DE3212082C2

DE3212082C2 - Gerät zur Profilprüfung und ggf. Flankenlinienprüfung von gerade- oder schrägverzahnten Evolventen-Zahnrädern

Info

Publication number: DE3212082C2
Application number: DE19823212082
Authority: DE
Inventors: Willy Prof. Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Höfler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1982-04-01
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CH660521A5; DE3212082A1

Abstract

Es wird ein Gerät zur Profilprüfung und Flankenlinienprüfung von Zahnrädern angegeben, bei dem auf dem Wälzschlitten bzw. einem Tragschlitten zwei Meßfühler auf den Grundkreisdurchmesser bzw. einen Wälzkreisdurchmesser des Prüflings einstellbar angeordnet sind, wobei die Meßfühler für den Meßvorgang an unterschiedlichen Zahnflanken (rechts-links) des Prüflings während der Messung in Anlage sind, derart, daß bei einem Meßvorgang gleichzeitig die rechten und die linken Flanken eines oder zweier Zähne geprüft werden, so daß ein doppelter Meßumlauf des Zahnrades zur Prüfung rechter und linker Flanken bestimmter Zähne nicht mehr erforderlich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung des Profils (Evolvente) und ggf. zur Flankenlinienprüfung von gerade- oder schrägverzahnten Evolventen-Zahnrädern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen bekannten Prüfgeräten kann die winkeleinstellbare Geradführung vom Wälzschlitten getragen sein und die zur Prüflingsachse parallele Geradführung in einem quer zur Prüflingsachse gestellfest einstellbaren Hauptschlitten enthalten sein. Nach einer anderen Bauform kann die winkeleinstellbare Geradführung in einem quer zur Prüflingsachse geradlinig verschiebbaren und mit dem Wälzschlitten kuppelbaren Hauptschlitten angeordnet sein und es kann dann die zur Prüflingsachse parallele Geradführung in einem quer zur Prüflingsachse geradlinig verschiebbaren, mit dem Gerätegestell und/oder dem Wälzschlitten kuppelbaren Hilfsschlitten angeordnet sein.

Zur Teilung des Prüflings, also zur Weiterschaltung des Prüflings gegenüber dem Meßtaster von einer geprüften Zahnflanke auf eine andere zu prüfende Zahnflanke sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, die insbesondere von der Größe und damit dem Gewicht des Prüflings abhängig sind. Man kann den Prrfling auf einem senkrecht zum Wälzlineal verschiebbaren verschiebbaren Schlitten drehbar lagern, um ihn durch Verschiebebewegung dieses Schlittens außer Eingriff mit dem Meßtaster zu bringen. Man kann aber auch den Meßtaster mit dem ihn tragenden bzw. ihn bewegenden

is Schlitten vom Prüfling fort verfahren. Schließlich kann man auch über die mit der Prüfung einhergehende Wälzbewegung den Meßtaster seitlich aus dem Eingriff mit dem Prüfling herausfahren, um dann den Prüfling um die gewünschte Zähnezahl weiter zu teilen.

Im bekannten Falle wird zur Profilprüfung mit dem Meßtaster zuerst eine (linke oder rechte) Zahnflanke mehrerer auf dem Umfang des Prüflings verteilter Zähne abgetastet, wobei die sich ergebenden Meßwerte in der Regel über einen induktiven Geber erfaßt und über die Schreibeinheit des Meßgeräts ausgeschrieben werden. Danach wird der Meßtaster zur Prüfung der jeweils anderen Flanke der,2ur Prüfung herangezogenen Zähne umgesetzt, wobei auch noch der Prüfling selbst von der ersten, in die zweite Position bis zur Meßtasteranlage gedreht werden muß. Das gleiche muß für die Flankenlinienprüfung geschehen, damit im Ergebnis eine von der Größe des Prüflings abhängige Zahl von Zähnen beidseitig sowohl hinsichtlich ihres Profils als auch der Flankenlinie durchgeprüft sind.

