DE3224980C2

DE3224980C2 - Selbsttätig arbeitendes Zahnradprüfgerät

Info

Publication number: DE3224980C2
Application number: DE3224980A
Authority: DE
Inventors: Peter 7505 Ettlingen Golder; Willy Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Höfler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-03
Filing date: 1982-07-03
Publication date: 1986-10-23
Also published as: IT1164883B; IT8348084A0; DE3224980A1; CH661590A5; US4519242A

Abstract

Es wird ein selbständig arbeitendes Prüfgerät für die Kreisteilungsprüfung von Zahnrädern und in Weiterbildung für die gleichzeitige Prüfung der Verzahnungsrundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen dieser Zahnräder angegeben, wobei die Kreisteilungsprüfung in einem Umlauf für rechte und linke Zahnflanken der Verzahnung gleichzeitig erfolgt und die Möglichkeit gegeben ist, mit den so gewonnenen Meßwerten ebenfalls die Verzahnungsrundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig arbeitendes Prüfgerät für die Kreisteilungsprüfung von Zahnrädern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Prüfgeräte sind beispielhalber durch die-DE-PS 14 23 570 oder die DE-OS 24 12 574 bekannt Diese eine relative Prüfung durch Vergleich nacheinander ermittelter Meßwerte erlaubenden Geräte eignen sich sowohl für große Zahnräder zum Prüfen direkt auf der Verzahnmaschine als auch für kleine Zahnräder zum Prüfen auf einer Meßmaschine, wozu diese Geräte meist transportabel sind. Dabei erfolgt durch das sich pausenlos drehende Zahnrad die Prüfung dynamisch.

Die beiden erwähnten Meßtaster befinden sich auf einem Schlitten, mittels dessen sie gegen einen Festanschlag in die Verzahnung eingefahren und nach Durchführung des Meßvorganges wieder zurückgefahren werden können. Für die Prüfung selbst werden die Meßtaster etwa auf den Teilkreisdurchmesser eingestellt, dabei genau auf eine gemeinsame Kreisbahn, was in der Praxis durch Antuschieren der Meßtaster an einer Zahnflanke erfolgt Außerdem werden die Meßtaster so eingestellt, daß sie für den Meßvorgang zuerst beispielsweise an linken Zahnflanken anliegen, und es werden bei einem ersten Eingriff der Meßtaster mit diesen Flanken die Geber dieser Taster auf null abgeglichen.

Bei sich pausenlos drehendem Prüfling werden nun die Meßtaster nacheinander in aufeinanderfolgende Zahnlücken eingefahren. Nach dem Berühren der jeweiligen Zahnflanken folgen die Meßtaster dem Prüfling eine kurze Strecke, bis der Bezugstaster wieder den Wert null erreicht. Dies bewirkt die Meßwertübernahme bzw. Abgabe des der Kreisteilungsabweichung entsprechenden Wertes am Geber des zweiten Meßtasters und das anschließende Herausfahren der Meßtaster aus der Verzahnung. Die automatische Steuerung dieses Herein- und Wiederherausfahrens der Meßtaster aus der Verzahnung ist bekannt und soll hier nicht noch einmal im einzelnen beschrieben werden.

Hat das Zahnrad einen Umlauf gemacht, so daß die Meßtaster mit allen linken Zahnflanken in Berührung gekommen sind, werden die Meßtaster wiederum auf einer gemeinsamen Kreisbahn an die rechten Zahnflanken benachbarter Zähne angelegt und es erfolgt wiederum der Abgleich der mit den Meßtastern verbundenen auf null Daraufhin prfnlcrt Hip Tpilnnusnriifiinp'

zeichnet, daß der dritte Meßtaster (73) außerhalb des von erstem (69) und zweitem (70) Meßtaster eingenommenen Bereiches in der einem dieser Meßtaster zugeordneten Zahnlücke auf der diesem Meßtaster gegenüberliegenden Zahnflanke beim Meßvorgang in Anlage ist und daß der andere Meßtaster auf einem auf dem Schlitten (64) im wesentlichen über die rechten Flanken bei nunmehr anders herumlaufendem Zahnrad.

Damit die Meßtaster beim Hereinfahren in die Verzahnung und beim Wiederherausfahren aus der Verzahnung nicht an den Zahnflanken schleifen bzw. mit den Zähnen kollidieren können, ist üblicherweise vorgesehen, daß die Meßtaster für den Umsetzvorgang von

einer Zahnlücke auf die nächste Zahnlücke durch Schaltmittel von den Flanken, die sie abgetastet haben bzw. die sie abtasten sollen, abgehoben sind.

Die bekannten Prüfgeräte haben den Nachteil, daß zwei volle Zahnradumläufe erforderlich sind, um die Kreisteilungsabweichungen an den linken und an den rechten Zahnflanken zu erfassen, wozu ^wischen den beiden Umläufen noch das Umrüsten der Meßtaster von einer Zahnflanke auf die andere Zahnflanke notwendig ist Dies bedeutet einen hohen Zeit- und Kostenaufwand, der fcei Prüfungen auf der Verzahnmaschine selber noch dadurch erheblich gesteigert wird, daß die einen sehr hohen Stundensatz aufweisende Verzahnmaschine während der Prüfung nicht produzieren kann.

