DE3134246C2 - Transportables Meßgerät zum Prüfen des Zahnflankenprofils und ggf. der Zahnschräge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein transportables Meßgerät zum Prüfen des Zahnflankenprofils und ggf. der Zahnschräge. Dieses Meßgerät muß bezüglich des zu prüfenden Zahnrades nivelliert werden, damit das ihm zugeordnete ebene Koordinatensystem senkrecht zur Zahnradachse steht. Außerdem ist das Meßgerät relativ zum Zahnrad so auszurichten, daß die eine Achse seines Koordinatensystems die Zahnradachse schneidet. Hierzu weist das Meßgerät erfindungsgemäß zwei achsparallele Paßzylinder auf, die beidseits und äquidistant zu der relativ zum Zahnrad radial auszurichtenden Koordinatenachse angeordnet sind. Damit das Ausrichten kein Neunivellieren des Meßgerätes erforderlich macht, ist es verstellbar auf seinem die Standfüße tragenden Untersatz angeordnet, und zwar entweder mittels eines Tangentialschlittens oder mittels einer Schwenklagerung. Damit kann das Meßgerät einfach und schnell in die gewünschte Bezugsposition zum Zahnrad gebracht werden.

Description

prüfenden Zahnrad ausgerichtet werden kann. Vor allem geht es dabei um das nach dem Nivellieren des Meßgerätes noch notwendige Ausrichten innerhalb der X- Y- Ebene, derart, daß die auf das Zahnrad zulaufende Koordinatenachse eines dem Meßgerät zugeordneten Koordinatensystems die Zahnradachse schneidet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, dadurch gelöst, daß die beiden Paßzylinder mit Abstand außerhalb des zu prüfenden Zahnrades zu positionieren sind und daß ihre Ausrichtung hinsichtlich der radial verlaufenden Koordinatenachse extern mit Hilfe eines am Zahnrad zu befestigenden und mit ihm umlaufenden Fühlers erfolgt, der die Paßzylinder unter Berührung passiert, wobei die Ausrichtung durch Venchwenken um eine mit dem einen Paßzylinder fluchtende Schwenkachse durchführbar ist

Hierdurch ergibt sich die einfache Möglichkeit, das Meßgerät nach dem in herkömmlicher Weise durchgeführten Nivellieren dadurch innerhalb der X-Y-Ebene auszurichten, daß an dem zu prüfenden Zahnrad eine Meßuhr befestigt wird, die beim Drehen des Zahnrades mit ihrem Meßfühler die Paßyylinder unter Berührung passiert Das Meßgerät wird dann verschwenkt bis die Meßuhr an beiden Paßzylindern den gleichen Wert anzeigt. Dann ist sichergestellt daß eine gedachte Mittelebene, die senkrecht auf der Verbindungsebene der beiden Paßzylinder steht durch die Achse des zu prüfenden Zahnrades hindurchläuft das heißt daß die radial auszurichtende Koordinatenachse des Meßgerätes die Zahnradachse schneidet. Da die Schwenkachse des Meßgerätes mit der einen Paßzylinderachse fluchtet, bleibt dieser unabhängig von der Schwenkbewegung des Meßgerätes ortsfest und es braucht lediglich die Position des anderen Paßzylinders justiert zu werden. Dieses Justieren ist einfacher und vor allem wesentlich genauer als bei dem eingangs beschriebenen Gerät Irgendwelche genauen Bezugsflächen am Zahnrad sind überflüssig. Auch kann sich die mangelnde Maßhaltigkeit solcher Bezugsflächen nicht mehr negativ auf die Meßgeräteposition auswirken.

Um die Schwenklagerung in konstruktiv einfacher Weise durchzuführen, ist es zweckmäßig, daß der Paßzylinder selbst als Schwenkachse fungiert. Er braucht hierfür lediglich etwas langer ausgebildet zu sein als der andere Paßzylinder.

