DE2616752A1

DE2616752A1 - Vorrichtung zum pruefen der zahnflanken von zahnraedern mit evolventenverzahnung

Info

Publication number: DE2616752A1
Application number: DE19762616752
Authority: DE
Inventors: Oskar Maag
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1975-04-17
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-10-28
Also published as: DE2616752B2; GB1532018A; US4062125A; JPS6020681B2; IT1059636B; JPS51124947A; CH584395A5

Description

Maag-Zahnräder & -Maschinen Aktiengesellschaft
Zürich / Schweiz

Vorrichtung zum Prüfen der Zahnflanken von Zahnrädern mit Evolventenverzahnung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Zahnflanken von Zahnrädern mit Evolventenverzahnung, mit einer Wälzscheibe, mit der das zu prüfende Zahnrad fest verbindbar ist, einem auf der Wälzscheibe schlupffrei abwälzbaren Wälzlineal, einem in einstellbarem Abstand vom und parallel zum Wälzlineal verschiebbaren Wälzschlitten, der einen an den Zahnflanken entlang bewegbaren Taster trägt, und einem Übersetzungshebel, der die Achse der Wälzscheibe, das Wälzlineal und den Wälzschlitten gelenkig miteinander verbindet und eine Längsführung zur Anpassung an die im Betrieb auftretenden Abstandsänderungen der gelenkigen Verbindungsstellen aufweist, insbesondere Vorrichtung, bei der zum Prüfen auf Zährischrägungsfehl'er an dem Wälzschlitten ein parallel zur gemeinsamen Achse der Wälzscheibe und des zu prüfenden Zahnrades verschiebbarer Axialschlitten geführt ist, auf dem der Taster und eine entsprechend der Zahnschräge schrägeinstellbare Führungsbahn angeordnet ist, und am Wälzschlitten ferner ein parallel zum Wälzlineal verschiebbarer Hilfsschlitten geführt ist, der ein längs der schrägeinstellbaren Führungsbahn verschiebbares Führungsglied trägt, sowie die gelenkige Verbindungsstelle des Wälzschlittens mit dem Übersetzungshebel aufweist.

Bei einer bekannten, zum Prüfen von schrägverzahnten Rädern mit Evolventenverzahnung eingerichteten Vorrichtung dieser Gattung

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(DT-PS 976 912) ist der Übersetzungshebel am Hilfsschlitten schwenkbar gelagert. In die Längsführung des Übersetzungshebels greifen zwei Gelenkzapfen ein, von denen der erste am Wälzlineal und der zweite an einem Bettschlitten befestigt ist. Der Bettschlitten ist im rechten Winkel zur waagerechten Verschiebungsrichtung des Wälzlineals, des Wälzschlittens und des Hilfsschlittens in der Waagerechten verschiebbar an einem Maschinenbett geführt und weist ein

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Lager für die Wälzscheibe wie eine Führung für das Wälzlineal auf. Der zweite Gelenkzapfen ist am Bettschlitten im Abstand parallel zur gemeinsamen Achse der Wälzscheibe und des zu prüfenden Zahnrades angeordnet.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der erreichbare Wälzweg und Schwenkwinkel durch den Platzbedarf des Übersetzungshebels wesentlich eingeschränkt. Soll der erreichbare Wälzweg und/oder Schwenkwinkel vergrößert werden, dann nimmt die Vorrichtung Dimensionen an und erhält ein Gesamtgewicht, die das Bedienen erschweren oder sehr aufwendige Hilfsmittel erfordern.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die leicht zu bedienen ist und im Vergleich mit der beschriebenen bekannten Vorrichtung bei gegebener Größe einen größeren Wälzweg und/oder Schwenkwinkel zuläßt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Übersetzungshebel in bezug auf alle drei gelenkigen Verbindungsstellen in seiner Längsrichtung verschiebbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ebenso wie die beschriebene bekannte Vorrichtung an zu prüfende Zahnräder unterschiedlichen Wälzkreisdurchmessers angepaßt werden ohne daß die Teilscheibe ausgewechselt zu werden braucht. Die Anpassung geschieht einfach dadurch, daß der Abstand zwischen Wälzlineal und Wälzschlitten verändert wird, wobei es gleichgültig ist, ob zu diesem Zweck die wälzscheibe samt Wälzlineal oder der Wälzschlitten samt den auf ihm angeordneten Teilen quer zur Verschiebungsrichtung des Wälzlineals und Wälzschlittens verstellbar ist. Durch die Erfindung wird die zusätzliche Möglichkeit geschaffen, bei jedem übersetzungs-

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verhältnis den Übersetzungshebel in dessen Längsrichtung derart zu verschieben, daß sein Platzbedarf bei den während des Prüfvorgangs stattfindenden Bewegungen möglichst gering ist. Damit lassen sich bei gegebener Baugröße der Vorrichtung größere Wälzwege und Schwenkwinkel erzielen.

