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Vorrichtung zum Prüfen der Gleichmäßigkeit der Teilungen von Verzahnungen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine neue Vorrichtung zum Prüfen der Gleichmäßigkeit
der Teilungen von Verzahnungen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der den Gegenstand der
Erfindung bildenden Vorrichtung dargestellt, das zum Prüfen der Teilungen von Verzahnungen
mit kreisförmig verlaufender Teilungslinie, insbesondere also der Verzahnungen von
Zahnrädern bestimmt ist. Es zeigt Fig. i eine teilweise im Schritt gehaltene Seitenansicht
der Vorrichtung, Fig.2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Oberansicht und Fig.3
in wesentlich kleinerem Maßstabe einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. i, von oben
gesehen.
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An einem auf einer Grundplatte A befestigten Ständer A1 ist eine mit
einer Kröpfung bi versehene aufrecht stehende Welle B gelagert, für die an ihrem
unteren Ende ein Kugelstützlager a2 und an ihrem oberen Ende ein Halslager a3 vorgesehen
ist. In der Kröpfung bi ist ein ebener Spiegel B2 befestigt, dessen spiegelnde Fläche
durch die Drehachse der Welle B geht. Der Spiegel liegt im Gesichtsfelde eines stark
vergrößernden, mit Fadenkreuz versehenen Fernrohres C, das in einem starr auf der
Grundplatte A befestigten Lager a4 ruht und vermag in das Gesichtsfeld des Ferurohres
das Bild einer zum Messen des Drehwinkels der Welle B dienenden Strichteilung zu
werfen, die auf einem in großem Abstande von der Welle b befindlichen, an einer
Schiene D (Fig. 3) befestigten Stahlbande d' angeordnet ist. Die Gesamtlänge der
sich von einem Nullpunkte aus nach beiden Seiten erstreckenden Strichteilung entspricht
der doppelten Länge der größtvorkommenden Zahnradteilung.
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Oberhalb der Welle B ist gleichachsig zu dieser eine zweite Welle,
E, gelagert, die in einem an dem Ständer A' befestigten Halslager a5 geführt ist
und sich unter Vermittlung eines Kugellagers auf den Kopfteil der Welle B stützt.
Die Welle E ist an ihrem oberen Ende mit einer Einrichtung Ei versehen, die in bekannter
Weise: dazu dient, ein Zahnrad F,dessen Verzahnung geprüft werden soll, so auf der
Welle zu befestigen, daß die Mittelachse des Zahnrades mit der Drehachse der Welle
E möglichst genau zusammenfällt. Der durch die Welle E gebildete Körper, der mit
der Einrichtung El zur Befestigung des verzahnten Gegenstandes F versehen ist, ist
also so gelagert, daß seine Bewegung mit der Bewegung übereinstimmt, die der verzahnte
Gegenstand F auszuführen bestimmt ist. Für die beiden möglichst leicht drehbaren
Wellen E und B, die nötigenfalls auch in den Halslagern a3 und a5 unter Vermittlung
von Kugeln. gelagert sein können, ist eine elektromagnetische Kupplung vorgesehen.
Diese besteht aus einer am Kopfende der Welle B starr befestigten Kupplungsscheibe
b3, die mit zwei einander gegenüberliegenden Polschuhen b4 versehen ist und einer
den Anker der elektromagnetischen Kupplung bildenden Kupplungsscheibe G, die am
Fußende der Welle E verschiebbar, aber undrehbar mit dieser verbunden ist. Die Kupplungsscheibe
G steht unterder Wirkung einer Feder H durch die sie, solange die von je einer Wicklung
J umschlossenen Polschuhe nicht erregt
sind, in einem geringen Abstande
(Fig. z) von den Polschuhen .gehalten wird. Die beiden Wicklungen j gehören einer
an der Welle B angeordneten elektrischen Leitung an, von der nur ihre beiden in
der Nähe des Kugellagers a2 liegenden Enden il und i2 dargestellt sind. Diese tauchen
in zwei konzentrisch zur Welle B angeordnete Quecksilberrinnen K eines am Fuße des
Ständers Al befestigten Napfes a6 ein, die in nicht dargestellter Weise mit einer
Stromquelle in Verbindung stehen.
