DE3317249A1

DE3317249A1 - Selbsttaetig arbeitendes zahnradpruefgeraet

Info

Publication number: DE3317249A1
Application number: DE19833317249
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich 7550 Rastatt Bertz; Peter 7505 Ettlingen Golder
Original assignee: Individual
Current assignee: Klingelnberg GmbH
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1983-05-11
Publication date: 1984-11-15

Description

Selbsttätig arbeitendes Zahnradprüfgerät
Die Erfindung betrifft ein selbsttätig arbeitendes Prüfgerät für die Kreisteilungsprüfung sowie die Ermittlung von Rundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen bei Zahnrädern, bei dem das Zahnrad in einer Umlaufrichtung durch eine eigene Kraftquelle ggf. über eine Rutschkupplung drehangetrieben von einer Meßposition zur anderen weiterbewegbar ist und bei dem auf dem Gerätegestell ein Hauptschlitten durch einen Antrieb im wesentlichen radial auf das Zahnrad zu und von diesem fort zwischen ggf. einstellbaren Anschlägen verschiebbar ist, wobei die Positionierung des Zahnrades für die Meßvorgänge durch einen mit dem Zahnrad drehverbundenen inkrementalen Drehgeber erfolgt, ferner ein Taster zur gleichzeitigen Meßwerterfassung an den rechten und linken Zahnflanken bei einem Meßschritt auf dem Hauptschlitten angeordnet ist, weiter Mittel zum von Zahnlücke zu Zahnlücke fortschreitenden selbsttätigen Einfahren des Tasters in die Meßposition und zum Wiederausfahren aus dieser Position sowie zur Steuerung der damit koordinierten Meßwertabnahme, -ausgabe und -weiterverarbeitung, nach Patentanmeldung P 32 12 078.8-52.
Die Hauptanmeldung befaßt sich mit dem Nachteil bekannter Meßgeräte, daß zwei volle Zahnradumläufe erforderlich sind, um die Kreisteilungsfehler zu erfassen, wozu zwischen den beiden Umläufen noch das Umrüsten der Meßtaster von einer Zahnflanke auf die andere Zahnflanke notwendig ist. Es werden Lösungen dahingehend angegeben, 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. Weiterhin wird ein Verfahren angegeben, das es mit dem neuen Kreisteilungsprüfungsgerät ermöglicht, gleichzeitig auch die Verzahnungsrundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen zu messen, so daß hierfür ein zweites Gerät entfallen kann. Dabei wird unter anderem so vorgegangen, daß ein Meßtaster bei einer Meßposition in einer Zahnlücke von der linken zur rechten Zahnflanke umschaltbar ist oder umgekehrt.
Diese Umschaltung kann bezüglich des Meßtasters zu Rückprallwirkungen führen, die möglicherweise die Meßwertabnahme stören.
Aufgabe der vorliegenden Weiterbildung des Gegenstandes der Hauptanmeldung ist es, eine Konstruktion anzugeben, mit der derartige Rückprallwirkungen vermieden werden.
Diese Aufgabe ist ausgehend von einem Prüfgerät der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß der Meßtaster mit Hilfe einer Parallelogrammfederanordnung parallel zu sich selbst geführt ist, daß für die jeweilige Meßposition eines Meßschrittes der Taster in einer (rechts oder links) von der Neutralstellung seiner Federanordnung unter Federvorspannung ausgelenkten Stellung durch das Zahnrad überführt ist und daß die Positionierung zur D4eßwertausgabe bezüglich rechter und linker Flanken einer Zahnlücke durch den Drehgeber erfolgt.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Prufgerätes ist es möglich, den Meßtaster unter Anlage an einer Flanke und damit einhergehender Auslenkung der Federanordnung in die Meßposition am Teilkreis des Zahnrades zu bringen und dann bei stetig umlaufendem Zahnrad oder schrittweise positioniertem Zahnrad mit Hilfe des Drehgebers bei einer vorher durch Nullabgleich bestimmten Stellung die Meßwertausgabe erfolgen zu lassen. Danach läuft das Zahnrad weiter oder wird weiter positioniert, bis der Meßtaster bezogen auf die von ihm. gerade angefahrene Zahnlücke die andere Zahnflanke erreicht, wobei dann bei Durchlaufen der am Drehgeber eingestellten Nullposition die Meßwertabnahme an der anderen Zahnflanke erfolgt.
Diese Anordnung hat die Wirkung, daß der Meßtaster vor der eigentlichen Meßwertausgabe sich in federnder Anlage an die gerade abgefühlte Flanke befindet, so daß momentane Rückprallerscheinungen nicht auftreten können, vielmehr eine ruhige gegenseitige Anlage zwischen Zahnflanke und Meßtaster hergestellt ist, wodurch die Meßgeschwindigkeit, also das Durchlaufen der einzelnen Meßpositionen, erheblich hochgehalten werden kann, ohne daß die Gefahr des Eingehens von gerätebedingten Meßfehlern besteht.
Das erfindungsgemäße Gerät eignet sich auch zur Durchführung des in der Stammanmeldung beschriebenen Verfahrens zur Ermittlung von Rundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen, indem bei entsprechender Verarbeitung in einem mit dem Meßtaster verbundenen Rechner die ermittelten Meßwerte in der dort beschriebenen Weise weiterverarbeitet werden. Dabei ist es wesentlich, daß die Teilungsabweichung auf jeder Seite der Zahnlücke bzw. des Zahnes im Bereich des Teilkreises ermittelt wird und daß mit Hilfe eines Rechners die in Umfangsrichtung des Zahnes sich ergebenden Abweichungen der beiden zur Zahnlücke bzw. zum Zahn gehörenden Meßwerte addiert, dann durch den Tangens des Eingriffswinkels dividiert und schließlich halbiert werden, bevor die Meßwertausgabe erfolgt, wobei eine sich aus einem Ubermaß der Zahnlücke bzw. des Zahnes ergebende Meßwertabweichung als positiver Wert bei der Zahnlückenabweichung und Verzahnungsrundlaufabweichung bzw. der Zahndickenabweichung weiterverarbeitet wird.
Weitere Einzelheiten und Merkmale des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnungen; in den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 die schematische Draufsicht eines Prüfgerätes nach der Erfindung; Fig. 2 bis 4 die Eichung des Meßgerätes gemäß Fig. 1 und Fig. 5a. bis h. einen Meßdurchlauf.