Weitere Erfindungsmerkmale sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig.1 das Prinzip der ortsfesten Lagerung des Übersetzungshebels;

Fig.2 das Prinzip der längsverschiebbaren Anordnung des Schwenkhebels ;

Fig.3 den Zusammenhang zwischen Schwenkwinkel und Wälzweg als Funktion des Grundkreisdurchmessers für insgesamt evolventenförmige Zahnflanken gleicher Zahnhöhe;

Fig.4 einDiagramm des erreichbaren Schwenkwinkels als Funktion des Grundkreisdurchmessers bei einer Vorrichtung mit ortsfest gelagertem Übersetzungshebel einerseits und mit längsverschiebbarem Übersetzungshebel andererseits;

Fig.5 ein Diagramm des erreichbaren Wälzweges als Funktion des Grundkreisdurchmessers bei einer Vorrichtung mit ortsfest gelagertem Übersetzungshebel einerseits und mit längsverschiebbarem Übersetzungshebel andererseits; und

Fig.6 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Perspektive.

In Fig.1 ist die im Hinblick auf die DT-PS 976 912 als bekannt vorausgesetzte Vorrichtung stark vereinfacht und abgewandelt dargestellt, um den Vergleich mit .der in Fig.2 ebenfalls vereinfacht und in Fig.6 ausführlicher dargestellten Vorrichtung zu erleichtern. Gemäß Fig..1 ist auf einem Bett 1 ein Bettschlitten 2 längsverschiebbar angeordnet. Auf dem Bett 1 ist eine zylindrische Wälzscheibe 3 drehbar gelagert, die an einem im Bett quer verschiebbar geführten Wälzlineal 4 schlupffrei abwälzbar ist. Auf der Achse der Wälzscheibe 3 ist ein Übersetzungshebel 5 schwenkbar gelagert. Auf dem

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Wälzlineal 4 ist ein Zapfen 6 befestigt, der in eine am Übersetzungshebel 5 in Gestalt eines Längsschlitzes ausgebildete Längsführung 7 eingreift. Die übrigen Bauteile, mit denen der Übersetzungshebel 5 zusammenwirkt, sind hier nicht dargestellt, da es in Fig.1 nur darauf ankommt, den Platzbedarf des Übersetzungshebels 5 für einen größten Schwenkwinkel fvon 30° darzustellen. Damit dieser größte Schwenkwinkel erreichbar ist, weist der Bettschlitten 2 große Ausnehmungen auf, deren Gesamtbreite B beträgt. Der Bettschlitten 2 ist in Fig.1 mit vollen Linien in seiner Stellung zum Prüfen des kleinsten Zahnrades und mit strichpunktierten Linien in seiner Stellung zum Prüfen des größten Zahnrades, für den die Vorrichtung geeignet ist, dargestellt.

Im Vergleich dazu sind die Platzverhältnisse bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig.2 dargestellt. Auf einem Bett 11 ist ein Bettschlitten 12 längsverschiebbar geführt und eine zylindrische Wälzscheibe 13 drehbar gelagert. Die Wälzscheibe 13 ist schlupffrei an einem querverschiebbar im Bett 11 geführten Wälzlineal 14 abwälzbar. Anstelle des Übersetzungshebels 5 in Fig.1 ist gemäß Fig.2 ein Übersetzungshebel 15 vorgesehen, der längsverschiebbar in einer Drehführung 16 geführt ist. Der Übersetzungshebel 15 weist entsprechend dem Übersetzungshebel 5 in Fig.1 einen Längschlitz 17 auf, in den ein am Wälzlineal 14 befestigter Zapfen eingreift. Die weiteren, mit dem Schwenkhebel 15 zusammenwirkenden Bauteile sind auch hier nicht dargestellt; insoweit wird auf Fig.6 verwiesen.