Zur Messung der weiterhin bei der Gütebeurteilung eines Zahnrades interessierenden Verzahnungsrundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen bedarf es eines anderen Prüfgerätes. Mit diesem wird zur Messung der Zahnlücken- und Verzahnungsrundlaufabweichungen ein kugelförmiger Meßtaster in jede Zahnlücke des kontinuierlich umlaufenden Prüflings eingeführt und es wird die jeweilige Eindringtiefe gemessen, die Aufschluß über die Abweichungen der Zahnlücken untereinander gibt und schlußendlich die Rundlaufabweichung liefert Bezuglieh der Zahndickenabweichungen wird ein gabelförmiger Meßtaster nacheinander auf jeden Zahn des Zahnrades gesetzt und es wird auch hier wieder die Eindringtiefe bzw. die Abweichung der Eindringtiefe von einem anfangs eingestellten Nullabgleich ermittelt. Hier ist also zur Messung der drei letztgenannten Werte wenigstens ein weiterer Umlauf des Zahnrades sowie ein weiteres Prüfgerät erforderlich, was den Zeit- und Kostenaufwand für die Zahnradprüfung über das oben geschilderte Maß hinaus vergrößert

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Prüfgerät der eingangs genannten Art so abzuändern und zu verbessern, daß mit einem einzigen Zahnradumlauf die Kreisteilungsprüfung sowohl für die rechten als auch für die linken Flanken des Rades erfolgt und sich so die Prüfzeit auf die Hälfte gegenüber dem Bekannten reduzieren läßt. Außerdem soll mit diesem Gerät auch die Möglichkeit geschaffen werden, gleichzeitig die Verzahnungsrundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen zu messen, so daß hierfür ein zweites Gerät entfallen kann, wobei die drei letztgenannten Werte nach Möglichkeit auch gleichzeitig mit der Teilungsprüfung ermittelbar sein sollen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es nun in einfacher Weise und mit geringen Mitteln möglich geworden, gleichzeitig auch die dem ersten oder zweiten Meßtaster gegenüberliegende Zahnflanke abzufühlen und den dadurch ermittelten Wert für die Ermittlung der Teilung der Zahnflanken auszuwerten, die dem ersten und zweiten Meßtaster gegenüberliegen. Damit können bei einem Zahnradumiauf die Teilungsabweichungen sowohl der linken als auch der rechten Zahnflanken gemessen werden, wodurch die Prüfzeit gegenüber dem Bekannten auf di? Hälft? r?du???^r* ist ^|ir|d erhebliche Kosten gespart sind, insbesondere dann, wenn die Zahnradprüfung auf der Verzahnmaschine stattfindet.

Nach einer ersten erfindungsgemäßen Lösung können die Maßnahmen des Anspruches 2 vorgesehen sein. Hiermit werden bei einem Meödurchlauf gleichzeitig die Zahndicken und Zahnlückenweiten bzw. deren Abweichungen ermittelt, so daß es dazu keines besonderen Meßvorganges bedarf. Außerdem werden die so ermittelten Werte zusätzlich dazu herangezogen, die Teilungsabweichungen der dem ersten und zweiten Meßtaster gegenüberliegenden Flanken benachbarter Zähne zu bestimmen, ohne daß es dazu eines besonderen Meßdurchlaufes bedarf. Hierzu dient in der beschriebenen Weise eine Recheneinheit, deren Arbeitsweise anhand der Zeichnung nachfolgend noch näher beschrieben werden wird.

Eine andere Lösungsmöglichkeit für die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruches 3 und in dessen weiterer Ausgestaltung die des Anspruches 4 gegeben.

Durch die DE-OS 23 64 917 ist es zwar bekannt einen Taster von einer Flanke auf die andere Flanke einer Zahnlücke umzusetzen. Dabei geht es jedoch wiederum nur um das Umsetzen nach einem vollständigen Prüfdurchlauf im Hinblick auf einen darauf folgenden Prüfdurchlauf.

Demgegenüber sind bei der anderen Lösung nach der Erfindung in einer Zahnlücke zwei Meßtaster vorhanden, während in einer benachbarten Zahnlücke nur ein Meßtaster vorgesehen ist der gleichzeitig der Bezugstaster ist. Bei einer ersten Meßposition, bei der der Bezugstaster beispielsweise an einer linken Zahnflanke in Anlage ist, wird in Verbindung mit dem weiteren Meßtaster, der in der nächsten Zahnlücke an der linken Zahnflanke in Anlage ist, die Teilung bzw. die Teilungsabweichung dieser linken Zahnflanke ermittelt, während dann nach dem Umsetzen des ersten Meßtasters auf die andere Zahnflanke in Verbindung mit dem anderen Meßtaster der nächsten Zahnlücke die Teilungsabweichung für die rechten Zahnflanken ermittelt wird. Dabei kann vorgesehen sein, daß für den umsetzbaren Meßtaster zwei unterschiedliche Nulldurchgänge einstellbar sind in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit bzw. Umfangsgeschwindigkeit im Bereich des Teilkreises des zu prüfenden Zahnrades so, daß im Hinblick darauf, daß der Prüfling bzw. das zu prüfende Zahnrad sich pausenlos dreht, der umsetzbare Meßtaster an zwei von seiner Umschaltstellung abhängigen Positionen ein Signal abgibt, bei dem einerseits die Teilungsabweichung der linken Zahnflanken und andererseits die Teilungsabweichung der rechten Zahnflanken abgegriffen wird.