Diese jeweils erforderlichen Arbeiten des Umsetzens des Meßtasters sowie des entsprechenden, durch Drehung des Prüflings erfolgenden Positionieren sind zeitraubend und kostspielig, weil sie die Handhabung durch eine geübte Fachkraft erfordern, die auch bei hinsichtlieh der einzelnen Prüfvorgänge automatisierten Geräten die geschilderten zahlreichen Handarbeiten durchführen muß, die nicht automatisch ablaufen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiter auszubilden, daß im Ergebnis die Prüfzeit bezüglich der bekannten Verfahrensweise auf die Hälfte reduziert ist, so daß die Arbeitszeit des Prügerätes einerseits sowie auch der durch die Bedienungsperson erforderliche Aufwand pro Prüfling sich auf dhi Hälfte ermäßigt. Dies soll durch

se eine einfache, nur einen geringen Aufwand erfordernde Maßnahme erzielt werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch das Gerät nach der GB-PS 11 72 298 ist es bekannt, an einzelnen Stellen einer Verzahnung Meßwerte durch Fotozellenpaare festzustellen, um diese auf eine stark vergrößerte Idealdarstellung zu projizieren und dabei die Größenordnung von Abweichungen zu ermitteln. Damit eignet sich dieses Gerät aber nicht zur Evolventenprüfung oder Flankenrichtungsprüfung, da dafür sämtliche Voraussetzungen fehlen, insbesondere die Möglichkeit, gleichzeitig zwei Zanflanken über ihre gesamte Kontur in Richtung der Evolvente oder der Flankenrichtung zu untersuchen.

Durch die DE-OS 19 59 837, die GB-PS 8 47 488 sowie die US-PS 42 74 207 sind andererseits Geräte zur Prüfung der Teilung von Zahnrädern bekannt, bei denen unter anderem zwei nebeneinander angeordnete Meß-

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taster mit unterschiedlichen Zahnflanken in Berührung einen Kulissenstein 16, der sich mit der Geradführung

bringbar sind. Diese eine andere Gattung betreffenden 11 in Eilgriff befindet Der Meßtaster 12 ist radial zum

Geräte sind jedoch vom apparativen Aufbau her nicht zu prüfenden Rad 3 beispielsweise mit Hilfe einer

mit dem erfindungsgemäßen Gerät vergleichbar, wobei Längsoptik genau auf den Grundkreis des Prüflings ein-

allein schon der Bewegungsablauf des Prüflings ein an- 5 stellbar.

derer ist, so daß sich mit Hilfe dieser Geräte weder eine Die Schlitten 9 und 13 sind wahlweise über eine Spin-Profilprüfung noch eine Flankenlinienprüfung an Zahn- del 17 bzw. 18 antreibbar. Außerdem sind zur Profilprürädern durchführen läßt, sich anhand dieser Geräte folg- fung die Schlitten 7, 9 und 15 miteinander kuppelbar, Hch weder die vorstehend genannte Aufgabe stellt noch wenn man für den hier dargestellten einfachen Fall angar mit diesen Geräten lösen läßt io nimmt, daß der Wälzzylinder 5 dem Grundkreisdurch-

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können messer des Prüflings 3 entspncht Dann geschieht zur

bei jedem Prüfungsvorgang gleichzeitig zwei Zahnflan- Profilprüfung der Antrieb der miteinander gekuppelten

ken untersucht werden, wobei nicht nur diesbezüglich Schlitten durch die Spindel 17.

die Prüfzeiten gegenüber dem Bekannten auf die Hälfte Zur Flankenlinienprüfung werden die Schlitten 7 und

reduziert sind, sondern außerdem noch die Rüstzeiten 15 9 miteinander gekuppelt wobei der Antrieb über die

entfallen, die zum Umsetzen des Meßtasters und zur Spindel 17 oder im anderen Falle durch die Spindeln 18

entsprechend neuen Einrichtung des Prüflings bisher er- über den Schlitten 13 erfolgt, wobei auf jeden Fall der

forderlich waren. Dadurch ist die Ausnutzbarkeit und Schlitten 15 mit seiner Führung fest verbunden ist Die

damit die Wirtschaftlichkeit des Prüfgerätes zumindest Antriebswahl richtet sich unter Berücksichtigung der

verdoppelt, so daß von der Kostenstellung her der auf 20 Selbsthemmung zwischen Gleitstein 16 und P^:ührungs-

die Qualitätskontrolle entfallende AntöD bei der Zahn- bahn 11 danach, auf welche Schri^tellung, die der

radherstellung erheblich an Bedeutung verliert Zahnschräge entspricht, die Führungsbahn :I1 einge-

