mit kleiner zeitlicher Spannungsänderung um den positiven Scheitelwert der Netzspannung in der Mitte ihrer Halbperiode herum einschaltet. Der Einschaltzeitpunkt muß dann in bezug auf den NuIldurchgang der Netzspannung mit ausreichender Genauigkeit beim erfindungsgemäßen periodischen Betrieb eingehalten werden, damit sich z. B. auf dem Oszilloskop 15 stehende Bilder ergeben. Diese direkte Einspeisung aus dem Wechselstromnetz istwith a small temporal voltage change around the positive peak value of the mains voltage in the Turns on around the middle of their half-cycle. The switch-on time must then be related to the zero passage the mains voltage with sufficient accuracy in the periodic operation according to the invention are complied with so that z. B. on the oscilloscope 15 standing images. This direct Feed-in from the AC grid is

frei ausschwingen kann, verlustarm übertragen, wenn /b < h ist, d. h., wenn die Stoßdauer kleiner als eine Halbperiode der Biegeeigenschwingung des Zählers 1can swing freely, transfer with low loss if / b < h , that is, if the duration of the impact is less than a half cycle of the natural bending oscillation of the counter 1

Die oben berechnete Eigenfrequenz /ß eines einseitig eingespannten masselosen Balkens mit einer Punktmasse am Ende für Biegeschwingungen und sinngemäß die eines Zahns wird sich bei praktischenThe above calculated natural frequency / ß of a unilaterally clamped massless beam with a point mass at the end for flexural vibrations and that of a tooth will be used in practical

chanische System, in dem zu Anfang keine Energie 10 möglich, weil der vorher stoßartig angeregte Zahn enthalten ist, das aber im Gegensatz zum elektrischen in einer Zeit ausschwingt, die als sehr klein gegenüber einer Halbperiode der Netzspannung angesehen werden kann.Mechanical system in which no energy 10 is possible at the beginning, because the tooth was previously excited in a jerky manner is contained, which, however, in contrast to the electric oscillates in a time that is compared to very small a half cycle of the mains voltage can be viewed.

Der Kurvenzug 20 zeigt den Verlauf einer zeitlich veränderlichen Spannung im u(/)-Diagramm, das etwa auf dem Oszilloskop 15 angezeigt würde. Sowohl die Spannungs-(w-) als auch die Zeit-(/-)Achse ist linear geteilt. Die aufgetragene Spannung u ist der Ausgangsspannung des Aufnehmers 6 und damit derThe curve 20 shows the course of a voltage that changes over time in the u (/) diagram, which would be displayed on the oscilloscope 15, for example. Both the voltage (w) and time (/) axes are divided linearly. The applied voltage u is the output voltage of the transducer 6 and thus the