Insgesamt ergibt die erfindungsgemäße Verwendung eines dritten Meßtasters aber auch die Möglichkeit, nunmehr in Verbindung mit den benachbarten Meßtastern jeweils die Zahnlückenweite und auch die Zahndicke des zugeordneten Zahnrades abzufühlen und daraus die entsprechenden Meßwerte abzuleiten, ohne daß es dazu eines besonderen Meßdurchlaufes bedürfte. Will man schließlich auch noch die Verzahnungsrundlaufabweichungen an pausenlos umlaufenden Zahnrädern ermitteln, so ist dies ebenfalls mit dem beschriebenen Gerät möglich, indem mit Hilfe eines Rechners die in Umfangsrichtung des Zahnrades sich ergebenden Abweichungen der beiden zur Zahnlücke bzw. zum Zahn gehörenden Meßtaster von dem Nullabgleich addiert, dann durch den Tangens des Eingriffswinkels dividiert und schließlich halbiert werden, bevor die Meßwertausgabe erfolgt, um eine sich aus einem Übermaß der Zahnlücke bzw. des Zahnes ergebende Tasterabweichung .-.Is positiven Wert bei der Zahnlückenabwe·- chung und Verzahnungsrundlaufabweichung bzw. Zahndickenabweichung weiterzuverarbeiten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsfor-

men, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Prüfgerät zur Teilungsprüfung in vereinfacher Darstellung mit Blockschaltbild, teilweise geschnitten und in Seitenansicht;

F i g. 2 und 3 die Arbeitsweise des Prüfgerätes gemäß F i g. 1 über linke und rechte Flanken eines Zahnrades in schematischer Darstellung;

F i g.4 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Teilungsprüfgerätes in schematischer Darstellung entsprechend den F i g. 2 und 3;

F i g. 5 eine andere Ausführungsform des Teilungsprüfgerätes nach der Erfindung, ebenfalls in Darstellung entsprechend den F i g. 2 und 3;

F i g. 6 die schematische Veranschaulichung der Messung der Zahnlückenabweichungen und damit der Verzanungsrundlaufabweichungen in der bekannten Art;

F i g. 7 schematisch den Vergleich der bekannten Ermittlung der Verzahnungsrundlaufabweichungen und der Zahnlückenabweichungen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung dieser Abweichungen;

F i g. 8 die Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Verzahnungsrundlaufabweichungen und Zahnlückenabweichungen und

F i g. 9 eine Einzelheit aus F i g. 8.

Gemäß F i g. 1 hat das Prüfgerät zur Teilungsprüfung ein Gerätegestell 1, gegenüber dem das zu prüfende Zahnrad 3 pausenlos mit Hilfe eines nicht dargestellten eigenen Antriebes drehbar gelagert ist. Auf dem Gerätegestell 1 ist über ein Gehäuse 8 ein Schlitten 9 radial um Zahnrad 3 über einen Antrieb 2 verschiebbar, auf dem Meßtaster 10 und 11 schwenkbar gelagert sind, die in nicht weiter dargestellter Weise jeweils mit einem induktiven Geber 26,27 verbunden sind. Das Gehäuse 8 enthält die bereits erwähnten Antriebsmittel 2 für die Vor- und Rückbewegung des Schlittens 9 zum Einführen der Meßtaster 10 und 11 in die Verzahnung und zum Zurückbewegen aus der Verzahnung. Im übrigen enthält das Gehäuse 8 auch die Mittel zur Verarbeitung der von den Meßtastern 10 und 11 gelieferten Meßwerte, wobei dann in der Regel an der Gehäuse 8 ein Gerät zur Ausgabe der Meßergebnisse beispielsweise in Form eines Schreibgerätes angeschlossen ist

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, werden die in den Meßwertgebern 26, 27 erzeugten Spannungen über Anpaßverstärker an das Steuer- und Auswerte- bzw. Registriergerät weitergeleitet, indem im Verstärker/Demodulator eine dem Meßwert proportionale Gleichspannung erzeugt wird. Nach einer bestimmten Tasterauslenkung wird durch den »Nullkompensator« die Speicherung der Gleichspannung im »Analogspeicher« veranlaßt und gleichzeitig über die »Steuereinheit« der Rücklauf des Meßschlittens eingeleitet Das im »Analogspeicher« vorhandene Signal wird im »A/D-Wandler« digitalisiert und in dieser Form zur späteren Auswertung im Rechner abgespeichert. Nach einer über die »Zeitstufe« vorgegebenen Spanne wird der oben beschriebene Meßvorgang bis zur Erreichung der programmierten Zähnezahl erneut gestartet