Zweckmäßig ist es, die an sich bekannten Maßnah- stellt ist

men nach Anspruch 2 zu ergreif en, wobei durch die dort Wie bereits in der Beschreibungseinleitung darge-

zuletzt genannte Bestimmung sichergestellt ist, daß bei 25 stellt, gibt es eine Reihe weiterer Möglichkeiten zur

geringstmöglicher Drehbewegung des Zahnrades für Erzeugung der gegenseitigen Bewegung zwischen Prüf-

die Prüfung eine Kollision der Meßtaster mit dem Zahn- ling und Meßtaster für die Profil- und Flankenlinienprü-

fußkreis bei innerhalb des Zahnfußkreises liegendem fung. So kann beispielsweise grundsätzlich die winkel-

Grundkreisdurchmesser nicht stattfinden kann. einstellbare Geradführung 11 in einem mit dem Wälz-

Bcsonders vorteilhaft ist jedoch die Anwendung des 30 schlitten 7 fest verbundenen Hilfsschlitten i5 angeord-

Merkmales nach Anspruch 3, wobei die Meßfühler bei- net sein. Auch gibt es unterschiedliche Möglichkeiten

spielsweise kegelförmig oder halbkegelförmig ausgebil- des getrennten bzw. abweichenden Antriebs für den

det sein bzw. auch aus Flachmateriai bestehen können. Wälzschlitten dann, wenn der Wälzzylinder 5 nicht dem

Bei dieser Ausbildung der Fühler entfällt die Einstellung Grundkreisdurchmesser des Prüflings 3 entspricht, son-

auf den Grundkreisdurchmesser des Prüflings, weil die 35 dem zur Ersparung zahlreicher Wälzzylinder nur einen

Prüfung durch Wälzung des Prüflings und seiner Zahn- Grundkreismesserbereich abdeckt, wobei dann die ex-

flanken mit den Meßfühlern auf einem Wäizkreis er- akt erforderliche Linearbewegung des Wäizschiittens 7

folgt, was außerdem den Vorteil bringt daß mit Fühlern, durch Übersetzung bzw. Untersetzung gegenüber dem

die einen bestimmten Wälzwinkel aufweisen, Zahnräder ihn antreibenden Haupt- bzw. Hilfsschlitten eingestellt

auch mit davon abweichendem Wälzwinkel geprüft 40 wird. Auch gibt es die Möglichkeit unter völligem Ver-

werden können, so daß insoweit der apparative Auf- zieht auf Wälzzylinder und Wälzlineal den Wälzschlitten

wand herabgesetzt bzw. vereinfacht ist. und damit den Meßtaster 12 über einen Längsweggeber

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausfüh- anzutreiben, während dann der Prüfling 3 über einen

rungsbeispielen näher erläutert, die auf der Zeichnung Drehgeber entsprechend der Gesetzmäßigkeit der

dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt 45 Evolventenerzeugung bewegt wird.

F i g. 1 eiE bekanntes Meßgerät ii? perspektivischer Die F i g. 2 und 3 zeigen in schematisierter Form die

Ansicht und vereinfachter Darstellungsweise; Arbeitsweise des Prüfgeräts gemäß Fig. 1, wobei die

F i g. 2 und 3 die Prüfung rechter und linker Zahnflan- Darstellung in erster Linie die Profilprüfunjg veran-

ken des Prüflings; schaulicht Hierzu ist dargestellt der Prüfling 3, der

F i g. 4 die Prüfanordnung nach der Erfindung und 50 Wälzzylinder 5, das auf ihn wirkende Wälzlineal 6, der

F i g. 5 die Prüfanordnung gemäß F i g. 4, jedoch mit mit dem Wälzlineal 6 bewegbare Meßtaster 12 und die

anders ausgebildeten Meßfühlern. quer zur Prüflingsachse verlaufende Führungsbahn 8

Gemäß F i g. 1 ist auf einem Gerätegestell 1 über ei- für den Wälzschlitten 7.

nen Schlitten 2 die Einspannung eines zu prüfenden Außerdem ist ersichtlich, daß der auf den Grundkreis-Zahnrades 3 in Richtung des Pfeiles 4 so ein- und fest- 55 durchmesser eingestellte Meßtaster 12 über Blattfedsrstellbar, daß der gleichachsig mit dem Rad 3 aufgesetzte pakete 20,21 nach beiden Richtungen aus einer Mittel-Wälzzylinder 5 sich in der erforderlichen Anlage am lage ausschwenkbar ist, wobei diese Bewegungen durch Wälzlineal 6 befindet, das über einen Wälzschlitten 7 auf einen induktiven Geber 22 erfaßt und beispielsweise einer gestellfesten Führungsbahn 8 verschiebbar ist. einem Gerät zum Abschreiben der Prüfungsergebnisse Diese Verschiebbarkeit liegt parallel zur Verschiebbar- 60 zugeführt werden können.