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An dem Ständer Al ist ein mit dem oberen Ende der Welle E in gleicher
Höhenlage angeordneter Schlitten M senkrecht zur Drehachse der Welle E geführt und
kann mittels einer drehbar, aber unverscbiebbar am Ständer Al gelagerten Stehschraubenmutter
11t, die eine am Schlitten 11I sitzende Schraubenspindel ml umschließt, verstellt
werden. Zur Bestimmung der Stellung, die der Schlitten einnimmt, dient eine an diesem
angeordnete Grobteilung sn2 und eine an der Stehschraubenmutter 1N angeordnete Feinteilung
nl (Fig. 2). Zum Ablesen der Grobteilung m2 ist am Ständer A 1 eine Ablesekante
a' und zum Ablesen der Feinteilung n1 ein Zeiger all mit Ablesemarke a9 (Fig. 2)
vorgesehen. An dem nach der Welle E hin gelegenen Ende des Schlittens 11.1 sind
zwei Gleitstücke P und Q (s. bes. Fig. 2) gelagert, die quer zur Bewegungsrichtung
des Schlittens und zur Drehachse der Welle E gegenüber dem Schlitten verschiebbar
sind. Zum Verschieben der beiden Gleitstücke P und Q dient eine drehbar, aber uriverschiebbar
am Schlitten M gelagerte Stellschraube R, die mit zwei Gewindeteilen y1 und y2 von
gleicher Ganghöhe, aber entgegengesetzter Gangrichtung versehen ist, und zwar steht
der Gewindeteil y1 mit entsprechendem Muttergewinde des Gleitstückes P und der Gewindeteil
y2 mit entsprechendem Muttergewinde des Gleitstückes Q im Eingriff. Das Gleitstück
P trägt einen starr mit ihm verbundenen _ Anschlag PI, der an seinem freien
Ende in eine Spitze ausläuft, die zur Anlage an die eine Zahnflanke f2, der Zähne
f l des Zahnrades F bestimmt ist. An dem anderen Gleitstücke, Q, ist ein
Winkelhebel angeordnet, dessen einer Arm, T, ebenso wie der Anschlag p1 in eine
Spitze ausläuft, und-zwar ist diese zur Anlage an die andere Zahnflanke,
f 3, der Zähne f 1 bstimmt. Der andere Arm, T1, des Winkelhebels steht
unter der Wirkung einer Feder U, die den Winkelhebel im Sinne einer Annäherung des
Armes T an den Anschlag PI zu drehen sucht. Die Anordnung ist hierbei so getroffen
(Fig. 2), daß bei derjenigen Winkelstellung des Armes T, bei der seine Spitze den
gleichen Abstand wie die Spitze des Anschlages p1 von der Drehachse der StellschraubeR
hat, die beiden Spitzen bei jeder den Gleitstücken P und Q mittels der Stellschraube
R erteilten. Einstellung zu beiden Seiten der durch die Achse der Welle E senkrecht
zur Drehachse der Stellschraube R gelegten Ebene liegen und von dieser den gleichen
Abstand haben.
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Zwecks Prüfung der Verzahnung des Zahnrades F wird dieses, nachdem
der Schlitten 31 in eine hinreichend weit von der Welle E entfernte Lage gebracht
ist, so auf der Welle E befestigt, daß seine Mittelachse möglichst genau mit der
Drehachse der Welle E zusammenfällt. Hierauf wird der Schlitten M, nachdem die Gleitstücke
P und Q mittels der Stellschraube R auf einen der Stärke der Zähne
f 1 entsprechenden Abstand voneinander eingestellt sind, durch Drehen der Stehschraubenmutter
1V so weit der Welle E genähert, daß ein Zahn f 1 des in passende Winkelstellung
gebrachten Zahnrades F in den zwischen dem Anschlage PI und dem Arme -T liegenden
Raum eintritt. Hierauf werden durch gleichzeitiges Drehen der Stellschraubenmutter
N und der Stellschraube R der Schlitten M und die Gleitstücke P und Q so eingestellt,
daß die Spitzen des Anschlages PI
und des Armes T an den Zahnflanken
f 2 und f 3
in Punkten anliegen, deren Abstand von der Mittelachse
des Zahnrades möglichst genau gleich dem Halbmesser des auf dem Zahnrade angerissenen
(in Fig. 2 strichpunktierten) Teilkreises ist. Hierauf wird die Stellung des Schlittens
M an denTeilungen m2 und n' (Fig. 2) abgelesen. Nunmehr wird die Welle B, die bisher
noch nicht mit der Welle E gekuppelt ist, in eine solche Lage gedreht, daß ein durch
das Fernrohr C schauender Beobachter im Spiegel B2 ungefähr den Nullpunkt der auf
dem Stahlbande dl befindlichen Strichteilung im Fadenkreuze erblickt. Alsdann werden
durch Einschaltung des elektrischen Stromes die Polschuhe U4 der elektromagnetischen
Kupplung erregt, so daß die Kupplungsscheibe G angezogen wird und somit die Wellen
B und E gekuppelt werden. Hierauf wird mittels des Fernrohres C genau abgelesen,
auf welchen Punkt der Strichteilung des Stahlbandes dl das Fadenkreuz des Fernrohres
zeigt.
