DE3141350C2 - Verfahren zum Synchronisieren der Tasterbewegung eines Teilungs- und/oder Rundlaufmeßgerätes für Zahnräder - Google Patents
Verfahren zum Synchronisieren der Tasterbewegung eines Teilungs- und/oder Rundlaufmeßgerätes für ZahnräderInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren der Tasterbewegung eines Teilungs- und/oder Rundlaufmeßgerätes für Zahnräder, wobei der Taster zur Messung in die Zahnlücken des sich drehenden Zahnrades einfährt und danach wieder zurückfährt, bis die nächste Zahnlücke vor dem Taster angekommen ist. Um die bisher übliche manuelle Synchronisation der Tasterbewegung mit der Drehbewegung des Zahnrades zu vereinfachen, führt der Taster zu Beginn seiner Mitnahmebewegung eine Messung der Drehgeschwindigkeit des Zahnrades durch. Daraus wird unter Berücksichtigung der bekannten Zahnraddaten automatisch die Wartezeit errechnet, die der Taster in seiner rückwärtigen Position gehalten werden muß, ehe die nächste Zahnlücke ankommt. Dadurch wird nicht nur die manuelle Zeitsetzung für die Wartephase erübrigt, vielmehr ergibt sich bei zahlreichen Drehantrieben auch der Vorteil, daß der bzw. die Taster bereits bei ruhendem Zahnrad in der Lücke positioniert werden können. Ferner ergibt sich bei Drehantrieben mit Drehzahlschwankungen der Vorteil, daß die Wartezeit des Tasters automatisch an eventuelle Drehzahländerungen des Zahnrades angepaßt werden kann.
Description
von sich aus die richtige Zuordnung der Tasterbewegung zur Zahnradbewegung zu finden. Vielmehr muß zu
Beginn des Meßvorganges die Eintauchbewegung des Tasters manuell durch eine Bedienungsperson mit der
Drehbewegung des zu prüfenden Zahnrades synchronisiert werten. Dazu muß die Bedienungsperson zu dem
Zeitpunkt, wo sich gerade eine Zahnlücke vor dem Taster befindet, eine Synchronisiertaste drücken. Diese
Synchronisiertaste darf erst in dem Moment wieder losgelassen werden, wo sich die nächste Zahnlücke vor
dem Taster befindet Dieses manuelle Synchronisieren erfordert ein gutes Augenmaß und Reaktionsvermögen,
insbesondere dann, wenn das Zahnrad relativ kleine Zahnlücken hat oder wenn es auf einem schnellaufenden
Drehtisch gelagert ist.
Dieselben Nachteile ergeben sich auch für alle anderen bekannten Teilungs- und/oder Rundlaufmeßgeräte
den muß.
Die Erfindung bietet somit eine völlig automatische Synchronisation und Wartezeitbestimmung, unabhängig
vom Reaktionsvermögen der Bedienungsperson und unabhängig von der Drehgeschwindigkeit des zu
prüfenden Zahnrades und eventuellen Geschwindigkeitsänderungen.
In der Praxis hat es sich als günstig erwiesen, daß die Weg- oder Zeitmessung an dem vom Zahnrad mitgenommenen Taster erst nach einer passiven Mitnahmestrecke des Tasters erfolgt Denn der zu Beginn der Tastermitnahme stattfindende Aufprall des Tasters an der Flanke des Zahnrades kann zu Schwingungen führen, die die Genauigkeit der Weg- oder Zeitmessung beeinträchtigen. Führt man die Messung hingegen erst nach einer gewissen Beruhigungsstrecke durch, so sind diese Schwingungen abgeklungen.
In der Praxis hat es sich als günstig erwiesen, daß die Weg- oder Zeitmessung an dem vom Zahnrad mitgenommenen Taster erst nach einer passiven Mitnahmestrecke des Tasters erfolgt Denn der zu Beginn der Tastermitnahme stattfindende Aufprall des Tasters an der Flanke des Zahnrades kann zu Schwingungen führen, die die Genauigkeit der Weg- oder Zeitmessung beeinträchtigen. Führt man die Messung hingegen erst nach einer gewissen Beruhigungsstrecke durch, so sind diese Schwingungen abgeklungen.
Da man bei der Teilungsmessung ohnehin einen Taster verwendet, der nach einer vorgegebenen Auslenkbewegung
die Teilungsmessung auslöst, empfiehlt es sich auch, für die Messung der Drehgeschwindigkeit des
Zahnrades eine bestimmte Wegstrecke vorzugeben und die Zeitspanne zu messen, während der der Taster diese
vorgegebene Wegstrecke mitgenommen wird, entsprechend der ersten Alternative im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruchs. Die vorgegebene Wegstrecke beträgt zweckmäßigerweise < 1 mm.
Hat das zu prüfende Zahnrad sehr tiefe Lücken oder ist es auf einem sehr schnellen Drehtisch aufgespannt, so
können die Einfahr- und Ausfahrzeiten des Tasters ins Gewicht fallen. Es empfiehlt sich dann, daß der Rechner
die Wartezeit um die Ein- und Ausfahrzeit des Tasters verkürzt. Diese beiden Zeiten sind Gerätekonstanten
und somit bekannt. Sie können also vom Rechner bei der Wartezeiterrechnung mitberücksichtigt werden.
Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; diese zeigt ein Blockschaltbild
eines erfindungsgemäßen Teilungsmeßgerätes.
Die Zeichnung zeigt schematisch die beiden Taster 1 und 2, die in an sich bekannter Weise auf einem nicht
dargestellten Schlitten angeordnet sind, der motorisch vorwärts und rückwärts bewegt wird, so daß sich die
Taster 1 und 2 in die Zahnlücken des Zahnrades 3 hinein- bzw. aus ihnen herausbewegen. Die Taster sind in
der üblichen Weise als verschwenkbare Signalgeber ausgebildet und erzeugen ein zur Auslenkung proportionales
Signal, so daß bei ihrer Anlage an den zu messenden Zahnflanken deren Abstand, also das Teilungsniaß,
angezeigt wird.
Im allgemeinen erfolgt die Teilungsmessung derart, daß die beiden Taster t und 2 von dem sich drehenden
Zahnrad ein Stück mitgenommen werden, wobei die Auslenkung des einen Tasters, im Ausführungsbeispiel
des Tasters 1, zur Auslösung der Teilungsmessung verwendet wird. Der Taster 1 ist hierzu mechanisch vorgespannt
und liefert zu Beginn seiner Auslenkbewegung eine negative Vorspannung, die mit zunehmender Auslenkung
gegen null geht und sodann zunehmende positive Werte annimmt. Im Nulldurchgang löst der induktive
Meßwegaufnehmer la des Tasters t die Teilungsmessung aus, d. h., es wird das in diesem Augenblick angezeigte
Signal des Meßwegaufnehmers 2a des Tasters 2 festgehalten und in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet
und ausgedrückt
Damit die Vor- und Rückwärtsbewegung der Taster 1 und 2 auf die Drehgeschwindigkeit des Zahnrades 3
abgestimmt ist, ist der Meßwegaufnehmer la über einen
an sich bekannten Verstärker-Demodulator 4 und über einen Dreifachkomparator 5 an einen Zähler Z1 angeschlossen.
Der Zähler Z1 ist seinerseits mit einem Zeitgeber
6 in Form eines 10-kHz-Oszillators verbunden.
Der Zählerausgang liegt an einem Rechner 7, der seinerseits über einen Zweifachkomparator 8 auf die Motorsteuerung
9 für den Vor- und Rücklauf des die Taster 1 und 2 tragenden Schlittens einwirkt
Der Synchronisiervorgang läuft nun wie folgt ab: Befinden sich die beiden auf das Teilungsmaß eingestellten
Taster 1 und 2 jeweils in einer Zahnlücke des Zahnrades 3, so wird von der Bedienungsperson das Startsignal
gegeben, worauf die Drehung des Zahnrades beginnt. Je nachdem, wie schnell das Zahnrad 3 rotiert, gelangen die
beiden Taster nach wenigen Sekunden in Anlage mit den zu messenden Flanken 3a bzw. 3b und werden von
diesen in Umfangsrichtung des Zahnrades mitgenommen. Dabei ändert sich die in den Meßwegaufnehmern
la und 2a erzeugte Spannung wegproportional. Der als Nullschalter ausgebildete Meßwegaufnehmer la möge
beispielsweise um 0,4 mm vorgespannt sein und hierbei eine negative Spannung von -4 V liefern. Nachdem der
Taster durch das Zahnrad 3 um einen Weg von beispielsweise 0,2 mm mitgenommen worden ist, so daß die
im Meßwegaufnehmer la erzeugte Spannung -2 V beträgt, wird über den Komparator 5 der Zähler Zl und
ein ggf. vorhandener weiterer Zähler Z 2 auf null gestellt. Befindet sich der Taster nach weiterer Mitnahme
noch 0,1 mm vor seinem Nulldurchgang, so wird der Zähler Z1 freigegeben und beginnt, die vom Oszillator
6 eingespeisten Impulse zu zählen.
Beim Nulldurchgang des Tasters 1 wird die im Zähler Z1 gemessene Impulszahl in den Rechner 7 eingegeben.
Der Rechner 7 ermittelt aus der von der Zahnflanke zurückgelegten Wegstrecke von 0,1 mm und der hierfür
benötigten Zeit, ausgedrückt in der Impulszahl /, diejenige Zeitspanne (ebenfalls ausgedrückt als Impulszahl),
die verstreichen muß, ehe sich das nächste Lückenpaar von den beiden Tastern 1 und 2 befindet. Setzt man die
Wartezeit mit 60% des Teilungsmaßes an, so beträgt der in dieser Zeit von den Zahnflanken zurückzulegende
Weg 0,6 π M/cosfi wobei M der Modul des zu prüfenden
Zahnrades und der Winkel β der Zahnschrägungswinkel ist.
Setzt man wie im Ausführungsbeispiel die zur Zeitmessung herangezogene Wegstrecke zu 0,1 mm an und
bezeichnet man die vom Zähler Z1 hierbei gemessene Impulszahl mit I\, so ergibt sich für die Wartezeit eine
Impulszahl von
I2 = /ι 0,6 λτΜ/0,1 cos/?
bzw.
