DE3903333A1 - Pruefverfahren und pruefvorrichtung zur pruefung etwaiger fehler, bzw. ungenauigkeiten an steckzahnraedern oder an aehnlich geformten profilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Prüfverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Steckzahnräder dienen zur Steckverbindung von Bauelementen, z.B. einer mit einem Steckzahnrad versehenen Achse und einer eine entsprechen­ de Innenverzahnung aufweisenden Hohlnabe, in welche die Zähne des Steckzahnrades eingesteckt werden. Damit sind die gegenseitigen Verzahnungen auf Drehmitnahme verbunden. Steckzahnräder erlauben aber nicht ein Abwälzen aneinander, wie es bei Wälzzahnrädern möglich ist. Das gleiche gilt für andere, ähnlich geformte Profile, wie beispielsweise den sogenannten Dachschrägen von Zahnrädern oder dem Ge­ winde einer Schraube oder dergleichen.

Zahnräder müssen auf verschiedene Fehler, bzw. Ungenauig­ keiten, wie z.B. auf ihren korrekten Rundlauf, bzw. auf das Vorhandensein von Rundlauffehlern geprüft werden. Dies ist zwar bei Wälzzahnrädern in einfacher Weise dadurch möglich, daß man mit dem jeweiligen Prüfling ein in der Form, ins­ besondere im Rundlauf genau hergestelltes Prüf-Wälzzahnrad umlaufen läßt und sich dabei ergebende Abweichungen des Prüflings vom Rundlauf mißt. Da dies bei Steckzahnrädern aus den vorgenannten Gründen nicht durchführbar ist, hat man sich bisher bei Steckzahnrädern dadurch ge­ helfen, daß eine Prüflehre in Form einer Meßkugel oder Meßrolle in eine Zahnlücke des Prüflings gebracht, durch Drehen des Prüflings nacheinander dessen Zahnlücken ver­ messen und dabei der jeweilige Abstand der Prüflehre von der Drehachse des Prüflings festgestellt wurde. Dies ist äußerst aufwendig und zeitraubend. Das gleiche gilt für eine ähnliche Maßnahme, bei der als Prüflehre eine Anzahl von Rollen vorgesehen ist, die an einer Kette in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der der Teilung des Steckzahnrades entspricht. Die Rollen legen sich dabei nacheinander in die Zahnlücken. Der Aufwand zur Herstel­ lung der Rollen und ihrer Verbindung mittels der Kette und ferner für die Messung der jeweiligen Abstände (siehe oben) ist ebenfalls sehr groß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, ausgehend von einem Prüfverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 Verfahrensmaßnahmen vorzusehen, die gegen­ über dem Stand der Technik wesentlich einfacher im Ablauf und insbesondere einfacher in ihrer Handhabung sind, d.h. im Ergebnis weniger Personalaufwand verlangen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, zunächst in den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gesehen. Somit kann man durch Drehung des Abrollrades oder dergleichen umlaufenden Vorrichtung (im folgenden der Kürze halber nur noch "Abrollrad" genannt) kontinuierlich und sehr schnell Abweichungen im Abstand der Drehachse des Abrollrades von der Drehachse des Prüflinges, bzw. Meisters feststellen und aufzeichnen. Das gleiche gilt für die Feststellung des sogenannten "Maßes (oder Prüfmaßes) über zwei Rollen". Unter dem Begriff Meister wird ein exakt die Sollmaße aufweisendes Exemplar des betreffenden Steck­ zahnrades verstanden, das - in der Regel von Werkzeugmachern - durch sehr genaue Bearbeitung, z.B. Schleifen, hergestellt ist. Hiermit kann zusammen mit dem Abrollrad eine Soll- oder Eichkurve unter Ausübung des Verfahrens hergestellt werden. Die jeweiligen Prüflinge werden in ihren Abmes­ sungen mehr oder weniger vom Sollwert, gegebenenfalls von den Maßen eines Meisters, abweichen, Durch Ausübung des Verfahrens mit der Kombination von Abrollrad und Prüfling können die vorgenannten Abweichungen, d.h. Fehler festge­ stellt und mit den jeweiligen Sollwerten, gegebenenfalls der Soll- oder Eichkurve eines Meisters verglichen werden. Da hierzu nur ein Drehen des Prüflinges um einen vollen Kreisumfang (360°) notwendig ist (soweit es sich um einen Prüfling mit Zähnen oder zahnähnlichen Teilen auf einem Kreisumfang handelt) und dies kontinuierlich erfolgen kann, wobei die Aufzeichnung des Ergebnisses automatisch erfolgt, ist der hierzu notwendige Personalaufwand sehr klein. Es können auch angelernte Hilfskräfte eingesetzt werden, da sich deren Arbeit im wesentlichen auf das Auswechseln der Prüflinge beschränkt. Das gleiche gilt sinngemäß für einen Prüfling dessen Zähne oder zahnähnlichen Teile auf einer Geraden hintereinander liegen, wie einer Schraube.