keit eines Hauptsehlittens 9 auf einer ebenfalls gestellfe- F i g. 2 zeigt die Profilprüfung einer rechten 2:ahnflan-

sten Führungsbahn 10, der eine mit einem inkrementa- ke (vom Zentrum des Prüflings 3 aus geseheii), wobei

len Drehgeber genau winkeleinstellbare Geradführung der Meßtaster 12 durch translatorische Bewegung des

U trägt. Wälzschlittens 7 gemäß dem Pfeil 23 bei gleichzeitiger

Dem zu prüfenden Rad radial gegenüber ist ein Meß- 65 Drehbewegung des Früflings 3 gemäß dem Pfeil 24 da-

taster 12 mit Hilfe eines Tragschlittens 13 parallel zur bei ist, nach links aus der entsprechenden Zahnlücke

Radachse in einer Führuu;? 14 eines Hilfsschlittens 15 herauszufahren, wobei er die genannte rechte 2:ahnflan-

vertikal verschiebbar. Der Schlitten 13 trägt rückwärtig ke hinsichtlich ihres Profils überstreicht. Entsprechen-

des zeigt Fig.3 für eine linke Zahnflanke, wobei der Meßtaster 12 gemäß dem Pfeil 25 translatorisch bewegt und der Prüfling 3 gemäß dem Pfeil 26 gedreht wird. Um jedoch jeweils rechte und linke Flanken von beispielsweise fünf über den Umfang des Prüflings verteilten Zähnen zu prüfen, muß der Meßtaster von der rechten auf die linke Flanke oder umgekehrt umgesetzt werden und es muß auch der Prüfling entsprechend verdreht werden. Diese Arbeiten kosten nicht nur die entsprechende Rüstzeit. Es ist auch eine entsprechend lange Prüfzeit erforderlich, bis von den beispielhalber erwähnten fünf Zähnen beide Flanken hinsichtlich ihrer Profilform abgetastet sind.

Entsprechendes gilt für die Flankenlinienprüfung, zu der man sich den Meßtaster 12 bezogen auf F i g. 2 und 3 zusätzlich in Richtung senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar vorstellen muß, wie dies anhand der Fig. 1 verdeutlicht wurde.

Zur Reduzierung der genannten Prüf- und Rüstzeiten ist nun, wie in Fig. 4 veranschaulicht, vorgesehen, auf dem Wälzschlitten 30 zwei Meßtaster 31 und 32 nebeneinander vorzusehen, die beide auf den Grundkreisdurchmesser 34 des Prüflings 33 eingestellt sind, wobei jedoch der Meßtaster 31 an einer rechten und der Meßtaster 32 an einer linken Zahnflanke anliegt. Auf diese Weise ist bei einer Prüfbewegung entlang den Pfeilen 35, 36 einerseits oder den Pfeilen 37, 38 andererseits gleichzeitig das Profil einer rechten und einer linken Zahnflanke prüfbar. Für die Einstellung der hier mit Meßschneiden versehenen Taster 30,31 ist es dabei nur wesentlich, daß der tangential zum Zahnrad 33 kleinstmöglich zu wählende Abstand der Meßfühler für die Profilprüfung derart bemessen ist, daß bei einem Meßdurchgang die Meßfühler bei vollständiger Überstreichung der von ihnen zu prüfenden Zahnflanken die bezogen auf die zu prüfende Zahnflanke durch den Evolventenursprung gehende Durchmesserlinie des Zahnrades nicht überschreiten.

Für den nächsten Prüfdurchgang ist dann der Prüfling um die Zähnezahl zu teilen, die erforderlich ist, damit beim Abschluß der gesamten Prüfung rechte und linke Flanken gleicher Zähne überprüft worden sind.

Was die Flankenlinienprüfung betrifft, so geschieht diese mit der Anordnung gemäß F i g. 4 in der gleichen Weise, wie dies bereits anhand der Fig.2 und 3 beschrieben wurde.