I2 = /i
Damit steht die unter Berücksichtigung der Drehgeschwindigkeit des Zahnrades 3 und der Zahnraddaten
ermittelte Wartezeit fest.
Zugleich wird beim Nulldurchgang des Tasters 1 die Teilungsmessung in der bisher bekannten Weise ausgelöst
und das dem Teilungsmaß entsprechende Signal der gegeneinander geschalteten Meßwegaufnehmer la und
2a in dem Speicher 10 gespeichert.
Außerdem wird beim Nulldurchgang des Tasters f in der bisher üblichen Weise automatisch der Rücklauf des
die beiden Taster 1 und 2 tragenden Schlittens ausgelöst.
Um nun die tatsächliche Wartezeit der Taster in ihrer zurückgezogenen Stellung an die vom Rechner 7 vorgegebene
Wartezeit anzugleichen, ist ein weiterer Zähler Z 2 vorgesehen. Dieser Zähler Z2 ist ebenfalls an den
als Zeitgeber fungierenden Oszillator 6 angeschlossen. Er wird entweder beim Nulldurchgang des Tasters 1
oder erst dann, wenn der Taster 1 seine zurückgezogene Position erreicht hat, gestartet. Sein Ausgang ist an den
Komparator 8 angeschlossen.
Wenn nun der Zähler Z 2 die vom Rechner 7 errechnete Impulszahl I2 erreicht hat, ist die Wartezeit beendet
und der Komparator 8 löst über die Motorsteuerung 9 das Vorfahren der Taster in das nächste Lückenpaar aus
und der Vorgang wiederholt sich.
Selbstverständlich kann anstelle der separaten Zähler Z1 und Z 2 auch ein einziger Zähler verwendet werden,
der entweder durchzählt oder aber, sofern die Zählung der Wartezeit erst in der zurückgezogenen Tasterstel-
lung beginnt, vorher auf null gestellt wird.
Das beschriebene Gerät erlaubt es also, ohne zusätzliche Fühler od. dgl. eine automatische Synchronisation
der Schlittenbewegung an die Drehgeschwindigkeit des zu prüfenden Zahnrades herbeizuführen.
Soll anstelle der Teilung lediglich eine Rundlaufmessung
durchgeführt werden, so entfällt den Taster 2 und anstelle des Tasters 1 wird ein Geber verwendet, dessen
kugelförmiges Ende beidseitig an den Flanken anliegt und der einen radialen Eintauch-Tiefenmesser aufweist ίο
Die Synchronisation erfolgt in gleicher Weise wie bei dem beschriebenen Teilungsmeßgerät
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (4)
1. Verfahren zum Synchronisieren der Tasterbewegung eines Teilungs- und/oder Rundlaufmeßgerätes
für Zahnräder, wobei zumindest ein Taster in die Zahnlücken des zu prüfenden Zahnrades einfährt
und zur Teilungs- oder Rundlaufmessung von dem sich drehenden Zahnrad ein Stück mitgenommen
wird und nach der Messung automatisch zurückfährt und wobei die Wartezeit des Tasters in seiner hinteren
Position und das erneute Einfahren in die nächste Zahnlücke durch einen Rechner gesteuert wird,
der mit einem Zeitgeber gekoppelt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Taster bei stillstehendem Rad in die Zahnlücke gefahren wird und
während der Mitnahme des Tasters durch das anfahrende Zahnrad entweder die Zeitspanne gemessen
wird, während der der Taster eine vorgegebene Wegstrecke mitgenommen wird oder die Wegstrekke
gemessen wird, die der Taster während einer vorgegebenen Zeitspanne zurücklegt, daß die gemessene
Weg/Zeit-Zuordnung dem Rechner zur Ermittlung der Wartezeit des Tasters in seiner rückwärtigen
Position zugeführt wird und der Meßvorgang und die Wartezeitberechnung bei jeder Zahnlücke
wiederholt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weg- oder Zeitmessung an dem
vom Zahnrad mitgenommenen Taster erst nach einer passiven Mitnahmestrecke des Tasters erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Zeitmessung vorgegebene
Wegstrecke < 1 mm beträgt
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner
die Wartezeit um die Ein- und Ausfahrzeit des Tasters verkürzt.
Priority Applications (7)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3141350A DE3141350C2 (de) | 1981-10-17 | 1981-10-17 | Verfahren zum Synchronisieren der Tasterbewegung eines Teilungs- und/oder Rundlaufmeßgerätes für Zahnräder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3141350A1 DE3141350A1 (de) | 1983-05-05 |
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ID=6144362
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---|---|---|---|
DE3141350A Expired DE3141350C2 (de) | 1981-10-17 | 1981-10-17 | Verfahren zum Synchronisieren der Tasterbewegung eines Teilungs- und/oder Rundlaufmeßgerätes für Zahnräder |
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DD (1) | DD209258A5 (de) |
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- 1982-09-17 US US06/420,504 patent/US4457074A/en not_active Expired - Lifetime
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