Messungen nur bei ausreichender Homogenität ein- 20 Auslenkung As der Zahnflanke 7 im dargestellten stellen. Abweichungen davon, wie z. B. der Lunker 3eispiel proportional; es können jedoch auch Auf-12, der Härteriß 13 oder der eine Grübchenbildung nehmer für die erste oder zweite zeitliche Ableitung durch Ermüdung ankündigende Anriß 14, beeinflus- der Auslenkung A s eingesetzt werden, ohne daß sich sen die Spannungsverteilung, ändern unter anderem dadurch die Ermittlung der Eigenfrequenz jB und der das Flächenträgheitsmoment / und damit Biegesteifig- 25 Abklingzeit TA grundsätzlich ändert. Die Eigenfrekeit c und Eigenfrequenz jn. Außerdem tritt an den quenz /ß wird aus der halben Anzahl der Durchgänge Rissen zusätzliche Reibungsdämpfung auf, die eine des Kurvenzuges 20 durch die /-Achse in einer geschnellere Umsetzung der Schwingungsenergie in eignet gewählten Zeiteinheit abgeleitet; die Abkling-Wärme zur Folge hat und somit die Schwingungen zeit TA ergibt sich als Abszisse auf der /-Achse, die in kürzerer Zeit abklingen läßt. Man kann den Ver- 30 durch die Anfangstangente 21 an die Hüllkurvenlauf der Hüllkurve der Schwingungen in Abhängig- e-Funktion 22 abgeschnitten wird. Die Scheitelwerte keit von der Zeit / in guter Annäherung durch eine der Spannung η sind nach Ablauf von 5 TA auf wee-Funktion jfc · &-'lTA beschreiben, mit Konstante k niger als 10Zo ihres Anfangswerts abgeklungen, so daß und Abklingzeit (Zeitkonstante der Hüllkurven- dann, im Beispiel angenähert zur Zeit T1, eine erneute e-Funktion) TA. Sowohl die Eigenfrequenz/ß als auch 35 Erregung des Zahns 1 vorgesehen werden kann. Bei die Abklingzeit TA oder abhängige Größen sind der Gleichstromspeisung an den Klemmen 17, 18 ist man Kurvenbildanzeige des Oszilloskops 15 und/oder
einem anderen Analysator für Schwingungsparameter
16 zu entnehmen. Andere übliche Kenngrößen für
die Dämpfung können unter der Voraussetzung 40
TA > Mfβ wie folgt ineinander umgerechnet werden:
Make measurements only if there is sufficient homogeneity in the deflection As of the tooth flank 7 in the illustrated. Deviations from it, such as B. the blow hole 3 example proportional; However, open-12, hardness crack 13 or pitting can also be used for the first or second time derivation through fatigue-heralding crack 14, influencing deflection A s , without changing the stress distribution, among other things thereby changing the Determination of the natural frequency j B and which fundamentally changes the geometrical moment of inertia / and thus the flexural strength of the decay time T A. The natural frequency c and natural frequency j n . In addition, additional frictional damping occurs at the quenz / ß from half the number of passages cracks, which one of the curve 20 is derived through the / axis in a faster conversion of the vibration energy in a suitably selected time unit; the decay heat has the consequence and thus the oscillation time T A results as the abscissa on the / axis, which can decay in a shorter time. The connection 30 can be cut off by the initial tangent 21 to the envelope curve of the envelope curve of the vibrations in the dependent e-function 22. The peak values of the time / in good approximation by one of the voltage η have decayed after the expiration of 5 T A on the wee function jfc · & - ' lT A , with constant k n less than 1 0 Zo of their initial value, so that and Decay time (time constant of the envelope curve - then, in the example approximated to time T 1 , a new exponential function) T A. Both the natural frequency / ß and 35 excitation of the tooth 1 can be provided. When the decay time T A or dependent variables are the direct current supply at the terminals 17, 18 one is the curve display of the oscilloscope 15 and / or
another analyzer for vibration parameters
16 can be found. Other common parameters for
the attenuation can under the condition 40
T A > Mfβ can be converted into one another as follows:

in der Wahl der Zeit T1, verhältnismäßig frei, wäh-in the choice of time T 1 , relatively free to choose

mit Abklingkonstante δΑ, Dämpfungsgrad &, logar. Dekrerend bei Speisung aus dem Wechselstromnetz diese Zeit Tn durch dessen Periodizität festgelegt wird.with decay constant δ Α , degree of attenuation &, logar. When feeding from the alternating current network, this time T n is determined by its periodicity.

Das Konstruieren der Anfangstangente 21 an die Hüllkurven-e-Funktion kann beispielsweise dadurch umgangen werden, daß das Oszilloskop 15 die zeitlich veränderliche gleichgerichtete Ausgangsspannung des Aufnehmers 6 bzw. die ihr proportionale Spannung I μ I in logarithmischem Maßstab, als log | η |, mit einer linearen Zeitablenkung anzeigt. Dadurch wird eine annähernde Gerade 23 als Hüllkurve derThe construction of the initial tangent 21 to the envelope curve e-function can for example thereby be circumvented that the oscilloscope 15 the time-varying rectified output voltage of the transducer 6 or the voltage I μ I proportional to it on a logarithmic scale, as log | η |, with a linear time deflection. As a result, an approximate straight line 23 is used as the envelope curve of the

ment A, Resonanzschärfe eines Schwingers Q (Güte eines gleichwertigen elektrischen Schwingkreises).ment A, resonance sharpness of an oscillator Q (quality of an equivalent electrical oscillating circuit).