Die Arbeitsweise dieses Prüfgerätes sei anhand der F i g. 2 und 3 genauer erläutert, wobei bereits in F i g. 1 verwendete Bezugszeichen wieder verwendet werden. Die F i g. 2 und 3 zeigen wiederum das Zahnrad 3, vereinfacht das Gerätegehäuse 8, den daran radial zum Zahnrad verschiebbaren Schlitten 9 sowie die auf dem Schlitten schwenkbar gelagerten Meßtaster 10 und 11, die auf über Schraubverbindungen 20,21 ein- und feststellbaren Böcken 22, 23 über Wälzlagerungen 24, 25 schwenkbar gelagert sind und auf induktive Geber 26, 27 ihre Schwenkwege weitergeben.

Der Schlitten 9 ist durch einen Stellmotor 28 und eine von diesem angetriebene Spindel 29 in Radialrichtung auf das Zahnrad 3 zu und von diesem fort bewegbar. Dabei ist die in Richtung auf das Zahnrad 3 vordere Bewegungsendlage durch enen Anschlag 30 gegenüber dem Gehäuse 8 gegeben. Die Bewegbarkeit des Schlittens 9 gegenüber dem Gehäuse 8 kann ebenfalls über

ίο eine Wälzlagerung 31 gewährleistet sein.

Mit Hilfe dieses bekannten Prüfgerätes findet die relative Teilungsprüfung folgendermaßen statt:

Gemäß Fig.2 sind die Meßtaster 10 und 11 im Bereich des Teilkreises 31 in Anlage an die von der Geräteis seite aus gesehen linken Zahnflanken des Zahnrades 3 innerhalb benachbarter Zahnlücken gebracht und es sind ihre induktiven Geber 26,27 dort für die Meßposition auf null abgeglichen.

Bei einem Meßvorgang, bei dem in diesem Falle das Zahnrad entsprechend der Pfeilrichtung 32 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, durchläuft der die Funktion des Bezugstasters ausführende Meßtaster 11 die Nullposition, bei der verursacht wird, daß der Meßwert des Tasters 10 abgenommen bzw. ausgegeben wird. Nach dieser Tätigkeit verursacht der Bezugstaster 11 die Abhebung der Taster 10 und 11 von den Zahnflanken und die Rückbewegung des Schlittens 9 mittels des Spindelantriebes 28, 29, so daß die Taster aus den Zahnlücken herausfahren. Nunmehr setzt das Zahnrad 3 seine Bewegung entsprechend dem Pfeil 32 fort, bis die Taster 10 und 11 vor den nächstfolgenden Lücken zu stehen kommen, woraufhin der Schlitten 9 durch den Antrieb 28,29 wieder gegen den Anschlag 30 vorgefahren wird. Daraufhin werden die Taster 10 und 11 an die nächsten linken Flanken angelegt und dann durch die Weiterdrehung des Zahnrades 3 ein Stück weit mitgenommen solange, bis der Bezugstaster 11 seine voreingestellte Nullposition durchläuft und in diesem Augenblick die Meßwertausgabe des Meßtasters 10 verursacht. Daraufhin wiederholt sich die Ausfahrbewegung und erneute Einfahrbewegung in die nächste Zahnlücke wie beschrieben.

Zur Messung der rechten Zahnflanken müssen entsprechend Fig.3 die Meßtaster 10 und 11 auf diese

« Zahnflanken im Bereich des Teilkreises 31 eingestellt und auf null abgeglichen werden. Außerdem muß das Zahnrad 3 nunmehr in entgegengesetzter Richtung entsprechend dem Pfeil 33 umlaufen. Die Meßvorgänge spielen sich dann in umgekehrter Weise entsprechend der Darstellung anhand der F i g. 2 ab.

Bei den F i g. 2 und 3 sind die Drehrichtungen 32 und 33 so eingerichtet, daß die Meßtaster 10 und 11 von dem Zahnrad 3 gegen eine Federkraft mitgenommen werden. Es ist jedoch genausogut möglich, daß die Drehrichtungen umgekehrt angeordnet werden und die unter einer Federvorspannung stehenden Meßtaster den zu prüfenden Zahnflanken unter dieser Vorspannung folgen.
Zurückkommend auf Fig. 1, sei zu dem bekannten Prüfgerät noch hinzugefügt, daß sich dieses, d. h. also die Positionen 8 und 9, auch auf einer Verzahnmaschine direkt bei dem noch in der Fertigungsaufspannung befindlichen Zahnrad anbringen läßt, so daß die anhand der Fi g. 2 und 3 beschriebenen Prüfvorgänge mit Hilfe der Verzahnmaschine als Antrieb für das zu prüfende Zahnrad stattfinden können.