Bei vergleichbarer Länge der Längsschlitze 7 und 17 ist der Platzbedarf des Übersetzungshebels 15 bedeutend kleiner als derjenige des Übersetzungshebels 5: Bei einem größeren Schwenkwinkel V^ von sogar 45° für die kleinsten vorkommenden Prüfräder - gegenüber nur 30° in Fig.1 - genügt gemäß Fig.2 ein Raum von der Breite C für den Übersetzungshebel 15, wie die vollen Linien in Fig.2 erkennen lassen. Beim Prüfen der größten vorkommenden Zahnräder nehmen Bettschlitten 12, Wälzschlitten 14 und Übersetzungshebel 15 die in Fig.2 mit strichpunktierten Linien angedeutete Stellung ein; hierbei ist noch ein für große Zahnräder genügender Schwenkwinkel ψ von 23° erreichbar.

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In Fig.3 sind für eine bestimmte gleichbleibende Zahnhöhe h die Schwenkwinkel ψ (γ ₁, ψ ₂ ) und die Wälzwege W (W₁, W₂) als Funktion des Grundkreisdurchmessers d, (d, ₁, cL ₂^ dargestellt, wobei vereinfachend davon ausgegangen ist, daß die Evolvente über die ganze Zahnhöhe h ausgebildet ist und bis zum Grundkreis d, reicht. Je größer das zu prüfende Zahnrad, desto kleiner ist der Schwenkwinkel ψ für eine gegebene Zahnhöhe h.

In Fig.4 sind für die beiden anhand der Fig.1 und 2 verglichenen Vorrichtungen die größtmöglichen Schwenkwinkel f als Funktion des Grundkreisdurchmessers d, aufgetragen, wobei die Kurve 21 die Begrepzung des Schwenkwinkels ψ für die Vorrichtung gemäß Fig.1 darstellt und die Kurve 22 für die Vorrichtung gemäß Fig.2. Die Differenz der beiden Schwenkwinkelbereiche ist gerastert dargestellt; sie bedeutet den durch Verschiebung des Übersetzungshebels 15 gewonnenen Schwenkbereich. Die Kurve 23 zeigt den für eine bestimmte gleichbleibende Zahnhöhe h benötigten Schwenkwinkel *P , ebenfalls als Funktion des Grundkreisdurchmessers d, .

In Fig.5 sind für die beiden verglichenen Vorrichtungen gemäß Fig.1 und 2 die größtmöglichen Wälzwege W als Funktion des Grundkreisdurchmessers d, aufgetragen. Die Linie 31 begrenzt den Bereich mit ψ =45° gemäß Fig.2, die Linie 32 den Bereich mit ψ= 30° gemäß Fig.1. Die Differenz der beiden Bereiche ist gerastert dargestellt; sie bedeutet den Gewinn durch Verschiebung des Übersetzungshebels 15. Die Kurve 33 stellt den benötigten Wälzweg für eine bestimmte gleichbleibende Zahnhöhe h dar, ebenfalls als Funktion des Grundkreisdurchmessers d, .

Gemäß Fig.6 ist auf einem Bett 41 eine Arbeitsspindel 42 drehbar gelagert; darauf ist ein Zahnrad 43 befestigt, dessen eine Zahnflanke 44 geprüft werden soll. Auf einer mit der Arbeitsspindel 42 fluchtenden Welle 45 ist eine Wälzscheibe 46 befestigt; die Welle 45 ist lösbar mit der Arbeitsspindel 42 gekuppelt, damit das Zahnrad 43 unabhängig von der Wälzscheibe 46 verdreht werden kann. Auf der Welle 45 ist ein Schwenklager 47 um die Achse der Wälzscheibe 46 drehbar gelagert; darin ist längsverstellbar ein Übersetzungshebel 48 geführt, der mit einer schlitzförmigen Längsführung 49 und einer

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Zahnstange 50 versehen ist.

In die Zahnstange 50 greift ein Ritzel 51 ein, das im Schwenklager 47 gelagert und von einem Schneckenrad 52 antreibbar ist. Das Schneckenrad 52 kämmt mit einer Schnecke 53 und bildet mit dieser zusammen ein selbsthemmendes Getriebe 52,53. Die Schnecke 53 ist von einem Motor 54 antreibbar, der auf dem Schwenklager 47 befestigt ist. Somit ist eine Verstellvorrichtung 50-54 zum Längsverstellen der Zahnstange 50 und des Übersetzungshebels 48 gebildet.