Des weiteren ist es günstig, die schwenkbare Lagerung am Meßgerät mittels einer an dem einen Paßzylinder angelenkten Zwischenscheibe herbeizuführen, die an ihrer Oberseite Anschläge aufweist, in welche der den Meßtaster tragende Meßaufsatz ggf. zusammen mit einem Radialschlitten einsetzbar ist. Man braucht dadurch nach dem Messen des eingebauten Zahnrades nur den Meßaufsatz abzunehmen, während der Untersatz stehen bleiben kann. Es ist also kein neuer Nivelliervorgang und auch keine neue Ausrichtung innernalb der X- Y- Ebene notwendig, wenn man das Zahnrad nach der Weiterbearbeitung nochmals prüfen will.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben; dabei *:eigt

F i g. 1 eine seitliche Schnittansicht eines Meßgerätes für das Zahnflankenprofil, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Meßgerät gemäß Tig. 1.

Fig. 1 zeigt, daß das Meßgerät einen Untersatz 1 aufweist, der über drei höhenverstellbare Standfüße 2,3 und 4 auf einem Tisch 5 od. dgl. steht.

Auf dem Untersatz 1 ist durch eine Gleitführung oder eine nicht dargestellte Kugelplatte eine Zwischenscheibe 6 verschwenkbar gelagert Ihre Schwenkachse wird durch einen vertikalen Paßzylinder 7 gebildet dessen Basis in der vorderen Ecke des Untersatzes 1 fixiert ist dessen Mittelstück eine vorstehende Nase 6a der ZwI-schenscheibe 6 durchquert und dessen freies oberes Ende als Bezugsfläche für das weiter unten beschriebene Ausrichten des Meßgerätes dient

Wie F i g. 2 zeigt, befindet sich an der gegenüberliegenden Seite der Zwischenscheibe 6 ein ähnlicher Paßstift 8. Der Paßstift S ist jedoch in der Zwischenscheibe 6 fixiert und kann mit dieser relativ zum Untersatz 1 verschwenkt werden. Durch nicht näher dargestellte Haltemittel kann die Zwischenscheibe 6 in einer bestimmten Schwenklage gegenüber ihrem Untersatz 1 festgelegt werden.

Oberhalb der Zwischenscheibe 6 befindet sich ein Radialschlitten 9, der relativ zur Zwischenscheibe 6 in Y-Richtung verschiebbar geführt ist. Dadurch kann der von ihm getragene Meßaufsatz 10 nach dem Ausrichten der Zwischenscheibe 6 in die für den Meßvorgang günstigste Radialposition verfahren werden.

Im Ausführungsbeispiel ist der Meßaufsatz 10 vom Radialschlitten 9 abnehmbar. Durch nicht näher dargestellte Anschläge oder Führungsflächen ist sichergestellt daß er immer nur in der alten Position, zumindest aber in einer winkelgetreuen Position wieder auf den Radialschlitten 9 aufgesetzt werden kann.

Der untere Teil des Meßaufsatzes IO ist als Bett 11 ausgebildet, auf dem ein Schwenkarm 12 horizontal verschwenkbar gelagert ist. Seine Lagerung erfolgt über einen senkrechten Lagerzapfen 13, der im Bett 11 geführt ist Zusätzlich ruht der Schwenkarm 12 auf zwei horizontalen Gleitflächen 11a und 11£> des Bettes 11, wobei die vordere Gleitfläche 11a vor allem die Aufgabe hat, jegliche Durchbiegung des Schwenkarmes 12 zu verhindern.

Der Schwenkarm 12 hat einen U-förmigen, nach oben offenen Querschnitt und enthält in seinem Inneren einen durch Kugelrollführungen od. dgl. in Längsrichtung verschiebbaren Orientierungsfühler 14. Dieser Orientierungsfühler 14 kann somit sowohl horizontal verschwenkt als auch in seiner Länge verstellt werden. Durch inkrementale Meßeinrichtungen 15 und 16 für die Winkelposition bzw. für die Längenposition des Orientierungsfühlers 14 ist dessen jeweilige Position relativ zu dem X- Y- Koordinatensystem genau abzulesen.