Gemäß Fig. 1 ist ersichtlich ein Zahnrad 1 mit einem Teilkreis 2, das mit einem inkrementalen Drehgeber verbunden ist, der aus einem Maßstab 3 und einem Tastkopf 4 besteht.
Das Meßgerät, das in seinem Geräteaufbau im einzelnen nicht wieder dargestellt ist, hat auf dem Gerätegehäuse 5 radial zum Zahnrad 1 verschiebbar einen Hauptschlitten 6, der durch einen Motor- 7 und Spindelantrieb 8 auf das Zahnrad zu und von diesem fort bewegbar ist, wobei die Stellung in Richtung auf das Zahnrad durch einen gehäusefesten Anschlag 9 gegeben ist, gegen den der Hauptschlitten 6 geht.
Bei der auf das Zahnrad 1 zu gerichteten Stellung des Schlittens 6 befindet sich der Meßtaster 10 mit seiner Tastkugel 11 auf dem Teilkreis 2 in Anlage an die jeweilige Zahnflanke 12 oder 13.
Der Meßtaster ist in einer Parallelogrammfederanordnung 14 gelagert, die dafür sorgt, daß der Meßtaster bei Auslenkbewegungen sich tangential zum Zahnrad 1 bewegt. Dabei ist der Meßtaster rückwärtig mit zwei induktiven Gebern 15 und 16 verbunden, während die rückwärtige Halterung 17 der Federanordnung mit dem Schlitten 6 fest verbunden ist und einen Durchtritt 18 für die Verbindung des Meßtasters mit den induktiven Gebern aufweist. Selbstverständlich können die induktiven Geber 15, 16 auch durch einen inkrementalen Maßstab od. dgl. Mittel ersetzt sein.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen, wie die Nullabgleichung der Prüfvorrichtung erfolgt.
Gemäß Fig. 2 befindet sich der Meßtaster 10, 11 in einer neutralen Position in einer Zahnlücke 20 zwischen zwei Zahnflanken 12 und 13. Die Parallelogrammfederanordnung 14 ist entspannt und die Meßwertausgabe, die hier als inkrementaler Weggeber 21 dargestellt ist, befindet sich in einer Nullposition. Ebenso befindet sich der Drehgeber 3, 4 in einer neutralen Position.
Nunmehr wird gemäß Fig. 3 der Taster 10, 11 an die linke Flanke 12 der Lücke 20 angelegt und es wird hier am Drehgeber 3, 4 die Einstellung "Meßwert linke Flanke" vorgenommen sowie an der Meßwertausgabe 21 ebenfalls der Wert "Meßstellung linke Flanke".
Gemäß Fig. 4 erfolgt dann die Anlage des Meßtasters 10, 11 an die rechte Flanke 13, wo ebenfalls wieder beim Drehgeber 3, 4 die Einstellung "Anlage rechte Flanke" und an der Meßwertausgabe 21 die Einstellung "Meßwert rechte Flanke" erfolgt.
Damit ist das Prüfgerät mit Hilfe einer Zahnlücke und dem Anfahren der dortigen linken und rechten Flanke abgeglichen, so daß nunmehr bei einem Prüfumlauf die Kreisteilungsprüfung erfolgen kann, indem über den inkrementalen Drehgeber 3, 4 mit der ja bekannten Zähnezahl des Prüflings die einzelnen Meßpositionen für eine absolute Teilungsprüfung vorgegeben werden können. Bei dieser absoluten Teilungsprüfung findet dann jeweils ein Vergleich der Position des Meßtasters 10, 11 mit den anhand der Fig. 2 bis 4 erläuterten Null stellungen statt.
Ein Beispiel hierfür ist anhand der Fig. 5a. bis h. erläutert.
Gemäß Fig. 5a. befindet sich der Meßtaster 10, 11 in der Position, wo er gerade in die Zahnlücke 25 eingefahren werden soll. Dabei gerät er gegen die linke Zahnflanke 26, an der sich entlangschiebend er in die Position gerät, die anhand der Fig. 1 durch den Anschlag 9 bezeichnet ist.
Diese Position zeigt Fig. 5b., wobei gleichzeitig dargestellt ist, wie der Taster 10, 11 mit seiner Parallelogrammfederanordnung 14 gegen die Drehrichtung 27 des Zahnrades ausgelenkt ist. Nunmehr erfolgt die Weiterstellung des Zahnrades durch den inkrementalen Drehgeber 3, 4 bis zu der Marke, bei der gemäß Fig. 3 der Nullabgleich erfolgt. Dies ist in Fig. 5c. dargestellt. In diesem Moment findet die Meßwertausgabe statt, wie dies durch den Pfeil 28 angedeutet ist.
Danach wird das Zahnrad gemäß Fig. 5d. weiterbewegt, bis der Meßtaster 10, 11 gemäß Fig. 5e. in Anlage an die rechte Flanke der Zahnlücke 25 gerät, mit der er in die Position gemäß Ziffer 5f. weiterbewegt wird. Hier ist gemäß Fig. 4 die Meßposition am inkrementalen Geber 3, 4 erreicht, bei der die dortige Meßwertausgabe erfolgt, die mit dem Pfeil 29 angedeutet ist. Danach wird das Zahnrad in die gemäß Fig. 5g. dargestellte Position weiterbewegt, wo dann das Ausfahren des Meßtasters 10, 11 erfolgt bis zu der in Fig. 5h. dargestellten Position, nach der dann der nächste Meßvorgang bei der nächsten Zahnlücke wieder gemäß Fig. 5a. beginnt.
Der anhand der Fig. 5 dargestellte Meßablauf führt dazu, daß der Meßtaster 10, 11 langsam bzw. allmählich in die jeweiligen Meßpositionen gebracht wird, so daß Aufprallerscheinungen nicht auftreten können bzw. zur Ruhe kommen können, bevor die Meßposition erreicht ist, ohne daß dadurch die Meßgeschwindigkeit in irgendeiner Form verlangsamt werden müßte oder das Eingehen von aufprallbedingten Meßfehlern befürchtet werden müßte.
Bei der Meßwertausgabe 28 bzw. 29 findet jeweils ein Vergleich mit dem Nullabgleich gemäß den Fig. 3 und 4 statt und es lassen sich so die Kreisteilungsfehler ermitteln. Mit den gleichen auf diese Weise ermittelten Meßwerten lassen sich, wie in der Hauptanmeldung beschrieben, auch bei entsprechender rechnerischer Verarbeitung die Rundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen feststellen.
Anhand der Fig. 2 bis 5 sind die Zahnräder bzw. der inkrementale Drehgeber oder die Meßwertausgabe als parallel zueinander dargestellt. Dies geschah zur Vereinfachung so, als ob die Meßvorgänge an einer Zahnstange stattfinden würden.
Es versteht sich von selbst, daß die insbesondere anhand der Fig. 5 dargestellten Meßvorgänge je nach Lage des Einzelfalles schrittweise durchgeführt werden können, also bei intermittierender Bewegung des Prüflings, genausogut aber bei kontinuierlicher Bewegung des Prüflings.

