DE3333424A1

DE3333424A1 - Rundlaufmesseinrichtung

Info

Publication number: DE3333424A1
Application number: DE19833333424
Authority: DE
Inventors: Willi 7994 Langenargen Looser; Reinhold 7990 Friedrichshafen Schilling
Original assignee: NIEBERDING RUDOLF GmbH
Current assignee: NIEBERDING RUDOLF GmbH
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1985-04-11

Description

Rundlauf-Meßeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Rundlauf-Meßeinrichtung, insbesondere für Zahnrad-Wälzprüfungen, Gewindekontrollen, Geräuschprüfungen usw., nach der an sich allgemein bekannten Art, bei welcher gegen die zu überprüfenden Konturen des Werkstückes eine dem jeweiligen Profil angepaßte Tastrolle, wie z. B. ein Lehrzahnrad, eine Gewindemeßrolle oder ein Meßfühler etc. angelegt ist und das Werkstück unter Rotation vermessen wird.
Die bisher zu diesem Zweck bekannten Einrichtungen haben -hauptsächlich den Nachteil, daß sich ohne zeitraubende Umrüstungen (z. B. Aufnahmedorn- und Anschlagversetzungen) aus verschiedenen Nuten oder Bohrungen etc. keine Werkstücke von erheblich unterschiedlichen Durchmessern und mit Innendurchmessern auf einfache Weise mehrfach messen lassen, so daß bei geringen Losgrößen für die Kontrollmessungen große Mehrkosten verursacht werden. Auch ist damit die Wälzprüfung an Hohlrädern bzw. an anderen Innendurchmessern nicht oder nur sehr kompliziert möglich. (Siehe z. B. MAHR-Zahnradwälzprüfmaschine 898 und CORDA-TAP-Meßgerät der Firma Kordt, Eschweiler.) Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Weg zu weisen, wie Rundlauf- und Wälzprüf-Messungen durch Abtastung mit Gegenprofil-Tastrollen auch für unterschiedlich große Rotationswerkstücke und für Hohlräder bzw. Innendurchmesser auf möglichst preiswerte und platzsparende Weise realisierbar ist, ohne daß für Durchmesserwechsel die Verstellung der Tastrollen bzw. deren Lagepunkte größere Zeitaufwände oder Ungenauigkeitsgefahren ergibt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen nach Anspruch 1 dadurch erreicht, daß zumindestens einige der jeweils eingesetzten Aufnahmedorne bzw. Tastrollen in um einen gemeinsamen Drehpunkt schwenkbaren Meßarmen eines Tischgerätes gelagert sind, wie sie mit festen Anschlägen an sich bekannt sind durch die Dreipunkt-Tischmeßgeräte nach der DE-PS 28 37 781 und DE-OS 29 36 133.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß nun auf ähnlich vorteilhafte Weise, wie bei den vorgenannten Dreipunkt- bzw.
Polygon-Tischmeßgeräten, welche sich für Rundlauf-Messungen noch nicht eigneten, jetzt auf einem im Prinzip gleichen Grundgerät auch solche Wälzprüfungen mit z. B. Lehrzahnrädern, Gewindemeßrollen, Meßfühlern usw. durchgeführt werden können, wie sie bisher nur mit für enge Durchmesser-Bereiche individuell eingerichteten Meßmaschinen möglich waren. Auch können nun Hohlrad- und Innendurchmesser-Rundläufe mit häufig wechselnden Werkstücken rationeller durchgeführt werden. Beim Einsatz einer entsprechenden Zahl von Meßrollen in Form von Lehrzahnrädern kann auch die Laufgüte von kompletten Getriebesätzen bzw. ganzen Planetengetrieben auf dem gleichen Grundgerät durchgeführt werden, wobei Lageänderungen von Durchmessern oder Führungsdornen durch einfaches Verschwenken der Aufnahmeschwingen erreicht werden können.
Die von den Aufnahmeschwingen geführten Meßrollen bzw. Lehrzahnräder oder Gewinderollen etc. können durch Schwenken um ihren gemeinsamen Drehpunkt Prüflingen unterschiedlichster Durchmesser und Konturen mit stets günstigstem Kräftedreieck ohne Verwendung weiterer Spezialgeräte unmittelbar angelegt werden. Dabei ist sinngemäß zur DE-OS 29 36 133 ebenfalls eine verspannungsfreie Aufnahme des Rundlauf-Prüflinges möglich und der Einsatz von Abrollmaschinen an sich ebenfalls bekannter Art nun auch bei dem durchmesservariablen Tischmeßgerkt keine Schwierigkeit mehr.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung geben die Untersprüche an.