Oberhalb des Bettes 11 befindet sich eine den Schwenkbereich des Orientierungsfühlers 14 und seines Schwenkarmes 12 überspannende Brücke 17. Diese

so Brücke, die zusätzlich auch zur Führung des Schwenkarmes 12 und des Orientierungsfühlers 14 herangezogen werden kann, trägt an ihrer Oberseite einen Kreuzschlitten für den Meßtaster 18. Der Kreuzschlitten besteht aus einem auf der Brücke 17 senkrecht zur Blattebene, also in A"-Richtung, verfahrbaren Schlitten 19, der seinerseits einen in Blattebene, also in K-Richtung, verfahrbaren Schlitten 20 mit dem Meßtaster 18 trägt. Das Verfahren des Meßtasters 18 längs den Zahnflanken des zu prüfenden Zahnrades und die Ermittlung der Flankenfehler erfolgen in an sich bekannter Weise.

An der Meßgeräteoberseite befindet sich eine ebene Referenzfläche 21, die parallel zur X- K-Ebene des Gerätes liegt und über die höhenverstellbaren Standfüße so n'velliert wird, daß sie senkrecht zur Achse des zu prüfenden Zahnrades steht. Dieser Nivelliervorgang ist durch die Meßuhr 22 angedeutet, die am Zahnrad befestigt wird und bei dessen Drehung über die Referenzfläche 21 gleitet. Selbstverständlich kann die beschriebene

Nivellierung, die auch bei den anderen Meßgeräten dieser Gattung notwendig ist, auch auf andere Weise durchgeführt werden.

Wesentlich ist nun, daß das Meßgerät so gegenüber dem zu messenden Zahnrad ausgerichtet werden kann, daß seine V-Achse die Achse des zu prüfenden Zahnrades schneidet. Hierzu dienen die beiden Paßzylinder 7 und 8, die äquidistant zur X-Achse des Meßgerätes angeordnet sind und deren Zylinderachsen senkrecht zur X- K-Ebene laufen. Sie erlauben in Verbindung mit einer am Zahnrad befestigten Meßuhr 23 die gewünschte Ausrichtung innerhalb der X- Y- Ebene.

Wie in F i g. 2 angedeutet, führt die Meßuhr 23 bei Verdrehung des zu prüfenden Zahnrades eine kreisförmige Bewegung durch, in deren Verlauf sie die beiden is Paßzylinder 7 und 8 passiert Dabei zeigt die Meßuhr jeweils den Abstand der Paßzylinder von einem beliebigen Kreisbogen um den Zahnradmittelpunkt an. Ist dieses Abstandsmaß an beiden Paßzylindern gleich, was durch entsprechende Verschwenkung des Meßaufsatzes mittels der Zwischenscheibe 6 leicht herbeizuführen ist so ist gewährleistet, daß die V-Achse des Meßgerätes die Zahnradachse schneidet Der Ausrichtvorgang ist dann beendet. Es ist lediglich noch in an sich bekannter Weise der radiale Abstand zwischen dem Koordinatensystem des Meßgerätes und der Zahnradachse zu ermitteln. Hierzu darf im einzelnen auf die Patentanmeldung P 31 25 693 verwiesen werden. Dabei entfällt wegen der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Ausrichtung des Meßgerätes mittels der beiden Paßzylinder die Ermittlung der Abszisse Xt und die Ermittlung des Winkels Epsilon; diese beiden Werte sind aufgrund der Ausrichtung des Meßgerätes jeweils null. Der Rechner kann sich also auf die Bestimmung von Yt beschränken.

Sodann erfolgt in der üblichen Weise die Messung des Zahnflankenprofils und — sofern das Gerät dafür vorgesehen ist — der Zahnschräge. Auch insoweit darf auf die Patentanmeldung P 31 25 693 Bezug genommen werden.

Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Ausrichtung des Meßgerätes mittels der beiden Paßzylinder 7 und 8 auch für solche Geräte geeignet ist, die ohne Orientierungsfühler arbeiten, bei denen also die Bestimmung des radialen Abstandes auf andere Weise erfolgt nämlich beispielsweise über die beiden Paßzylinder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

65

Claims (3)

1 2 die Geräteposition relativ zum Zahnrad exakt bekannt Patentansprüche: ist, kann das Abtasten der Zahnflanken Aufschluß über eventuelle Verzahnungsfehler und deren Ausmaß gc-

1. Transportables Meßgerät zum Prüfen des ben.

Zahnflankenprofils und ggf. der Zahnschräge mittels 5 Ein Meßgerät mit den eingangs beschriebenen Merkeines in die Zahnlücken des zu prüfenden Zahnrades malen ist durch die DE-AS 1041 265 bekannt. Dabei einfahrbaren Meßtasters, wobei das Meßgerät hin- sind die Paßzylinder in den Eckbereichen eines das sichtlich eines ihm zugeordneten, ebenen Koordina- Meßgerät tragenden Dreibeines angeordnet. Sie fungietensystems durch an ihm angebrachte, senkrecht ren als Laufrollen, die unmittelbar an zylindrischen Bczum Koordinatensystem des Meßgerätes verlaufen- 10 zugsflächen des zu prüfenden Zahnrades abrollen, de Bezugsflächen senkrecht zur Zahnradachse aus- Dieses Prinzip funktioniert jedoch nur dann mit hinzurichten und in eine definierte Bezugsposition zu reichender Maßgenauigkeit, wenn die Bezugsflächen bringen ist und wobei die Bezugsflächen durch die am Zahnrad selbst sehr genau sind. Nach heutigen Ge-Umfangsflächen von achsparallelen Paßzylindern nauigkeitsanforderungen, wo die Meßgenauigkeit im gebildet sind und zwei einander zugeordnete Paßzy- 15 um-Bereich liegt, müßten die Bezugsflächen am Zahnlinder beidseits und äquidistant zu der relativ zum rad, die ja als Basis für die Ausrichtung des Meßgerätes Zahnrad radial auszurichtenden Koordinatenachse dienen, hochgenau abgeschliffen sein. Derartige Beangeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, zugsflächen sind aber auf handelsüblichen Zahnrädern daß die beiden Paßzylinder (7,8) mit Abstand außer- nicht zu finden. Üblicherweise werden die Stirnflächen halb des zu prüfenden Zahnrades zu positionieren 20 der Zahnräder nur abgedreht, weil es in diesem Bereich sind und daß ihre Ausrichtung hinsichtlich der radial nicht auf besondere Genauigkeit ankommt, und ebenso verlaufenden Koordinatenachse (T^ extern mit Hilfe sind auch die zylindrischen Umfangsflächen an der eines am Zahnrad zu befestigenden und mit ihm um- Zahnradnabe oder an der Innenseite des Zahnkranzes laufenden Fühlers (23) erfolgt, der die Paßzylinder nur grob gedreht, weil es hier erst recht nicht auf Maß-(7, 8) unter Berührung passiert, wobei die Ausrich- 25 haltigkeit ankommt

tung durch Verschwenken um eine mit dem einen Das bedeutet, daß das vorbekannte Meßgerät nur für

Paßzylinder (7) fluchtende Schwenkachse durch- eine sehr geringe Anzahl von Zahnrädern geeignet ist,

fahrbar ist solche nämlich, die aus besonderen Gründen genau gc-

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schliffene Bezugsflächen an der Stirnseite des Zahnzeichnet, daß der Paßzylinder (7) selbst als Schwenk- 30 kranzes und am Innenzylinder des Zahnkranzes bzw. am achse fungiert Außenzylinder der Nabe aufweisen. Bei der Masse der