An die Wälzscheibe 46 ist ein Wälzlineal 55 derart angepreßt, daß beide schlupflos aneinander abwälzbar sind. Das Wälzlineal 55 ist querverschiebbar im Bett 41 geführt. Auf dem Wälzlineal 55 ist ein Zapfen 56 befestigt, dessenAchse in der Berührungsebene des Wälzlineals 55 und der Wälzscheibe 46 liegt, also in einer Tangentialebene an den Außenmantel der Wälzscheibe. Der Zapfen 56 greift in die Längsführung 49 des Übersetzungshebels'48 ein.

Den Übersetzungshebel 48 umgreift ein auf ihm längsverschiebbarer Zapfenschlitten 57, für den auf dem Übersetzungshebel eine von der Längsführung 49 getrennte Längsführung 49' ausgebildet ist. Der Zapfenschlitten 57 ist mittels eines Zapfens 58 an einem Arm 59 eines Hilfsschlittens 60 gelagert. Der Hilfsschlitten 60 ist parallel zum Wälzlineal 55, also in bezug auf das Bett 41 ebenfalls quer verschiebbar, an einem Wälzschlitten 61 geführt. Auf dem Wälzschlitten ist eine senkrechte Führung 62 angeordnet, auf der ein Axialschlitten 63 senkrecht, also parallel zur Achse der Wälzscheibe 46, verschiebbar geführt ist. Der Axialschlitten 63 weist einen Teller 64 auf, an dem eine als Nutenscheibe ausgebildete Führungsbahn 65 entsprechend der zu prüfenden Zahnschräge dreheinstellbar befestigt ist. In die Führungsbahn 65 greift einFührungsglied 66 in Gestalt eines Nutensteins ein, der an einem weiteren Arm 67 des Hilfsschlittens drehbar gelagert ist.

Der Axialschlitten 63 läßt sich zum Prüfen der Zahnschräge mit einer Spindel 68 auf oder ab bewegen. Am Axialschlitten 63 ist ein Taster 69 zusammen mit einem Halter 70 senkrecht verschiebbar geführt. Zum Einstellen des Tasters 69 entsprechend der Lage des Zahn-

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rades 43 ist eine Spindel 71 vorgesehen. Der Halter 70 ist mit einer Registriervorrichtung zum Aufzeichnen der Fehlerkurven kombiniert.

Der Wälzschlitten 61 ist auf einem Bettschlitten 72 in Querrichtung verschiebbar geführt und zum Prüfer der Evolvente der Zahnflanke 44 mittels einer Spindel 73 in dieser Querrrichtung verschiebbar. Der Bettschlitten 72 ist seinerseits in einer Längsführung 74 des Bettes 41 geführt und mittels einer Spindel 75 längsverschiebbar, so daß der Grundkreisdurchmesser d, und somit die übersetzung des Wälzverhältnisses stufenlos einstellbar ist.

Die Verschiebung des Übersetzungshebels 48 in die von der Stellung des Bettschlittens 72 direkt abhängige günstigste Längslage geschieht mit dem Motor 54 während der Einstellung des Bettschlittens auf einen bestimmten Grundkreisdurchmesser d, . Dadurch

wird der bei gegebenem Raumbedarf größtmögliche Bereich des Schwenkwinkels ψ und Wälzweges W erhalten.

Beim Prüfen der Zahnflanke 44 bezüglich des Zahnprofils, d.h. bezüglich der Übereinstimmung mit einer Evolvente, wird der Bettschlitten 72 auf der Längsführung 74 mittels der Spindel 75 in eine Stellung gebracht, die dem Grundkreisdurchmesser d, des Zahnrades 43 entspricht. Gleichzeitig wird mit dem Motor 54 der Übersetzungshebel in die günstigste Lage verschoben. Durch Verdrehen der Spindel 73 wird nun der Wälzschlitten 61 und damit auch der Taster 69, der Hilfsschlitten 60 und der Zapfen 58 entsprechend dem Wälzweg W querverschoben. über den Zapfenschlitten 47 wird der Übersetzungshebel 48 um den Schwenkwinkel f verschwenkt; damit verschiebt der Zapfen das Wälzlineal 55, und dieses verdreht die Wälzscheibe 46 und somit auch das Zahnrad 43. Der Wälzwinkel der Wälzscheibe 46 und des Zahnrades 43 ist dabei etwas größer als der Schwenkwinkel ψ des Übersetzungshebels 48. Bei theoretisch genauer Evolvente der Zahnflanke 44 schlägt der bei diesen Bewegungen über das Zahnprofil gleitende Taster 69 nicht aus.