Nach Anspruch 2 wird erreicht, daß sich bei rascher Einstellbarkeit auf die unterschiedlichsten Durchmesser sowohl Rundlauf-Abweichungen eines Hohlrades mit Innenverzahnung als auch ovale und Vierer-Polygone mit gleicher Meßrollen-Bestückung erfassen lassen.
Nach Anspruch 3 wird erreicht, daß Rundlaufabweichungen von Innen- und Außenverzahnung leicht feststellbar sind.
Nach Anspruch 4 wird erreicht, daß sowohl die Rundlaufabweichungen eines Außen-Zahnkranzes als auch eine etwa vorhandene Achsabweichung der Verzahnung gegenüber einer zylindrischen Innenfläche gleichzeitig gemessen werden kann.
Nach Anspruch 5 wird erreicht, daß sowohl die Durchmesserprüfung als auch die Exzentrizitätserfassung (z. B. nach dem Härten des Prüflings) gleichzeitig möglich wird.
Nach Anspruch 6 wird erreicht, daß gleichzeitig sowohl eine Bohrungsmessung als auch eine Zweiflanken-Rundlauf-Messung gleichzeitig bei schneller Durchmesser-Anpaßbarkeit auf dem gleichen Grundgerät möglich wird.
Nach Anspruch 7 wird erreicht, daß sowohl Bohrung als auch Zweiflanken-Wälzprüfung gleichzeitig möglich werden.
Nach Anspruch 8 wird erreicht, daß das gleiche Grundgerät auch für einfache Zweiflanken-Wälzprüung an sich bekannter Art zu wechselnde Durchmesser ohne große Umrüstungen anwendbar ist.
Mit den aufgezeigten vielseitigen Möglichkeiten der schnellen und einfachen Anpassung an unterschiedlichste Meß- und Prüfaufgaben mit ein und demselben Gerätprinzip ergibt sich auch insofern eine erhebliche Ersparnis, als nun für keinen Meß- oder Prüfvorgang der betreffenden Teile mehr eine Spezialmaschine bereitgestellt wird. Selbst bei höchsten Stückzahlen kann das Messen nun die Fertigung nicht mehr hemmen.
Die Erfindung wird mit den folgenden schematischen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt einen Zweiflanken-Wälzprüfvorgang für einen sehr großen Innendurchmesser (Hohlrad) mit Dreipunkt-Messung bei auf 1200 eingerasteten Aufnahmeschwingen.
Fig. 2 zeigt den gleichen Wälzprüfvorgang für einen sehr kleinen Innendurchmesser (Hohlrad) auf dem gleichen Grundgerät wie nach Fig. 1.
Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Zweiflanken-Wälzprüfvorgang, jedoch mit einer -Zweipunktmessung durch auf 90" zueinander abgewinkelten Aufnahmeschwingen.
Fig. 4 zeigt eine Rundlauf-Messung für ein eine Innen-und eine Außenverzahnung aufweisendes Hohlrad.
Fig. 5 zeigt einen Zweiflanken-Wälzprüfvorgang für einen außenverzahnten Zahnkranz mit Zweipunktmessung bei auf 90" eingerasteten Aufnahmeschwingen.
Fig. 6 zeigt für einen gleichen Prüfling jedoch eine Dreipunktmessung bei auf 1200 eingerasteten Aufnahmeschwingen.
Fig. 7 zeigt wieder einen außenverzahnten Zahnkranz als Prüfling, welcher gleichzeitig sowohl eine Innen-Durchmessr- als auch eine Zweiflanken-Wälz-grüfung absolviert, bei auf 1200 eingerasteten Aufnahmeschwingen.
Fig. 8 zeigt die gebräuchliche Zweiflankenprüfung auf gleichem Gerät.
In Fig. 1 hat die Grundplatte 1 als Auflageflächen zwei als Lineale dienende Aufnahmeschwingen 2, 3, die um einen gemeinsamen Drehpunkt 4 verschwenkbar und an der Grundplatte 1 arretierbar sind und einen auch mit einem auf diesen Drehpunkt 4 zuführenden Leitlineal versehenen Meßarm 5, auf welchem eine Maßabnahmeeinrichtung 6 in Richtung des Drehpunktes 4 bzw. des diesen umgebenden Prüflings 7 verschiebbar ist.
Dabei liegt hier ein einen maximalen Durchmesser aufweisender und als Hohlrad angenommener Prüfling 7 an den Stirnseiten von mindestens zwei Meßrollen 8 an, welche jeweils auf Führungsdornen 9 präzisionsgelagert sind, welche in den Leitlinealen der Aufnahmeschwingen 2, 3 justiert sind.
