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T i t e l : Vorrichtung zum Untersuchen
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und Anzeigen der Güte von Verzahnungen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Untersuchen und Anzeigen der Güte von Verzahnungen mittels
mindestens eines zwischen die Flanken zweier benachbarter Zähne der zu untersuchenden
Verzahnung einführbaren und dort radial einstellbaren Prüfgliedes, welches an einem
es tragenden Stellkopf angebracht und mit diesem Stellkopf der zu untersuchenden
Verzahnung zuführbar ist, wobei der Steflkopf mit seinem dem Prüfglied abgewandten
Ende mit einer die Güte der Verzahnung erfassenden Anzeige verbunden, wie auch der
Stellkopf mindestens bereichsweise von eines diesen konzentrisch umschließenden
Schaft umgeben und in diesem Schaft gelagert ist.
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Es ist, insbesondere im Maschinenbau bekannt, diverse Antriebsteile
mit Verzahnungen auszustatten und diese Verzahnungen als Innen- und/oder Außenverzahnungen
auszuführen.
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Um solche Verzahnungen, die als Geradverzahnungen, Schrägverzahnungen
oder Evolventenverzahnungen ausgeführt und als solche innen- oder außenverzahnt
sind, untersuchen und deren Güte anz,eigen zu können, sind verschiedene Meßmethoden
und hierzu verwendbare Vorrichtungen bekannt, die eine Messung der Güte solcher
Verzahnungen gestatten.
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Eine bekannte Vorrichtung zum Untersuchen und Anzeigen der Güte solcher
Verzahnungen und -hier insbesondere Innenverzahnungen, wird im wesentlichen von
zwei symmetrisch zu einer Längsachse angeordneten Taststiften gebildet, welche an
einer als Tastkopf ausgeführten Halterung radial bewegbar angeordnet sind und welche
an ihrem jeweils frei auskragenden Ende je eine Tastkugel aufweisen. Die Taststifte,
die während des Einführens derselben in eine Verzahnung radial nach innen gezogen
werden, werden nach Erreichen der zu untersuchenden Verzahnung durch den Druck einer
sie radial nach außen pressenden Feder nach außen gespreizt, wobei deren Tastkugeln
zwischen die Flanken der zu untersuchenden Verzahnung gelangen. Je nach zuruckgelegtem,
radialen Weg der einzelnen Taststifte wird eine an der Halterung vorgesehene Meßstange
entsprechend bewegt und es wird aus dieser Bewegung der Meßstange die Güte der Verzahnung
ermittelt sowie diese Güte nach außen, z. B. zu einer Meßuhr, signalisiert. Die
Taststifte, die an der Halterung auskragend angebracht sind, müssen in Längsrichtung
der Halterung exakt in die Verzahnung geführt werden, so daß jeder Taststift bzw.
dessen Tastkugel in gleicher Ebene der Messung auf die zu untersuchende Verzahnung
einwirkt. Das Einführen und Einstellen der Taststifte mittels einer solchen Halterung
verursacht jedoch diverse Schwierigkeiten, als es ohne eine Ausrichtmöglichkeit,
wie beispielsweise Richtstange, kaum möglich ist, die beiden Taststifte in gleicher
Ebene
an der Meßstelle auszurichten und dort zu halten. Das Aufsetzen
der Ausrichtstange erfordert wiederum eine ebene, Auflagefläche an der Stirnseite
der Öffnung der zu untersuchenden Innenverzahnung, die oft nicht vorhanden ist,
wodurch die Untersuchung erheblich derschwert bzw. eine solche Auflagefläche erst
an die Stirnseite der Öffnung vorgesehen werden'muß (vgl. DE-PS 876 159)., Demgemäß
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Untersuchen und Anzeigen
der Güte von Verzahnungen dahingehend weiterzubilden, daß deren Prüfglieder in die
jeweilige zu untersuchende Verzahnung einwandfrei eingeführt und deren Meßfähigkeit
frei von Einstellungs-und/oder Führungsfehlern durchgeführt werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß der Schaft mindestens im Bereich seines dem Prüfglied
benachbarten Endes eine der zu untersuchenden Verzahnung spiegelbildlich entsprechende
Verzahnung aufweist, und diese Verzahnung mit einer großen Genauigkeit als Lehrverzahnung
für die zu untersuchende Verzahnung ausgeführt ist, und daß diese Lehrverzahnung
in Höhe des am Stellkopf angebrachten, mindestens eines Prüfgliedes mit einer Ausnehmung
ausgestattet ist, und daß diese Ausnehmung sowohl eine, insbesondere symmetrisch
zu einer durch einen Zahn der Lehrverzahnung führenden Längsachse verlaufende, axiale
Ausdehnung als auch eine vom Zahnumfang in Richtung dieser Längsachse des Schaftes
verlaufende, radiale Ausnehmung aufweist, und daß in dieser Ausnehmung das Prüfglied
axial und/oder radial verschieblich, angeordnet ist.