Die Beurteilung der Meßergebnisse der einzelnen
Zähne eines Zahnrades wird zweckmaßigerweise an
Hand-der Ab^weichungeni-von Sollwerten vorgenom- einseitigen Schcitelwerte 24 erreicht; der. Betrag des mejp ^iög^oilwerter werden ,-beispielsweise bei der 'Anstiegs der Geraden ist'proportional zu IjT34.' Vorefsten^Prüfung^nes[gebrauchten Zahnrades aus den^ 50 teilhaft;nutzt man die günsögere-isubjekfiye InterpoiiSttefw^^i^|u|ä*;]7^ί allCT^seineriZähne gebildet, lätionsmöglichkeit'bS Geraden zu emer.TC£-Ablesung oder:b^rder^anra^gXichen*Serienprutung,neier\2ahn- aus£ indem^nanl den ersten 5ch'eiteiwert 25 der zeitrader~ werden Ojialitätsanfofderungen berücksichtigt. lieb. verariderlichen'Scneitelwerte 24 ^konstant" Mit, In"15estimmter!Grenzen,lasserf sich dabei durch Ge- eineτύB\ zeitlich TechteckfSnnigiVeranderTiche VergenuFei5tellung""defsi\Tiwejctiungen von /3" und TA 55 glelchsspanuhg erzeugt ^und zusätzlich ,darstellt, de-Fehlerieingrenzen. Beim Lunker 12 z. B. tritt die //j- ^ren Scbeitelwerte26 konstant' sind und^ein definiertes Ab^eicTrutigiStärker hervbf als ,die !^-Abweichung, Buchte)], 'ζ,,Β?-1/(2 e) = 0,1353, des ersten Scheitel-
Assessment of the measurement results of each
Teeth of a gear is expediently on
Hand — of deviations — from nominal values made — one-sided Schcitel values 24 reached; the. Amount of the mejp ^ iög ^ oilwerter, -for example, in the case of the 'slope of the straight line is' proportional to IjT 34. ' Prefixed ^ test ^ nes [used gear from the ^ 50 part; one uses the günsögere-isubjekfiye InterpoiiSttefw ^^ i ^ | u | ä * ; ] 7 ^ ί allCT ^ his teeth formed, possibility of a straight line to emer.TC £ reading or : b ^ rder ^ anra ^ gXichen * series production, neier \ 2ahn- from £ by ^ byl the first 5ch'eiwert 25 of the time wheels ~ Ojiality requirements are taken into account. Dear. verifiable peak values 24 ^ constant "with, in" 15estimmter! limits, can be generated by a τύ B \ Zeitlich TechteckfSnnigiVeranderTiche VergenuFei5tierung "" def s i \ Tiwejctiungen von / 3 "and T A 55 equal spanuhg ^ and additionally, represented In the case of blowholes 12, for example, the // j- ^ ren chisel values26 are constant 'and ^ a defined ab ^ eicTruti is more pronounced than, the! ^ - deviation, bay)],' ζ ,, Β? -1 / (2 e) = 0.1353, the first vertex

^.iis-SL^i—^« -.-'-: i~iu" - Tre^;i5;ibetragfeii, .für einen'konstanten Anstand^ .iis-SL ^ i— ^ «-.-'-: i ~ iu" - Tre ^; i5; ibetragfeii, .for a 'constant propriety

25726^υί Jlem: Schirm des Pszilldskojisl 15 sorgt ^Eichung der, yeptarkungsfaktoren^.-iiie-Ablenkzeit 'durch * Rastereirfteilung od. S. Όΐϋΐιΐ,'-τιηα,^ΐβ^ζηηι Sdinittpunkt defGeraden^ und 26 gehörende Zeit 2f Ja^bfiest, daldieTScheiy werte 24 ,innerhalb "der Zfciki/äsTä auf ,1 ;(2e) abklingen (sinngernäß^bei an-,25 7 26 ^ υί Jlem: Screen of the Pszilldskojisl 15 provides ^ calibration of the 'yeptarkung factors ^ .- iiie-deflection time' by * raster division or S. Όΐϋΐιΐ, '- τιηα, ^ ΐβ ^ ζηηι Sdinittpunkt defGstraaden ^ and 26 belonging time 2f yes ^ bfiest, daldieTScheiy values 24, within "the Zfciki / äsTä on, 1; (2e) decay (meaningful ^ at an-,

•r>-.iro-rrr--—r- ο aus'einem^Wechsel- 65 derenJBrüchteileri). * . ^ - C ~~ -\ • r> -. Iro-rrr --— r- ο from a change of 65 their fractionsi). *. ^ - C ~~ - \