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Nachdem die Ablesung erfolgt ist, wird der Schlitten tbI, während
die Winkelstellung der Stellschraube R urigeändert bleibt, durch Drehen der Stellschraubenmutter
11,T so weit zurückgezogen, daß das Zahnrad F freigegeben wird. Dieses wird alsdann
so weit im Sinne des Pfeiles x gedreht, daß der nächste Zahn f l möglichst
genau an dieselbe Stelle gelangt, die vorher der erste Zahn f 1 einnahm. Hierauf
wird der Schlitten M durch Drehen der Stellschraubenmutter 11T wieder in seine vorherige
Stellung gebracht, die durch die vorher an den Teilungen m2 und n1 abgelesenen Zahlen
genau bestimmt ist. Der zweite Zahn f-' ist hierbei i in den - zwischen dem Anschlage
p1 und dem Arme T liegenden -Raum eingetreten und die
Spitzen dieser
beiden Teile liegen wieder, da die Winkelstellung der Stellschraube R unverändert
geblieben ist, an den Zahnflanken des zweiten Zahnes in Punkten an, die genau den.
gleichen Abstand von der Mittelachse des Zahnrades haben wie die entsprechenden
Punkte des ersten Zahnes. An der Drehung der Welle E, durch die der zweite Zahn
f 1 an die Stelle des ersten gelangt ist, hat auch die mit der Welle E durch die
elektromagnetische Kupplung B b3 G verbundene Welle B teilgenommen.
Da die WelleB leicht drehbar ist und insbesondere die Bewegung der Leitungsenden
il und i2 in den Quecksilberrinnen K im Gegensatze _ zu einer Stromübertragung durch
Schleifbürsten keinen nennenswerten Widerstand verursacht, so ist es nicht möglich,
daß die Welle B mit dem Spiegel B2 unter Überwindung des Reibungswiderstandes zwischen
den Polschuhen und der X-upplungsscheibe G gegenüber der Welle E zurückbleibt. Liest
man daher jetzt mittels des Fernrohres C die auf dem Stahlbande dl angeordnete Teilung
ab, so gibt der Unterschied zwischen der zweiten und der ersten Ablesung ein Maß
für den Drehwinkel des Zahnrades oder auch, da dieser Drehwinkel genau der Zahnteilung
entspricht, ein Maß für diese selbst an. Da nach den Gesetzen der Spiegelung der
Winkel, um den sich im Gesichtsfelde des Fernrohres C das Bild der auf dem Stahlbande
dl angeordneten Strichteilung dreht, doppelt so groß ist, wie der Drehwinkel des
Spiegels B2, so läßt sich das Maß der Zahnteilung mit großer Genauigkeit ermitteln.
Nachdem dieses Maß mittels der durch das Fernrohr C, den Spiegel B2 und das Stahlband
dl mit der zugehörigen Strichteilung gebildeten Genauigkeitsmeßvorrichtung ermittelt
ist, wird die Welle B für sich in ihre ursprüngliche Stellung zurückgebracht: Zu
diesem Zwecke wird der elektrische Strom ausgeschaltet, so daß die Kupplung zwischen
den Wellen B und E aufgehoben wird. Hierauf dreht man die Welle B so weit zurück,
daß ein durch das Fernrohr C schauender Beobachter wieder ungefähr den Nullpunkt
der Strichteilung des Stahlbandes dl im Fadenkreuz erblickt. Alsdann wird der elektrische
Strom wieder eingeschaltet, so daß die Wellen B und E von neuem gekuppelt werden,
worauf wieder mittels des Fernrohres C genau abgelesen wird, auf welchen Punkt der
auf dem Stahlbande dl befindlichen Strichleitung das Fadenkreuz des Fernrohres C
zeigt.
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Weiterhin wiederholen sich dieselben Vorgänge, die; wie oben geschildert,
nach der ersten mittels des Fernrohres C vorgenommenen Ablesung der auf dem Stahlbande
cd' angeordneten Strichteilung erfolgten.
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Da der Arm T gegenüber dem Gleitstücke Q immer die gleiche Stellung
einnimmt, wenn die Spitzen des Armes T und des Anschlages p1 in dem dem Teilkreishalbmesser
gleichen Abstande von der Mittelachse des Zahnrades an den Zahnflanken anliegen,
so ist die Feder Cl hierbei immer um den gleichen Betrag zusammengedrückt. Es ist
daher -für jeden Zahn der Druck, unter dem er am Anschlage p1 anliegt, der gleiche,
so daß die Genauigkeit der Messungen nicht durch ungleichförmige Druckverhältnisse
beeinträchtigt werden kann. Im gleichen Sinne wirkt auch die Anordnung der elektromagnetischen
Kupplung, da durch das Ein- und Ausrücken der Kupplung auf die Welle E keine Biegungs-
oder Drehmomente übertragen werden können, die von Einfluß auf den zwischen dem
Anschlage P1 und einem anliegenden Zahne bestehenden Druck sein könnten.