Fig.4 zeigt eine erste Ausführungsform des neuen Prüfgerätes in der Darstellungsweise, die im wesentli-

chen den F i g. 2 und 3 entspricht.

Hier ist wiederum Prüfling ein Zahnrad 40, dem ein allgemein mit 41 bezeichnetes Meßgerät gegenübersteht, bei dem in einem Gehäuse 42 ein Schlitten 43 über Wälzführungen 44 radial zum Prüfling verschiebbar ist mit Hilfe eines Spindelantriebes 45,46, wobei die vordere Position des Schlittens 43 durch einen Anschlag 47 gegeben ist, der einstellbar ausgebildet sein kann.

Auf dem Schlitten 43 sind in mit den F i g. 1 bis 3 vergleichbarer Weise wiederum zwei Meßtaster 48 und 49 angeordnet, die mit nicht mehr näher dargestellten induktiven Gebern 50,51 in Verbindung stehen und im vorliegenden Falle an den linken Flanken benachbarter Zähne 52,53 des Prüflings 40 anliegen.

Zusätzlich ist auf dem Schlitten 43 ein dritter Meßtaster 54 mit einem in der beschriebenen Weise ausgebildeten induktiven Geber 55 zwischen den Meßtastern 48 und 49 angeordnet, derart, daß er bezogen auf die dem Meßtaster 49 zugeordnete Zahnlücke auf der gegenüberliegenden Flanke des Zahnes 52 anliegt. Mit Hilfe dieses dritten Meßtasters ist es nunmehr möglich, bei einem Umlauf des Prüflings 40 gleichzeitig auch — bezogen auf die Darstellung gemäß F i g. 4 — die Teilungsabweichungen der rechten Zahnflanke sowie die Zahnlücken- und Zahndickenabweichungen zu ermitteln. Schließlich ist auch die Ermittlung der Verzahnungsrundlaufabweichung möglich, was jedoch erst nachfolgend anhand der F i g. 6 bis 9 näher beschrieben wird.

Der Meßablauf geschieht mit dem anhand der F i g. 4 dargestellten Gerät wieder so, daß in der beispielhalber dargestellten Position alle drei Meßtaster 48,49,54 bei einer ersten Einfahrposition gegenüber dem Prüfling 40 auf null abgeglichen werden, wobei im übrigen der MeStaster 48 als »Nulltaster« dient. Für den nächsten Meßschritt werden nunmehr die Taster 48, 49, 54 mit Hilfe des Schlittens 43 aus der Verzahnung gefahren, der Prüfling dreht sich entlang der Pfeilrichtung 55 weiter, und es werden die Taster mit Hilfe des Schlittens nach einem Teilschritt wieder in die Verzahnung eingefahren. Dort werden die Taster durch die dann ihnen benachbarten Zahnflanken gegen Federkraft mitgenommen bzw. folgen ihnen unter einer sie beaufschlagenden Federkraft solange, bis der Taster 48 seineNullposition durchläuft, die der Meßwertausgabe für die Taster 49, 54 verursacht und gleichzeitig die Rückbewegung und verzögerte Wiedervorwärtsbewegung desSchlittens 43 einleitet Bei einem solchen Meßvorgang ergibt sich zwischen den Tastern 48, 54 Zahn für Zahn die Zahndickenabweichung und zwischen den Tastern 49,54 ebenfalls von Zahnlücke zu Zahnlücke die Zahnlückenabweichung. Schließlich ist aber auch nicht nur die Teilungsabweichung der bezogen auf F i g. 4 linken Zahnflanken ermittelbar, sondern mit Hilfe des Tasters 54 auch die der rechten Zahnflanken, indem bei einen ersten Meßschritt die Zahnlückenabweichung beispielsweise zwischen den Zähnen 52,53 ermittelt und gespeichert wird, um beim nächsten Meßschritt unter Addition der Zahndickenabweichung des Zahnes 53 die Teilungsabweichung der rechten Flanken der Zähne 52, 53 zu ergeben. Dieser Vorgang wiederholt sich dann über den gesamten Umfang des Prüflings 40, indem jeweils die Lückenabweichungen zweier vorgehend von den Tastern 49,54 abgetasteter Zähne mit der Zahndickenabweichung des vorhergehend von dem Taster 49 abgefühlten Zahnes addiert wird.

So ist es in der beschriebenen Weise also möglich, bei einem Meßdurchlauf des Prüflings 40 gleichzeitig Schritt für Schritt jedesmal dann, wenn der Nulltaster 48 seine Nullposition durchläuft, über die Taster 49,54 die Zahnlückenabweichung, über die Taster 54, 48 die Zahndickenabweichung und mit Hilfe des Tasters 54 und des mit dem Meßgerät verbundenen Rechners die Teilungsabweichung der den Tastern 48,49 gegenüberliegenden Zahnflanken zu ermitteln.