Die nicht näher dargestellte Maßabnahmeeinrichtung 6 kann aus einer Meßuhr oder dergleichen bestehen, die mit der hier zugeordneten Meßrolle 8 entlang des auf den Drehpunkt 4 zugeführten Leitlineals des Meßarmes 5 durch eine Meßkraft P federnd verschieblich ist, sodaß damit Rundlauf-Ungenauigkeiten beim Drehen des Werkstückes durch Abweichungen vom Soll-Maß A auf drei Punkten erfaßbar werden. Die Meßkraft Pist bei der Maßabnahmeeinrichtung 6 :imHAllgemeinen durch ein Federwerk gegeben.
In Fig. 2 ist der gleiche Meßfall, jedoch mit kleinstmöglichem Durchmesser dargestellt. Die Aufnahmeschwingen 2, 3 können ihre Stellung behalten, nur die Führungsdorne 9 rücken in der gleichen Nut näher heran zum Drehpunkt 4. Das Kräftedreieck bleibt stets erhalten mit dem Winkel ß = 120".
In Fig. 3 ist eine gleichartige Wälzprüfmessung dargestellt, bei der die Aufnahmeschwingen 2, 3 nur im Winkel 90" zueinanderstehen. Dies ist sinnvoll, wenn beispielsweise ein oval genauer auszumessen ist. Die nicht auf der direkten Meßachse 5-2 gelegene Meßrolle 8 übernimmt hier nur eine Zentrierfunktion.
In Fig. 4 ist wieder eine Stellung der Aufnahmeschwingen 2, 3, wie in Fig. 1 bzw. 2 gegeben, jedoch handelt es sich beim Prüfling 7 um einen innen- und außenverzahnten Zahnkranz, welcher zur Erfassung der Rundlaufabweichungen von Innen- und Außenverzahnung nur die beiden, auf den Aufnahmeschwingen 2, 3 festgelegten Meßrollen 8 umfaßt und an der dritten Meßrolle 8 die mit der Maßabnahmeeinrichtung 6 von außen angedrückt wird, abgewälzt wird. Hierbei kommt der Vielseitigkeit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung besonders zugute, daß sich die Aufnahmeschwingen 2, 3 auch mit einem Einstellwinkel/3 /3 verwenden lassen,fEleiner oder größer 1200 ist, so daß sich bei allen vorhandenen Prüflingen 7 ein die gleichmäßigste Kraftverteilung sicherndes gleichseitiges Dreieck der jeweils unterschiedlichen Sehnen es zwischen den Anlagebereichen der drei Meßrollen 8 einstellen läßt, in welchen sich die Kraftlinien dennoch immer wieder mit dem Winkel ffi im Drehpunkt 4 schneiden.
In Fig. 5 ist wieder wie in Fig. 3 die für Ovalmessungen vorteilhafteren 90°-Anordnung der Aufnahmeschwingen 2, 3 dargestellt, jedoch für den Fall eines außenverzahnten Zahnkranzes ohne genaue Mitten-Zentrierbarkeit.
In Fig. 6 ist wieder die Dreipunktmessung für den gleichen Prüfling 7 dargestellt, bei der die Meßrolle 8 auf dem Meßarm 5 in zwei entgegengesetzten Richtungen den Prüfling 7 abtastet und wo zur Feststellung von Exzentrizitäten auf einer der Aufnahmeschwingen 2 noch eine zusätzliche Meßuhr 10 gegen den Prüfling 7 angelegt ist.
In Fig. 7 ist einem als außenverzahntem Zahnkranz ausgeführten Prüfling 7 gegenüber der ersten Maßabnahmevorrichtung 6, die den Innendurchmesser mit einem beweglichen Meßfühler 13 abtastet, unter Zentrierung durch arretierte Meßfühler 13 auf einem gegenüberliegenden zweiten Meßarm 12 einer als Lehrzahnrad ausgestaltete Meßrolle 8 am Außenprofil zugeordnet, die mit einer zweiten Maßabnahmevorrichtung 12 ausgerüstet ist. Diese Anordnung erspart einen separaten Bohrungs-Meßplatz, weil dieser mit der Wälzprüfung zusammengelegt ist.
In Fig. 8 ist die für normale Zahnräder meist gebräuchliche Zweiflankenprüfung dargestellt, bei der der Prüfling 7 eine zentrierfähige Innenbohrung 11 hat und für die das gleiche Grundgerät 1, jedoch unter Nichtbenutzung einer der beiden Aufnahmeschwingen 3 ohne weiteres ebenfalls mitverwendbar ist.
Selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch sinngemäß gleichartig für z. B. Gewindemeßrollen bei Innen- oder Außengewinden am Prüfling oder für beliebig andere Konturen mit entsprechend anderen Meßrollen nach einfacher Neujustierung auch mitverwenden. Auch ist es möglich, bei der Messung gleichzeitig eine Geräuschprüfung vorzusehen.
Bezugszeichen 1 Grundplatte 2 Aufnahmeschwinge 3 Aufnahmeschwinge 4 Drehpunkt 5 Meßarm I 6 Maßabnahmevorrichtung 7 Prüfling 8 Meßrolle (Lehrzahnrad etc.) 9 Führungsdorn 10 Zusatzmeßuhr 11 Prüflingsinnenbohrung 12 Meßarm II 13 Meßpunkte A Einstellmaß der Meßrollen D Durchmesser