^ ßst'ix in vielen Fällen "iiichti erforderlich, "^ie Ablesegenauigkeit für «die Zeit 2 - tA wird eremenTöleiclistfomzwischejikreisvotzusehen, wenn 3ioht„wenn man insbesondere bei direkter Speisung ^: .,j^- w'i.^--. ο lediglich' am Ende Vines Be- aus dem Wcchsclstromnclz von der .Verzögerung „der ^ ßst'ix in many cases "is not necessary," ^ he reading accuracy for "the time 2 - t A will be eremenTöleiclistfom betweenjikreisvot if 3ioht" when one is especially with direct supply ^:., j ^ - w'i. ^ -. ο only 'at the end Vines from the Wcchsclstromnclz from the "delay" of the

iDer Kondensator 9'wird^äus einer nicht gezeichneten Spamrunfisquelie1 aufgeladen^ die"an die Klem-The capacitor 9 'is charged ^ out of a spam runfisquelie 1, not shown ^ which "is connected to the terminal

Zeitablenkung zwischen den Zeiten T1, und Tn Gebrauch macht, so daß der interessierende Schwingungsvorgang möglichst groß auf dem Schirm des Oszilloskops IS erscheint. Die Scheitelwerte 26 der Vergleichsspannung werden so gewählt, daß die Störspannung die Ablesung mit Sicherheit nicht beeinträchtigt. Im dargestellten Beispiel kann die Störspannung ohne Bedenken 5% des ersten Scheitelwerts 25 betragen. Die Eigenfrequenz /ß wird bei logarithmischer Darstellung der zeitlich veränderlichen gleichgerichteten Ausgangsspanming des Aufnehmers 6 bzw. der ihr proportionalen Spannung u aus der halben Anzahl der Halbschwingungen in einer geeignet gewählten Zeiteinheit abgeleitet.Time diversion between the times T 1 and T n makes use, so that the oscillation process of interest appears as large as possible on the screen of the oscilloscope IS. The peak values 26 of the reference voltage are chosen so that the interference voltage definitely does not affect the reading. In the example shown, the interference voltage can be 5% of the first peak value 25 without hesitation. The natural frequency / β is derived from half the number of semi-oscillations in a suitably selected time unit in the logarithmic representation of the time-variable rectified output voltage of the transducer 6 or the voltage u proportional to it.

Beispielsweise werden die Teile Erregerspule 5, Aufnehmer 6 und Eisenkern 11 mit Rückschluß vorteilhaft in einem Anlegejoch 28, 29 mit Handgriff 27 vereinigt. Der Erregerteil 28 des Anlegejochs 28, 29 tresteht aus magnetisierbarem Werkstoff. Der Meßteil 29 aus unmagnetischem Werkstoff besitzt im dargestellten Beispiel zwei Paßflächen 30, 31 an einen benachbarten Zahn 32, für die Punkt- oder Linienberührung ausreicht. Die Übertrittsfläche 33 zwischen dem anderen benachbarten Zahn 34 und dem Eisenkern Il dagegen muß der Flankenoberfiäche mögliehst gut angepaßt sein, um den Verbrauch magnetischer Spannung für diesen Übertritt gering zu halten. Der andere Übertritt gegenüber der Flanke 4 muß jedoch einen Luftspalt aufweisen, damit der zu prüfende Zahn 1 frei schwingen kann. Die gleiche Anforderung gilt für den Aufnehmer 6. Die Zuleitungen zum Thyristor 8 und zum Kondensator 9 sind über den Anschluß 35, die Zuleitungen zum Oszilloskop 15 und zum Analysator für Schwingungsparameter 16 sind über den Anschluß 36 geführt.For example, the parts of the excitation coil 5, the transducer 6 and the iron core 11 with a return path are advantageous combined with a handle 27 in a yoke 28, 29. The exciter part 28 of the application yoke 28, 29 is made of magnetizable material. The measuring part 29 made of non-magnetic material has two mating surfaces 30, 31 on an adjacent one in the example shown Tooth 32 is sufficient for point or line contact. The transition area 33 between the other adjacent tooth 34 and the iron core II, on the other hand, the flank surface must be as possible be well adapted to keep the consumption of magnetic voltage for this transition low. The other crossing over against the flank 4 must, however, have an air gap so that the to testing tooth 1 can swing freely. The same requirement applies to transducer 6. The supply lines to the thyristor 8 and to the capacitor 9 are via the connection 35, the leads to the oscilloscope 15 and to the analyzer for vibration parameters 16 are led via the connection 36.