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Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe vorteilhaft gelöst, sondern es wird sichergestellt, daß durch die, als sogenannte
Lehrverzahnung, ausgeführte Verzahnung eine exakte Führung der Prüfglieder
gewährleistet
wird. Ein we-iterer Vorteil kann darin gesehen werden, daß die Untersuchung der
Güte einer solchen Verzahnung bereits in einem Arbeitsvargang durchgeführt werden
kann. Hinzu kommt, daß die Vorrichtung vor Einführung deren Prüfglieder in die zu
untersuchende Verzahnung nicht ausgerichtet zu werden braucht, was den Prüfvor-gang
wesentlich beschléunigt und zudem die Prüfung von Einzelteilen gestattet, die noch
nicht fertig bearbeitet. sind.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, daß
durch die Anwendung einer als sogenanntes Gutteil, d.
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h. die Lehrverzahnung, ausgeführten Verzahnung stets von einer festen
Größe bei der Untersuchung weiterer Verzahnungen ausgegangen werden kann, so daß
Messungen auch in einem sehr geringen Toleranzbereich für mehrere nacheinander zu
messende Prüflinge durchgeführt werden können.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können insbesondere
den verbleibenden Unteransprüchen entnommen werden.
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In der Zeichnung sind zwei der möglichen Ausführungsbeispiele der
Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsmittelschnitt durch
eine Vorrichtung mit zwei symmetrisch zu deren Längsachse angeordneten Prüfgliedern
für die Messung einer Innenverzahnung, Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung
in der Ebene II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Längsmittelschnitt durch die Vorrichtung
mit zwei symmetrisch zu deren Längsachse angeordneten Prüfgliedern für die Messung
einer Außenverzahnung, wobei der Längsschnitt nur im Bereich der Prüfglieder vorgenommen
wurde.
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Die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung zum Untersuchen und Anzeigen
der Güte von Verzahnungen wird im wesentlichen.
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von einem.Stelikopf 2 mit an dessen einem Ende auskragend angeordneten,
mindestens einem Prüfglied 3 bzw. 4 sowie einem den Stellkopf konzentrisch umschließenden
Schaft 5 mit einer an diesem -vorgesehenen Verzahnung 6 gebildet.
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Die Vorrichtung 1, die gemäß dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel als eine dem Untersuchen von Innenverzahnungen dienende Vorrichtung
ausgeführt ist, weist einen von zwei radial spreizbaren Schenkeln 7, 8 gebildeten
und als Tastkopf ausgeführten Stellkopf 2 auf, an dessen freien Enden die radial
nach außen bewegbaren und als Taststifte ausgeführten Prüfglieder 3, 4 angeordnet
sind. Der Tastkopf 2 ist innerhalb seiner Schenkel 7, 8 mit einer Längsbohrung 9
für eine Triebnadel 10 versehen, welche an ihrem den Taststiften 3, 4 zugewandten
Ende eine Keilfläche 11 für je eine an den Enden der Schenkel vorgesehene Anlauffläche
12, 13 aufweist und welche Triebnadel an ihrem anderen, diesem Ende abgewandten
Ende mit einer Druckfläche 14 für einen Druckstift 15 einer Meßeinrichtung 16 ausgestattet
ist. Der Tastkopf 2, der innerhalb des Schaftes 5 der Vorrichtung 1 angeordnet ist,
ist an einem Lager 17, welches in einer Axialbohrung des Schaftes 5 eingebettet
ist, pendelnd aufgehängt, so daß die Taststifte 3, 4 beim Einführen derselben in
eine Verzahnung, unabhängig von einer Fluchtung der Längsmittelachse X der Vorrichtung
zur Längsmittelachse der Verzahnung in die Verzahnung bzw. zwischen den Flanken
derselben eingeführt werden können. Als Unterstützung der Einführung der Taststifte
3, 4 in die Verzahnung 24 einerseits und besseren Untersuchung der zu messenden
Innenverzahnung andererseits, ist der Schaft 5 der Vorrichtung 1 an seinem Mantel,
mindestens bereichsweise, mit einer der zu untersuchenden Verzahnung spiegelbildlich
entsprechenden Lehrverzahnung 6 ausgestattet, welche beim Einführen in die zu untersuchende