F i g. 5 zeigt eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Meßgerätes, wobei wiederum ein sich pausenlos entsprechend der Pfeilrichtung 60 drehender Prüfling 61 gegeben ist. Diesem gegenüber steht ein mit 62 allgemein bezeichnetes Meßgerät, das ein Gestell 63 aufweist, in dem ein Schlitten 64 über Lager 65 radial zum Prüfling verschiebbar ist mit Hilfe eines Antriebes, der aus einem Motor 66 und einer davon getriebenen Spindel 67 besteht. Die vorwärtige Endlage des Schlittens 64 ist, wie dies auch bei den bisherigen Beispielen dargestellt wurde, durch einen Anschlag 68 gegeben, der je nach den Gegebenheiten des Prüflings 61 verstellbarsein kann.

Auf dem Schlitten 64 sind zunächst, soweit dies mit dem Stand der Technik vergleichbar ist, zwei Taster 69, 70 angeordnet, die in der früher beschriebenen Weise mit induktiven Gebern 71, 72 in Verbindung stehen. Hier ist der Taster 69 der Bezugstaster, also der Taster, der für jeden Meßschritt die Meßwertausgabe und die Bewegungen des Schlittens 64 steuert.

Zusätzlich trägt der Schlitten 64 außerhalb des Bereiches der Taster 69,70 einen dritten Taster 73 mit induktivem Geber 74, der in der dem Taster 70 zugeordneten Zahnlücke auf der anderen Zahnflanke in Anlage ist. Schließlich ist der Bezugstaster 69 mit Hilfe eines Querschlittens 75 tangential zum Prüfling 61 auf dem Schlitten 64 mit Hilfe eines Antriebes 76 in etwa um das Maß einer Zahnlücke querverschiebbar, wozu für wenigstens eine Schaltstellung ein einstellbarer Anschlag 76a dient. Die Meßarbeit mit dem anhand der F i g. 5 dargestellten Gerät geschieht folgendermaßen:

Bei einem ersten Schritt werden die Meßtaster 69,70, 73 in der dargestellten Weise in die Verzahnung eingefahren und es werden ihre induktiven Geber auf null abgeglichen. Außerdem wird unter Berücksichtigung der Umfangsgeschwindigkeit des Prüflings 61 und der Schaltgeschwindigkeit des Querschlittens 75 ein weiterer Nullabgleich für den Taster 69 in seiner auf die andere Zahnflanke umgeschalteten Stellung 69a durchgeführt

Die einzelnen Meßschritte geschehen nun derart, daß die Taster in der in F i g. 5 dargestellten Weise zwischen die Zähne 77,78,79 eingefahren werden. Durchläuft der Taster 69 seine dargestellte erste Nullposition, so erfolgt die Ermittlung der Teilungsabweichung der rechten Flanken der Zähne 77,78 mit Hilfe der Taster 69,70 und es kann gleichzeitig zwischen den Zähnen 78,79 die Zahnlückenweitenabweichung mit Hilfe der Taster 70, 73 festgehalten werden. Hat der Taster 69 seine erste Nullposition durchlaufen, so wird seine Umschaltung mit Hilfe des Querschlittens 75 auf die linke Flanke des Zahnes 78 verursacht, wo dann bei erneutem Nulldurchlauf des Tasters 69 bei seiner Stellung 69a zusammen mit dem Taster 70 die Zahndickenabweichung des Zahnes 78 bestimmt werden kann. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit die Abweichungen der Zahnlücken zwischen Zähnen 78, 79 an den Nulldurchlauf des Tasters 69 bei seiner gestrichelt dargestellten umgeschalteten Stellung 69a zu koppeln.

Fernerhin ergeben sich die Teilungsabweichungen sowohl für die linken als auch für die rechten Zahnflanken damit daß bei dem Nulldurchlauf des Bezugstasters

69 in der voll gezeichneten Position in Verbindung mit dem Taster 70 die Teilungsabweichungen der rechten Zahnflanken abgenommen werden, während beim Nulldurchlauf des Tasters 69 in der mit 69a bezeichneten Position in Verbindung mit dem Taster 73 die Teilungsabweichungen der linken Zahnflanken ausgegeben werden.

Mit den anhand der Fig.4 und 5 dargestellten Prüfvorrichtungen lassen sich, wie beschrieben, die Teilungsabweichungen für linke und rechte Zahnflanken in einem Umlauf des Prüflings ermitteln ebenso wie die Zahnlücken und Zahndickenabweichungen, ohne daß es dazu eines besonderen Meßgerätes und eines wiederholten Prüflingsumlaufes bedürfte. Im nachfolgenden soll beschrieben werden, wie mit der gleichen Prüfarbeit auch die Verzahnungsrundlaufabweichungen mit Hilfe einer entsprechenden, mit dem Meßgerät verbundenen Recheneinheit erfaßt werden können.