Während in den meisten Fällen die Prüfung von Getriebezahnrädern ohne ihren Ausbau, eventuell nach öffnung von Getriebedeckeln od. ä., mit Hilfe des von Hand betätigten Anlegejochs 28, 29 möglich ist, erfordert eine beispielsweise automatisierte Prüfvorrichtung ein Einspannen des zu prüfenden Zahnrades. Zur Betätigung eines Anlegejochs ähnlich 28, 29, das Teil dieser Prüfvorrichtung ist, dient ein Stellantrieb, der es im wesentlichen radial hin- und hergehend betätigt, während sich das zu prüfende Zahnrad um je einen Zahn weiterdreht.While in most cases the inspection of transmission gears without removing them, possibly After opening gearbox covers or the like, this is possible with the aid of the manually operated contact yoke 28, 29 is, an automated test device, for example, requires the gear to be tested to be clamped. An actuator is used to operate a yoke similar to 28, 29, which is part of this test device. which actuates it in a substantially radial reciprocating manner while the gear to be tested is moving rotates one tooth at a time.

Es ist vorteilhaft, die beschriebene automatisierte Prüfvorrichtung mit einem Meßgerät für Flankenform-, Flankenrichtungs- und/oder Eingriffsteilungsfehler zusammenzubauen. Dadurch ist es möglich, die zum Ein- und Ausspannen des zu prüfenden Zahnrades benötigte Zeit einmal einzusparen.It is advantageous to use the automated test device described with a measuring device for flank shape, Assemble edge direction and / or pitch errors. This makes it possible to use the Saving the time required to clamp and unclamp the gear to be tested.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (7)

