DE3109334A1 - Vorrichtung zum untersuchen und anzeigen der guete von verzahnungen - Google Patents

Vorrichtung zum untersuchen und anzeigen der guete von verzahnungen

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DE3109334A1
DE3109334A1 DE19813109334 DE3109334A DE3109334A1 DE 3109334 A1 DE3109334 A1 DE 3109334A1 DE 19813109334 DE19813109334 DE 19813109334 DE 3109334 A DE3109334 A DE 3109334A DE 3109334 A1 DE3109334 A1 DE 3109334A1
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Description

  • T i t e l : Vorrichtung zum Untersuchen
  • 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.
  • Es ist, insbesondere im Maschinenbau bekannt, diverse Antriebsteile mit Verzahnungen auszustatten und diese Verzahnungen als Innen- und/oder Außenverzahnungen auszuführen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, daß durch die Anwendung einer als sogenanntes Gutteil, d.
  • 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.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können insbesondere den verbleibenden Unteransprüchen entnommen werden.
  • 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.
  • Die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung zum Untersuchen und Anzeigen der Güte von Verzahnungen wird im wesentlichen.
  • 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.
  • 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.
  • 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..
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. 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 Stellkopf mit seinem dem Prüfglied a.bgewandten Ende mit einer die Güte der Verzahnung erfassenden Anzeige verbunden, wie auch der Stelikopf mindestens bereichsweise von einem diesen konzentrisch umschließenden Schaft umgeben und in diesem Schaft gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (5) mindestens im Bereich seines dem Prüfglied (3, 4) benachbarten Endes eine der zu untersuchenden Verzahnung (24, 25) spiegelbildlich entsprechende Verzahnung (6) 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 Stelikopf (2) angebrachten; mindestens'einen Prüfgliedes (3, oder 4) mit einer Ausnehmung (21 und/oder 22) ausgestattet ist, und daß diese Ausnehmung sowohl eine, insbesondere symmetrisch zu einer durch einen iahn der Lehrverzahnung führenden Längsmittelachse (Y) verlaufende, axiale Ausdehnung als auch eine vom Zahnumfang in Richtung Längsmittelachse (X) des Schaftes (5) verlaufende, radiale Ausdehnung aufweist, und daß in dieser Ausnehmung das Prüfglied axial und/oder radial verschieblich, angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konzentrisch vom Schaft (5) ummantelte Stellkopf (Tastkopf 2) symmetrisch zu dessen Längsmittelachse (x) je einen Schenkel (7, 8) mit einem daran angebrachten Taststift (3, 4) aufweist, und daß beide Schenkel über je eine, deren radiale Spreizung ermöglichende Feder (20) am Tastkopf angeschlossen sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Zahn, durch den der jeweilige Taststift (3, 4) radial geführt ist, eine gabelförmige Ausnehmung (21, 22) für den radialen Durchtritt sowie die axiale Verschiebung dieses Taststifes aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaft (5) der Lehrverzahnung (6) eine Bohrung für den axialen Durchtritt des Tastkopfes (2) vorgesehen ist, und daß in dieser Bohrung ein den Tastkopf führen-Endes Lager (17) eingelegt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach- Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (17) als ein Pendellager ausgeführt is.t.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,-daß-das Pendel lager als ein Gummiri-ng ausgeführt ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lehrverzahnung (6) als Außenverzahnung und diese zu untersuchende Verzahnung als eine Innenverzahnung ausgeführt sind, und daß die Lehrverzahnung nur im Bereich einer den Taststiften (3, 4) benachbarten GUrtelzone am Schaft (5)-angebracht ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß der Stellkopf (2), wie an sich bekannt, als mindestens ein an einem Tastkopf auskragend angebrachter Taststift (3, 4) ausgeführt und mindestens der Tastkopf vom Schaft (5) konzentrisch ummantelt ist, und daß der den Tastkopf ummantelnde Schaft mindestens im Bereich des Taststiftes die Lehrverzahnung (6) aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkopf (2) nach Art einer Stimmgabel ausgeführt und an mindestens einem seiner frei auskragenden Zacken (26, 27) mindestens ein Prüfglied (3, 4) aufweist, und daß um diese Zacken die sie ummantelnde Lehrverzah-.. nung (6) vorgesehen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zacken (26, 27) mit seinem einen Ende am Tastkopf (2) angeschlossen und an seinem anderen Ende mit einem Prüfglied (3, 4) ausgestattet ist.
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