3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zu prüfenden Zahnräder sind diese Voraussetzungen jczeichnet daß seine schwenkbare Lagerung mittels doch, wie gesagt, nicht erfüllt. Außerdem gibt es zahlreieiner an dem einen Paßzylinder (7) angelenkten Zwi- ehe Zahnräder, bei denen eine axial gerichtete Zylinderschenscheibe (6) erfolgt, die an ihrer Oberseite An- 35 fläche, längs der die Paßzylinder abrollen, gänzlich fehlt schlage aufweist, in welche der den Meßtaster (18) — und zwar sowohl an der Innenseite des Zahnkranzes tragende Meßaufsat:: (10) ggf. zusammen mit einem wie auch an der Außenseite der Nabe. Diese Tatsache, Radialschlitten (9) einsetzbar ist daß also nur wenige Zahnradtypen geeignete Bezugsflä-

chen zum Ausrichten des Meßgerätes anbieten, ist der

40 Hauptnachteil des bekannten Systems.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß in der DE-AS 10 41 265 nach dem sog. internen Meßprinzip gearbeitet

Die Erfindung betrifft ein transportables Meßgerät wird, indem Bezugsflächen des Zahnrades selbst hcran-

zum Prüfen des Zahnflankenprofils und ggf. der Zahn- gezogen werden, um das Meßgerät auszurichten. Denn

schräge mittels eines in die Zahnlücken des zu prüfen- 45 dies hat zur Folge, daß die Ungenauigkeiten des Zahn-

den Zahnrades einfahrbaren Meßtasters, wobei das rades, also beispielsweise eine Exzentrizität der zylindri-

Meßgerät hinsichtlich eines ihm zugeordneten, ebenen sehen Bezugsfläche oder aber eine leichte Schräglage

Koordinatensystems durch an ihm angebrachte, senk- der radialen Stirnfläche des Zahnrades zwangsläufig zu

recht zum Koordinatensystem des Meßgerätes verlau- einer Fehlpositionierung des Meßgerätes führen. Die

fende Bezugsflächen senkrecht zur Zahnradachse aus- 50 Eigenfehler des Zahnrades übertragen sich also direkt

zurichten und in eine definierte Bezugsposition zu brin- auf die Positionierung des Meßgerätes,

gen ist und wobei die Bezugsflächen durch die Um- Ein anderes transportables Meßgerät mit Paßzylin-

fangsflächen von achsparallelen Paßzylindern gebildet dem ist durch die GB-PS 15 10 147 bekannt. Dabei wer-

| sind und zwei einander zugeordnete Paßzylinder beid- den die Paßzylinder direkt in die Lücken des Zahnrades

" seits und äquidistant zu der relativ zum Zahnrad radial 55 eingesetzt und dienen praktisch als Standfüße für das

auszurichtenden Koordinatenachse angeordnet sind. Meßgerät. Das heißt daß das Meßgerät entsprechend

Derartige transportable Meßgeräte werden vor allem den Eigenfehlern des Zahnrades fehlpositioniert wird,

bei der Prüfung von Zahnrädern mit großem Durchmes- Denn Abweichungen in der Zahndicke führen zu ent-

sern verwendet, damit die Zahnräder direkt in der Ver- sprechend breiteren oder schmaleren Zahnlücken und

zahnungsmaschine geprüft werden können und das zeit- 60 erlauben den Paßzylindern des Meßgerätes ein zu tiefes

raubende Umspannen auf das Prüfgerät entfällt. Außer- oder zu geringes Eintauchen in die Zahnlücken. Auch

dem haben transportable Meßgeräte den Vorteil, daß hier handelt es sich also um eine interne Messung, bei

die Zahnräder vor Ort geprüft werden können, wenn sie der die Eigenfehler des Zahnrades unmittelbar eine

also beispielsweise in einer Maschine eingebaut sind. Fehlpositionierung des Meßgerätes nach sich ziehen.

Das Hauptproblem bei der Verwendung solcher 65 Hiervon ausgehend, liegt die Aufgabe der vorliegentransportabler Meßgeräte besteht darin, daß das Gerät den Erfindung darin, ein transportables Meßgerät der in eine definierte Bezugsposition zu dem zu prüfenden eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu verZahnrad gebracht werden muß. Denn nur dann, wenn bessern, daß es einfacher und genauer relativ zu dein zu