Zunächst sei noch einmal auf das bekannte Verfahren zur Ermittlung der Verzahnungsrundlaufabweichung eingegangen. F i g. 6 zeigt eine Zahnlücke mit einer linken Zahnflanke 80 und einer rechten Zahnflanke 81, in die ein kugelförmiger Meßtaster 82 eingeführt ist. Im vorliegenden Falle sei die Zahnlücke zu weit gegenüber der erwünschten Zahnlückengröße, die durch die gestrichelt gezeichneten Flanken 83 und 84 dargestellt ist. Die Kugel des Meßtasters 82 ist im übrigen so bemessen, daß sie bei einer fehlerfreien Zahnlücke genau in Höhe des Teilkreises 85 in Anlage an die Zahnflanke käme.

Da nun aber, wie gesagt, die Zahnlücke im vorliegenden Falle zu weit ist, taucht die Kugel des Meßtasters 82 tiefer in die Verzahnung ein, und zwar um den Betrag y", der als Meßwert für die Zahnlückenabweichung auf diese Weise ermittelt und registriert wird. Ist auf diese Weise das Zahnrad einmal umgelaufen und damit jede Lücke geprüft, so ergibt der Unterschied zwischen dem kleinsten und dem größten Wert der aufgrund der Prüfung registrierten Kurve die Verzahnungsrundlaufabweichung.

Wie weiterhin aus Fig.6 ersichtlich, setzt sich der Wert y" zusammen aus einem Anteil yi und y_r, wobei auf der Grundlage dieser Teilbeträge jedoch immer nur deren Hälfte zu berücksichtigen ist. Denn wenn man sich vorstellt, daß der beispielsweise an der linken Flanke 80 dargestellte Fehler nicht vorhanden wäre, dann wäre yi = O und es würde nur der Betrag y_r auftreten. Um diesen Betrag würde jedoch die Kugel des Meßtasters 82 nicht gegenüber einer fehlerfreien Zahnlücke in die Verzahnung eindringen, vielmehr nur um den halben Betrag y_r.

Im übrigen ist die Definition so, daß bei einer zu großen Zahnlücke die Beträge y_r und yi als positive Werte betrachtet werden, während bei einer zu schmalen Lükke diese Beträge negativ angesetzt werden.

Das vorstehend Geschilderte gilt entsprechend für die Zahndickenmessung, für die man sich einen gabelförmigen Meßtaster so auf einen Zahn aufgesetzt vorstellen kann, daß er bei fehlerfreiem Zahn dessen Flanken am Teilkreis berührt Auch hier geschieht also die Fehlerermittlung über die Eintauchtiefe des gabelförmigen Tasters, wobei im Gegensatz zu dem anhand der Fig.6 Beschriebenen lediglich die Vorzeichen umgekehrt sind. Ist der Zahn dicker als erwünscht, hat er also ein Übermaß, so taucht der gabelförmige Taster weniger tief in die Verzahnung ein, was zu positiven Werten y"undyi bzw. y_r führt. Ist der Zahn zu schmal, so werden die genannten Werte negativ.

F i g. 7 zeigt nun, wie nach der Erfindung der kugelförmige Meßtaster 82 ersetzt ist durch zwei Einzeltaster 86 und 87, die am Prüfgerät derart eingestellt sind, daß sie bei den in F i g. 7 dargestellten fehlerfreien Zahnradflanken 88 und 89 diese genau am Teilkreis 90 berühren.

Mit den Tastern 87 und 88 wird nun wieder in die Darstellung der bekannten Prüfweise gemäß F i g. 6 eingegangen, wie dies in F i g. 8 veranschaulicht ist.

Gemäß F i g. 8 hat ebenso wie in F i g. 6 die Zahnlücke ein Übermaß, was durch die ausgezogenen Flanken 91 und 92 dargestellt ist. Die fehlerfreien Flanken sind gestichelt dargestellt und mit den Ziffern 93 und 94 versehen.

Werden diese Flanken nun durch zwei Taster 86 und 87, die auf den Teilkreis 88 eingestellt sind, abgefühlt, so erfahren die Taster gegenüber ihrer gestrichelten Darstellung eine in Richtung des Teilkreises erfolgende Auslenkbewegung x_r und χι gegenüber der fehlerfreien Positionierung. Mit anderen Worten ausgedrückt: In diesem Falle tauchen also die Taster nicht tiefer in die Zahnlücke ein, sondern sie haben eine in Umfangsrichtung um die Beträge x_r und x/ versetzte Anlagestelle.

Aus diesen Beträgen x_r und χι lassen sich nun die Werte y_r und yi ermitteln, y_r = χAanx und yi = jty/tan<*ist.

Sind auf diese Weise die Beträge y_r und yi ermittelt, so sind diese nach dem vorstehend Gesagten jeweils zu halbieren, so daß sich ergibt y'_r = jv/2 und y'i = y//2. Hieraus ergibt sich dann y" = y'_r + y'\.

Im vorstehend anhand der F i g. 8 beschriebenen Beispiel sind die Beträge y_r und y/ beide positiv, so daß auch y" positiv wird. Stellt man sich anhand der F i g. 8 vor, daß die ausgezogenen Flankenlinien die fehlerfreien Linien wären, während die gestrichelten Linien eine zu enge Zahnlücke darstellen, würden die Beträge y_r und yi negativ sein, so daß auch y" insgesamt negativ würde. Schließlich läßt sich genausogut vorstellen, daß eine Flanke ein Übermaß und die andere Flanke ein Untermaß hat, so daß sich positive und negative Beträge y' addieren aufheben.