Zur Teilung des Prüflings, d. h. zum Weiterdrehen des Prüflings auf eine neue Prüfstellung, können bezogen auf F i g. 4 die Meßtaster 31 und 32 ganz seitlich aus der Verzahnung herausgefahren werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit den Prüfling bezogen auf F i g. 4 nach oben aus dem Eingriff mit den Meßtastern herauszuziehen oder aber auch die Meßtaster in bezogen auf die Darstellung in Fig.4 vertikaler Richtung aus der Verzahnung zn fahren.

Bei den bisherigen Beispielen haben die Meßtaster Prüfschneiden, die auf den Grundkreisdurchmesser des Prüflings eingestellt sind. Fig.5 zeigt demgegenüber eine Möglichkeit, wie die genaue Einstellung auf den Grundkreisdurchmesser überflüssig gemacht werden kann. Dazu tragen die Meßtaster Meßköpfe 39, 40, die mit geradlinig ausgebildeten Flanken versehen sind, deren Neigung dem Eingriffswinkel des zu prüfenden Zahnrades entsprechen. Im übrigen gilt für die einzelnen Prüfvorgänge für den Gegenstand gemäß Fig.5 das anhand der vorhergehenden Figuren Gesagte. F i g. 5 zeigt aber ein Beispiel dafür, daß die Meßköpfe 39 und 40 die rechte und linke Flanke eines Zahnes prüfen, so daß bei dem mit der Prüfmaschine verbundenen Schreibgerät die beiden Prüfergebnisse für diesen Zahn unmittelbar nebeneinander liegen. Der in der Zeichnung dargestellte Winkel λ ist der beschriebene Eingriffswinkel des zu prüfenden Rades 41. Auch hier werden die Prüfergebnisse wieder über induktive Geber 42 und 43 erfaßt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

30

35

40

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur Prüfung des Profils (Evolvente) von gerade- oder schrägverzahnten Evolventen-Zahnrädern, wobei ein auf einer Führungsbahn quer zur Achse des Prüflings geradlinig verschiebbarer Wälzschlitten entweder über ein Wälzlineal bzw. Spannbänder in reib- bzw. kraftschlüssiger Verbindung mit einem zum Prüfling koaxialen oder mit ihm drehverbundenen Wälzzylinder steht oder durch einen Längsgeber verschiebbar ist, während dazu nach den Gesetzmäßigkeiten der Evolventenerzeugung korrespondierend der Prüfling durch einen auf ihn wirkenden Drehgeber bewegt wird, wobei ferner mit dem Wälzschlitten ein auf den Grundkreisdurchmesser bzw. einen Wälzkreisdurchmesser des Prüflings einstellbarer Meßfühler mitbewegbar ist, und wobei ggf. zur Flankenlinienprüfung der Meßfühler in einer zur Prüflingsachse parallelen Geradführung über einet* fragschlitten angetrieben verschiebbar ist, der Tragschiitten mit einem Kuüssenstein in eine winkeleinstellbare Geradführung eingreift und die winkeleinstellbare Geradführung auf einer Führungsbahn quer zur Achse des Prüflings verschiebbar und mit dem Wälzschlitten verbunden oder kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wälzschlitten (30) bzw. dem Tragschiitten (13) ein zweiter, ebenfalls auf den Grundkreisdurchmesser bzw. einen Wälzkreisdurchmesser des Prüflings (33, 41) einstellbarer Meßfühler (32; 40) angeordnet ist un4 daß die Meßfühler (31,32; 39,40) zur Anlage an unterschiedlichen Zahnflanken (rechtslinks) des Prüflings einstellbar sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dr-iurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (31,32) auf den Grundkreisdurchinesser (34) des Prüflings (33) einstellbare Meßschneiden aufweisen und daß der tangential zum Prüfling kleinstmögiich gewählte Meßfühlerabstand für die ProfilprOfung derart bemessen ist, daß bei einem Meßdurchgang die Meßfühler bei vollständiger Überstreichung der von ihnen zu prüfenden Zahnflanken die bezogen auf die zu prüfende Zahnflanke durch den Evolventenursprung gehende Durchmesserlinie des Zahnrades nicht überschreiten.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (39,40) mit einer einem Wälzwinkel des Prüflings (41) entsprechenden Meßfläche oder -kante versehen sind.