Fehler ein altbekanntes Verfahren. Sie beruht dar- Patentansprüche: auf, daß auf die zu prüfenden Gegenstände durch i Anklopfen oder Anschlagen Stoßenergie übertragenError a well-known process. It is based on the claims that impact energy is transmitted to the objects to be tested by knocking or hitting them 1. Verfahren zur Prüfung der Biegesteifigkeit wird, und daß die Impulsantwort, bestehend aus Freund Dämpfung von Zahnradeinzelzähnen aus 5 quenzspektrum (Klang) und zeitlichem Abklingen der Stahl, insbesondere zur Ermittlung von Fehlstel- Schwingungen (Dämpfung), Informationen über evenlen, anhand freier, elektrisch gemessener Biege- tuell vorhandene Fehler vermittelt. Dieses einfache schwingungen nach stoßartiger Anregung, da- Verfahren kann bei der Prüfung von Zahnradeinzeldurch gekennzeichnet, daß die Stoß- zähnen aus den folgenden Gründen nicht direkt anenergie auf den Zahn (1) durch Anziehungskräfte io gewendet werden:1. Procedure for testing the flexural rigidity and that the impulse response consisting of Freund Damping of individual gear teeth from 5 frequency spectrum (sound) and temporal decay of the Steel, in particular for the determination of faulty vibrations (damping), information about even conveyed existing errors based on free, electrically measured bending potential. This simple one vibrations after shock-like excitation characterized in that the tusks do not directly energize for the following reasons be turned on the tooth (1) by attraction forces io: in einem magnetischen Feld (1.0) übertragen wird, Die Frequenz der Biegeeigenschwingungen einesis transmitted in a magnetic field (1.0), The frequency of the natural bending vibrations of a das ein Durchflutungsstoß iri einer Erregerspule Zahns liegt im unhörbaren Ultraschallbereich, und (S) erzeugt. die Stoßdauer, z. B. bei einem Hammerschlag, be-that a flow surge in an excitation coil of Zahn is in the inaudible ultrasound range, and (S) generated. the duration of the impact, e.g. B. with a hammer blow, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- trägt ein Mehrfaches der Periodendauer der Biegekennzeichnet, daß die stoßaitige Anregung peri- 15 eigenschwingung eines Zahns, so daß die Stoßenergie odisch wiederholt wird. nur sehr unvollkommen oder gar nicht in Schwin-2. The method according to claim 1, characterized by a multiple of the period of the bending, that the shock-string excitation peri- 15 natural oscillation of a tooth, so that the shock energy is repeated odically. only very imperfectly or not at all 3. Verfahren nach AnsDruch2, dadurch ge- gungsenergie umgewandelt wird. Die Stoßdauer kennzeichnet, daß die Wiederhol frequenz der sollte zweckmäßigerweise etwa einer Halbperiodenstoßartigen Anregungen gleich groß wie die Netz- dauer der Biegeeigenschwingung eines Zahns entfrequenz oder durch Multiplikation oder Divi- ao sprechen oder kleiner als diese sein. Es sind bereits sion mit einer ganzen Zahl daraus gewonnen ist. objektive Verfahren (DT-PS 7 51715, DT-AS3. Process according to AnsDruch2, whereby counter energy is converted. The duration of the burst indicates that the repetition frequency should expediently be about a half-period burst-like Excitations equal to the network duration of the natural bending oscillation of a tooth defrequency or speak by multiplication or divi- ao or be less than these. There are already sion with an integer is obtained from it. objective procedures (DT-PS 7 51715, DT-AS 4. Anordnung zur Durchführung der Verfahren 2146 132, DT-AS 2147641) zur Ermittlung der nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, da- Frequenz und der Dämpfung bei freien, exponentiell durch gekennzeichnet, daß sich zur Herstellung abklingenden Schwingungsvorgängen nach stoßartiger des Durchflutungsstoßes ein vorher aufgeladener *s Anregung bekannt, die man dort einsetzen wird, wo Kondensator (9) durch die Erregerspule (5) ent- die Genauigkeitsanforderungen und/oder die Höhe lädt. der Frequenz eine subjektive Auswertung nicht mehr4. Arrangement for carrying out the method 2146 132, DT-AS 2147641) to determine the according to one of claims 1, 2 or 3, da- frequency and the attenuation in free, exponential characterized in that decaying oscillation processes for the production of shock-like des Flood shock a previously charged * s excitation known, which will be used where the capacitor (9) through the excitation coil (5) charges the accuracy requirements and / or the height. the frequency is no longer a subjective evaluation 5. Anordnung zur Durchführung der Verfahren zulassen. Diese Verfahren benutzen einen elektrinach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch sehen Aufnehmer, der ein der Verformung eines frei gekennzeichnet, daß die Erregerspule (5) an die 30 schwingenden Systems analoge Meßspannung an eine Sekundärwicklung eines Transformators ange- elektronische Auswerteschaltung abgibt; die stoßschlossen ist, durch dessen Primärwicklung sich artige Anregung des Systems geschieht jedoch weiterein vorher aufgeladener Kondensator (9) entlädt. hin durch mechanisches Anklopfen oder Anschlagen5. Allow the order to carry out the procedure. These procedures use an electrical system one of claims 1, 2 or 3, thereby seeing the transducer, the one of the deformation of a free characterized in that the excitation coil (5) to the 30 oscillating system analog measurement voltage to a Secondary winding of a transformer emits electronic evaluation circuit; the butt-closed is, through whose primary winding-like excitation of the system happens, however, further in previously charged capacitor (9) discharges. mechanical knocking or hitting 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, da- mit einer für Zahnbiegeschwingungen zu langen Stoßdurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz/£ 35 dauer.6. Arrangement according to claim 4 or 5, with a shock that is too long for tooth bending vibrations, characterized in that the natural frequency / £ 35 is permanent. des Schwingkreises aus der Kapazität CE des Um die in vielen Fällen bevorzugte Dämpfungs-of the resonant circuit from the capacitance C E of the Kondensators (9) und der Induktivität Ln der messung nach der Abklingmethode auch dann durch-Erregerspule (5) annähernd gleich groß wie die führen zu können, wenn die Eigenschwingungen, wie Biegeeigenfrequenz /e des Zahns (1) oder größer z. B. bei Zähnen, im Ultraschallbereich liegen, wild als diese ist. 40 oft nach vorheriger konstanter Erregung des Prüf-Capacitor (9) and the inductance L n of the measurement according to the decay method through excitation coil (5) approximately the same size as the lead when the natural vibrations, such as natural bending frequency / e of the tooth (1) or greater z. B. with teeth, are in the ultrasonic range, wild than this is. 40 often after constant excitation of the test 7. Anordniirg nach einem der Ansprüche4, 5 lings mit dessen Eigenfrequenz die dazu notwendige oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ent- Energiezufuhr abrupt abgeschaltet. Anschließend erladung des Kondensators (9) durch einen Steuer- folgt der freie, annähernd exponentiell abklingende impuls eingeleitet wird, der einem im Entlade- Ausschwingvorgang, der gut auszuwerten ist (Messen Stromkreis angeordneten Thyristor (8) aus dem 45 und Prüfen/Automatik, 1973, Heft Juli/August, sperrenden in den leitenden Zustand versetzt. S. 478 und Heft September, S. 575). Die Übertragung der Schwingungsenergie vor dem Abschalten auf Prüflinge aus Stahl erfolgt gegebenenfalls durch7. Anordniirg according to one of Claims 4, 5 lings with its natural frequency the necessary for this or 6, characterized in that the energy supply is switched off abruptly. Then charge of the capacitor (9) by a control follows the free, almost exponentially decaying impulse is initiated, which is one in the discharge decay process, which is to be evaluated well (measuring Circuit arranged thyristor (8) from the 45 and testing / automatic, 1973, issue July / August, locked into the conductive state. P. 478 and September issue, p. 575). The transfer the vibration energy before switching off on test specimens made of steel is carried out if necessary Anziehungskräfte in einem magnetischen Feld, dasForces of attraction in a magnetic field that 50 durch eine Wechseldurchflutung in einer Erregerspule erzeugt wird, die an einen auf die Eigenfrequenz abgestimmten Oszillator angeschlossen ist. Die50 by an alternating flow in an excitation coil is generated, which is connected to an oscillator tuned to the natural frequency. the Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine An- dafür notwendige vorherige Kenntnis der Eigenfreordnung zur Prüfung der Biegesteifigkeit und Dämp- quenz erschwert jedoch den Meßvorgang. Die Resofung von Zahnradeinzelzähnen aus Stahl, insbeson- 55 nanzerhöhung der Schwingungsamplifjden ist zudem dere zur Ermittlung von Fehlstellen, anhand freier, stark dämpfungsabhängig und erfordert z. B. bei elektrisch gemessener Biegeschwingungen nach stoß- jedem Zahn ein erneutes Nachstellen oder Regeln artiger Anregung. der Oszillatorausgangsleistung im Interesse konstan-The invention relates to a method and the necessary prior knowledge of the self-regulation for checking the bending stiffness and damping, however, complicates the measuring process. The resofung of individual gear teeth made of steel, in particular an increase in vibration amplitudes more to determine defects, based on free, heavily dependent on attenuation and requires z. B. at Electrically measured bending vibrations are readjusted or regulated after each impact like suggestion. the oscillator output power in the interest of constant Zur Beurteilung des Zustandes von hochbean- ter Empfindlichkeit.For assessing the condition of highly angry sensitivity. spruchten Zahnrädern am Anfang und während ihrer 60 Ferner ist es aus der Literatur bereits bekannt, Lebensdauer ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren Stoßenergie auf einen Prüfling dadurch zu übertraerforderlich, das unter anderem Werkstoffehler, gen, daß ein Durchflutungsstoß in einer elektromakleine Härterisse am Zahnfuß und beginnende. An- gnetischen Spule erzeugt wird, risse infolge Werkstoffermüdung an den Flanken Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dassaid gears at the beginning and during their 60. Furthermore, it is already known from the literature, Lifespan is a non-destructive test method Impact energy on a test object is too excessive, that among other things material defects, gene that a surge in an electromakleine Hard cracks at the tooth base and beginning. An magnetic coil is generated, cracks due to material fatigue on the flanks The invention is based on the object that anzeigt, bevor Bruchschäden und Flankenzerstörun- 65 zerstörungsfreie Prüfverfahren der Klangprobe dergen auftreten. art auszugestalten, daß es bei den im Ultraschall-indicates before breakage and flank destruction are 65 non-destructive testing methods of the sound sample appear. art to design that in the ultrasonic Bei Gegenständen, deren Eigenschwingungen hör- bereich liegenden Biegeeigenfrequenzen von Zahnbar sind, ist die subjektive Klangprobe auf ähnliche radeinzelzähnen aus Stahl angewendet werden kann. In the case of objects whose natural vibrations are the natural bending frequencies of Zahnbar in the audible range, the subjective sound test can be applied to similar individual wheel teeth made of steel.
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