Beim Prüfen der Zahnschräge wird für das gleiche Zahnrad 43 vom selben Grundkreisdurchmesser d, ausgegangen und die Führungsbahn

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entsprechend dem Grundschrägewinkel eingestellt. Durch Verdrehen der Spindel 68 wird der Axialschlitten 63 und damit auch der Taster 69 vertikal verschoben. Diese Bewegung wird auf das Führungsglied 66 und den Hilfsschlitten 60 übertragen. Der Hilfsschlitten 60 verschwenkt über den Zapfen 58 und den Zapfenschlitten 57 den Übersetzungshebel 48 um den Schwenkwinkel *f . über den Zapfen 46 wird auchdas Wälzlineal 55 verschoben und damit die Wälzscheibe 46 und das Zahnrad 43 verdreht. Wie bei der Profilprüfung ist der Wälzwinkel der Wälzscheibe 4 6 entwas größer als der Schwenkwinkel ψ des Übersetzungshebels 48. Bei theoretisch genauer Zahnschräge der Zahnflanke 44 schlägt der bei diesen Bewegungen in Längsrichtung über die Zahnflanke gleitende Taster 69 nicht aus.

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Claims

DR. ING. F. WUKSTHOFF 8 MÜNCHEN 00

SCHWEIÖERSTRASSE 2· I)K. E. ν. PECH MANN

TELEFON (080) 08 20 Sl

DU. ING. «.BEHRENS _T„„_eS4o70

DIFL-IN(J. «. GOETZ

ΤΚΙ.ΕΟΙ1ΛΜΜΚ I PATENTANWÄLTE 7fi 1 β 7 S / PHOTECTFATENT MÜNCHEN

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Patentansprüche

; 1.) Vorrichtung zum Prüfen der Zahnflanken von Zahnrädern mit Evolventenverzahnung, mit einer Wälzscheibe, mit der das zu prüfende Zahnrad fest verbindbar ist, einem auf der Wälzscheibe schlupffrei abwälzbaren Wälzlineal, einem in einstellbarem Abstand vom und parallel zum Wälzlineal verschiebbaren Wälzschlitten, der einen an den Zahnflanken entlang bewegbaren Taster trägt, und einem Übersetzungshebel, der die Achse der Wälzscheibe, das Wälzlineal und den Wälzschlitten gelenkig miteinander verbindet und eine Längsführung zur Anpassung an die im Betrieb auftretenden Abstandsänderungen der gelenkigen Verbindungsstellen aufweist, insbesondere Vorrichtung, bei der zum Prüfen auf Zahnschrägungsfehler an . dem Wälzschlitten ein parallel zur gemeinsamen Achse der Wälzscheibe und des zu prüfenden Zahnrades verschiebbarer Axialschlitten geführt ist, auf dem der Taster und eine entsprechend der Zahnschräge schrägeinstellbare Führungsbahn angeordnet ist, und am Wälzschlitten ferner ein parallel zum Wälzlineal verschiebbarer Hilfsschlitten geführt ist, der ein längs der schrägeinstellbaren Führungsbahn verschiebbares Führungsglied trägt, sowie die gelenkige Verbindungsstelle des Wälzschlittens mit dem Übersetzungshebel aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Übersetzungshebel (15;48), in bezug auf alle drei gelenkigen Verbindungsstellen (Welle 45, Zapfen 56, Zapfen 58) in seiner Längsrichtung verschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Übersetzungshebel (48) eine Verstellvorrichtung (50-54) für seine Längsverschiebung zugeordnet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Verstellvorrichtung (50-54) ein selbsthemmendes Getriebe (52,53) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Übersetzungshebel (48) für die gelenkigen Verbindungsstellen (Welle 45, Zapfen 56, Zapfen 58) voneinander getrennte Längsführungen (49,49') aufweist.

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