P eßkraft Pz?rd MkArr

S hfn&%$ngjM&>1M Sehnenl

V Verzahnungsdurchmesser a Schnittwinkel der Meßrollenkraftlinien Einstellwinkel der Schwingen

Claims

Rundlauf-Meße inrichtung Patentansprüche 1.undlauf-Meßeinrichtung, insbesondere für Zahnrad-Wälzprüfungen, Gewindekontrollen, Ceräuschprüfungen usw., mit einer Auflagefläche (2, 3, 5) zur stirnseitigen Aufnahme eines Rotationskörper-Prüflings (7), in welcher Führungsdorne (9) zur lagestabilen Verdrehbarkeit eines Prüflings (7) und austauschbarer Meßrollen (8) auf Leitlinealen vorgesehen sind, welche Meßrollen während des Meßvorganges gleichzeitig alle entgegen dem Prüfling zur Anlage kommen, wobei mindestens eine federnd anliegende Meßrolle (8) mit einer Meßuhr zu einer Maßabnahmeeinrichtung (6) verbunden ist, welche Rundlauf- bzw. Durchmesser-Abweichungen erfaßt bzw.

anzeigt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß je eine Meßrolle (8) auf mindestens zwei getrennten Leitlinealen in gewünschter Position montiert ist, welche Leitlineale auf an sich bekannte Weise Auflageflächen haben, die als Aufnahmeschwingen (2, 3) um einen gleichen Drehpunkt (4) an einer Grundplatte (1) verschwenkbar und arretierbar sind, und daß die Maßabnahmeeinrichtung (6) aus einer ebenfalls eine Meßrolle (8) tragenden und stirnseitig gegen den Prüfling (6) anlegbaren Abtasteinrichtung mit Meßuhr bzw.

Meßfühler auf einem Meßarm (5) besteht, der auf einem lotrecht zum Drehpunkt (4) angeordneten Leitlineal verschieblich ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t - daß drei Führungsdorne (9) für Lehrzahnräder (8) vorgesehen sind, von denen zwei auf festen Abstand vom gemeinsamen Drehpunkt (4) auf den Aufnahmeschwingen (2, 3) und der dritte radialfederdd auf dem Meßarm (5) angeordnet ist, - und daß die Lehrzahnräder (8) mit einem als Hohlrad gestalteten Prüfling (7) in gleichzeitigem Eingriff stehen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t - daß die beiden auf den Aufnahmeschwingen (2, 3) fest gelagerten Lehrzahnräder (8) mit einer Innenverzahnung eines als Hohlrad gestaltete Prüflings (7) kämmen, während das auf dem Meßarm (5) federnd gelagerte Lehrzahnrad (8) mit einer Außenverzahnung des Hohlrades kämmt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t - daß alle drei Lehrzahnräder (8) mit einer Außenverzahnung des Hohlrades kämmen.
5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t - daß auf einer der Auflageschwingen (2, 3) eine zweite Meßuhr (10) zur Exzentrizitätserfassung des Prüflings (7) während der Durchmessermessung durch die Maßabnahmevorrichtung (6) auf dem Meßarm (5) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t - daß dem Meßarm (5) mit innen am Prüfling (7) anliegendem beweglichem Meßpunkt (13) ein zweiter Meßarm (12) auf gleicher Achse durch den Drehpunkt (4) zugeordnet ist, - dessen beweglicher Meßpunkt (13) außen gegen den Prüfling (7) gleichzeitig anlegbar ist, während zwei Aufnahmeschwingen (2, 3) im Winkel von » = 1200 zum ersten Meßarm (5) feste, am Prüfling (7) ebenfalls innen anliegende Meßpunkte (13) haben.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t - daß der zweite Meßpunkt (13) eine als Lehrzahnrad ausgeführte Meßrolle (8) ist und mit der Außenkontur des Prüflings (7) kämmt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t - daß eine der Aufnahmeschwingen koaxial zum Meßarm (5) festgelegt ist, - und daß auf der Aufnahmeschwinge (2) ein Prüfling (7) fest angeordnet ist, - dessen Außenkontur mit einer auf dem Meßarm (5) federnd gelagerten Meßrolle (8) kämmt.