Verzahnung mit deren Zahnflanken
bzw. Zähnen in die spiegelbildliche,
zu untersuchende Verzahnung formschlüssig eingreift. Die Taststifte 3, 4, welche
an ihren freien Enden mit Tastflächen 18, 19, z. B. inform von Tastkugeln, ausgestattet
sein können, greifen mit diesen Tastflächen zwischen die Flanken der zu untersuchenden
Verzahnungen ein und können, entsprechend der axialen Verschiebung der Lehrverzahnung
6 in der zu untersuchenden Verzahnung 24 das Profil der an ihnen entlang gleitenden
Zahnflanken abtasten. Die Abtastung dieser Flanken wird dabei über die Triebnadel
10, die mit ihrer keilförmigen Spitze 11 auf. die Auflaufflächen 12, 13 der chenkel
7, 8 aufläuft, als Axialverschiebung auf den Druckstift 15 und von diesem auf ein
Meßmittel 16 übertragen und dort als entsprechende Meßgröße abgelesen. Um die Schenkel
7,, 8 des Tastkopfes 2 symmetrisch zu deren Längsmittelachse X spreizen zu können,
sind diese Schenkel über eine Feder 20 am Tastkopf angelenkt,und es kann diese Federstelle
im Bereich des Lagers 17 des Tastkopfes 2, welches vorzugsweise als Pendellager
ausgeführt ist, vorgesehen sein. Die Taststifte 3, 4, die durch die federnden Schenkel
7, 8 stets radial nach außen gedrückt werden, sind durch eine gabelförmige Ausnehmung
21,22 im jeweiligen Zahn der Lehrverzahnung 6 geführt und können sich in dieser
Ausnehmung auch axial, mindestens um die Hublänge der Axialverschiebung der Triebnadel
10 auf und ab bewegen. In Fällen, in denen die Einführung der Lehrverzahnung 6 in
die zu untersuchende Verzahnung erleichtert werden soll,- kann am frei auskragenden
Ende der Lehrverzahnung ein zurückgesetzter Ringbund 23 vorgesehen sein, der als
sogenannter Zentrierring ausgebildet' ist und die Einführung der Lehrverzahnung
in die zu untersuchende, beispielsweise Innenverzahnung 24, sehr erleichtert.
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Analog der Ausführung der Vorrichtung 1 für das Untersuchen und Anzeigen
der Güte von Innenverzahnungen 24 kann die erfindungsgemäße Meßtechnik auch bei
Beibehaltung deren
Meßprinzips, jedoch Abwandlung der Meßteile
auch für die Untersuchung von Außenverzahnungen 25 konzipiert werden..
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In Fig. 3, die eine solche Möglichkeit zeigt, ist der Stellkopf 2,
vorzugsweise gabelförmig nach Art einer Stimmgabel, ausgeführt, und es sind die
Zacken 26, 27 der Gabel an ihrenfrei auskragenden Enden mit den Prüfgliedern 3,
4 ausgestattet. Der Steljkopf 2 wird, wie auch bei der erstbeschriebenen Ausführung,
von einem Schaft 5 konzentrisch ummantelt, wobei auch hier ein Teil des Schaftes
mit einer Verzahnung 6, die als Lehrverzahnung ausgeführt ist, ausgestattet ist.
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Zwei gegenüberliegende Zähne dieser Lehrverzahnung 6 sind mit je einer
Ausnehmung 21, 22 versehen, durch die die Prüfglieder 3, 4, die ebenfalls als Taststifte
mit Tastkugeln 18, 19 ausgeführt sein können, hindurchgeführt sind. Die Kinematik
der Taststifte 3, 4 und das übertragen deren radialen Wege auf die Meßeinrichtung
16 erfolgt analog der erstgenannten Ausführung, wobei auch hier die Übertragung
über die Triebnadel 10 erfolgen kann. Für die Zacken 26, 27 des Stellkopfes 2 sind
am Schaft 5 Ausnehmungen 28, 29 vorgesehen, die bis zur Lehrverzahnung 6 reichen
und so tief ausgeführt sind, daß sie ein ungehindertes, radiales Spreizen der Zacken
in diesen gestatten.
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In Fällen, in denen das Prinzip der Messung von Außenverzahnungen
auch bei langen Zahnstangen angewendet werden soll, könnte der Tastkopf 2 als Ring
ausgeführt sein, der um den Schaft 5 angeordnet wäre und von dem aus die Prüfglieder
3, 4 gegen die zu untersuchende Verzahnung 25 gedrückt werden. Das Prinzip der Messung
als solches würde auch hier in analoger Weise verlaufen. Als Taststifte 3, 4 können
statt der hier mechanisch ausgeführten auch optische Fotozellen oder akustische
Ultraschallköpfe oder anderes verwendet werden, soweit diese in bezug auf die vorhandenen
Platzverhältnisse deren Einbau gestatten.