F i g. 9 zeigt als Einzelheit A aus F i g. 8 noch einmal deutlicher, wie die Beträge χι und yi über den Eingriffswinkel λ zusammenhängen.

Die vorstehend anhand der Zahnlückenprüfung, die außerdem zur Verzahnungsrundlaufabweichung führt, geschilderten Verhältnisse gelten entsprechend, jedoch mit von der Eintauchtiefe her gesehen umgekehrtem Vorzeichen, für die Zahndickenprüfung.

Auf diese Weise ist es möglich, mit den anhand der F i g. 4 und 5 erläuterten Prüfgeräten auch die Verzahnungsrundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlücken abweichungen zu ermitteln, wobei es lediglich erforderlich ist, die von den entsprechenden Meßtastern gelieferten Werte mit Hilfe eines Rechners in der vorbeschriebenen Weise weiterzuverarbeiten bzw. aufzubereiten, bevor die Werte ausgegeben werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätig arbeitendes Prüfgerät für die Kreisteilungsprüfung von Zahnrädern, bei dem für den Prüfvorgang das Zahnrad pausenlos in einer Umlaufrichtung durch eine eigene Kraftquelle drehangetrieben ist und bei dem auf dem Gerätegestell ein Schlitten für die einzelnen Prüfvorgänge durch einen Antrieb im wesentlichen radial auf das Zahnrad zu und von diesem fort zwischen ggf. einstellbaren Anschlägen verschiebbar ist, wobei der Schlitten zwei auf ihm schwenkbar gelagerte, gegen Federkraft mit der Drehbewegung des Zahnrades mitbewegbare und mit vorzugsweise induktiven Gebern zusammenwirkende Meßtaster trägt, die Meßtaster auf gleiche (rechte oder linke) Flanken benachbarter Zähne im äereich des Teilkreises des Zahnrades eingerichtet sind, Mittel zum Anlegen der Meßtaster unter der Federkraft an die Zahnflanken nach ihrem Einfahren in die Zahnlücken und zu ihrem Abheben gegen die Federkraft von den Zahnflanken nach Durchführung des Prüfvorganges vorgesehen sind, und wobei mit dem ersten Meßtaster, der damit als Bezugstaster ausgebildet ist, Schaltmittel verbunden sind, durch die bei einer bestimmten Schwenklage dieses Tasters einerseits die Meßwertabnahme bzw. -ausgabe durch den zweiten Meßtaster verursacht und andererseits das Ausfahren der Meßtaster aus der Verzahnung und ihr in einstellbarer Weise verzögertes Wiedereinfahren in die Verzahnung durch entsprechende Schaltung des Schlittenantriebes steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlitten (43,64) ein dritter, mit einem vorzugsweise induktiven Geber (55, 74) zusammenwirkender Meßtaster (54, 73) im Bereich des Teilkreises des Zahnrades (40, 61) eingerichtet für die dem ersten oder zweiten Meßtaster (49, 70) gegenüberliegende (linke oder rechte) Zahnflanke angeordnet ist und daß der dritte Meßtaster hinsichtlich seiner Arbeitsweise ebenfalls vom Bezugstaster (48, 69) gesteuert ist.

2. Prüfgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Meßtaster (54) zwischen erstem (48) und zweitem (49) Meßtaster angeordnet ist, daß durch den dritten Meßtaster einerseits die Dickenabweichung des ihm zugeordneten Zahnes (52) in Verbindung mitdem auf der anderen Seite dieses Zahnes anliegenden Taster (48) ermittelbar ist sowie die Zahnlückenabweichung der dem dritten Meßtaster zugeordneten Zahnlücke in Verbindung mit der auf der anderen Lückenseite anliegenden Taster (49), und daß eine Speicher- und Recheneinheit mit den Tastern in Verbindung steht, über die die Zahnlückenabweichung eines Meßschrittes speicherbar ist, um in Addition mit der Zahndickenabweichung des darauf folgenden Meßschrittes die Teilungsabweichung für die dann dem ersten und zweiten Meßtaster gegenüberliegenden linken oder rechten Flanken zu ergeben.

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tangential zum Zahnrad (6t) zwischen Anschlägen, von denen wenigstens einer (76a) einstellbar ist, verschiebbaren Schlitten angeordnet ist, derart, daß er für den einzelnen Meßvorgang von der einen seiner Zahnlücke zugeordneten Zahnflanke auf die gegenüberliegende Zahnflanke über einen Weg im Bereich des Zahnlückenmaßes umsetzbar ist

4. Prüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der umsetzbare Meßtaster (69) der Bezugstaster ist und daß dieser für beide Schaltstellungen einen gesonderten Nulldurchgang zur Meßwertabnahme aufweist