Claims

Patentanspruch Selbsttätig arbeitendes Prüfgerät für die Kreisteilungsprüfung sowie die Ermittlung von Rundlaufabweichungen, Zahndickenabweichungen und Zahnlückenabweichungen bei Zahnrädern, bei dem das Zahnrad in einer Umlaufrichtung durch eine eigene Kraftquelle ggf. über eine Rutschkupplung drehangetrieben von einer Meßposition zur anderen weiterbewegbar ist und bei dem auf dem Gerätegestell ein Hauptschlitten durch einen Antrieb im wesentlichen radial auf das Zahnrad zu und von diesem fort zwischen ggf. einstellbaren Anschlägen verschiebbar ist, wobei die Positionierung des Zahnrades für die Meßvorgange durch einen mit dem Zahnrad drehverbundenen inkrementalen Drehgeber erfolgt, ferner ein Taster zur gleichzeitigen Meßwerterfassung an den rechten und linken Zahnflanken bei einem Meßschritt auf dem Hauptschlitten angeordnet ist, weiter Mittel zum von Zahnlücke zu Zahnlücke fortschreitenden, selbsttätigen Einfahren des Tasters in die Meßposition und zum Wiederausfahren aus dieser Position sowie zur Steuerung der damit koordinierten Meßwertabnahme, -ausgabe und -weiterverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtaster (10, ii) mit Hilfe einer Parallelogrammfederanordnung (14) parallel zu sich selbst geführt ist, daß für die jeweilige Meßposition eines Meßschritte der Taster in einer (rechts oder links) von der Neutralstellung seiner Federanordnung unter Federvorspannung ausgelenkte Stellung durch das Zahnrad (1) überführt ist und daß die Positionierung zur Meßwertausgabe bezüglich rechter und linker Flanken (12, 13) einer Zahnlücke (20, 25) durch den Drehgeber (3, 4) erfolgt.