Sofern mit der Erfindung nur die Abweichungen des Achsabstan­ des im Verlauf einer Umdrehung oder Verschiebung, d.h. Fehler im Rundlauf oder der Geradheit festzustellen sind, ist dafür ein Meister nicht erforderlich. Dagegen benötigt man einen Meister für die Feststellung des bereits o.g. "Maßes über zwei Rollen". Hiermit sollen Fehler, bzw. Ungenauigkeiten in der Dicke der Zähne, z.B. eines Steckzahnrades festgestellt werden. Dazu ist es bisher bei Zahnrädern üblich, in einander diametral oder im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Zahnlücken je eine Rolle einzulegen und den Achsabstand die­ ser Rollen zu messen. Je nach der Dicke der Zähne ist die Lücke zwischen zwei Zähnen kürzer oder länger, was ein mehr oder weniger tiefes Eindringen der jeweiligen Rolle ergibt. Somit kann aus dem "Maß über zwei Rollen" im Mittel die Dicke der Zähne des jeweiligen Prüflinges festgestellt werden. Im einzelnen wird hierzu auf die Vorschrift DIN 3960 ver­ wiesen. Das bisher hierzu übliche Meßverfahren bestand darin, ein oder zwei Kugeln oder Rollen einzulegen und deren Abstand zu messen, die Kugeln oder Rollen heraus­ zunehmen, den Prüfling um eine Teilung weiterzudrehen und danach die vorgenannten Verfahrensschritte zu wieder­ holen. Dies ist sehr umständlich und zeitaufwendig und ver­ langt vor allen Dingen sehr geschultes und damit teueres Personal.

Die Erfindung ist nicht auf das Messen der beiden vorge­ nannten Fehlermöglichkeiten beschränkt. Man kann durch sie auch andere Fehler feststellen, wie z.B. die erwähnte Dachschräge an Zahnrädern und entsprechende Messungen an Gewinden (siehe oben). In diesen Fällen steht die Achse des Abrollrades im Winkel zur Achse des jeweiligen Prüf­ linges, während beim Messen des zuvor erläuterten Rundlauf­ fehlers und "Maßes über zwei Rollen" an Steckzahnrädern die Achse des Abrollrades zur Achse des Prüflinges parallel verläuft.

Die vorstehend erwähnte Verfahrensmaßnahme zur Messung des Achsabstandes und des "Maßes über zwei Rollen" kann vorteil­ hafterweise zusammen, d.h. in einem Arbeitsgang erfolgen, wobei aus ein- und derselben Aufzeichnung beide Fehlermög­ lichkeiten ablesbar und auswertbar sind. Im einzelnen wird auf Anspruch 2 verwiesen.

Die Verfahrensmaßnahme gemäß Anspruch 3 ermöglicht die Mes­ sung einer weiteren, häufig vorkommenden und in der Regel mit zu erfassenden Fehlerquelle, nämlich Fehler oder Unge­ nauigkeiten in der Teilung der Zähne eines Zahnrades, oder ähnlich geformten Profilen, wie die beispielsweise genann­ ten Dachschrägen, Gewindegängen einer Schraube oder dergleichen.

Die Verfahrensmaßnahme gemäß Anspruch 4 kombiniert vorteil­ hafterweise die Aufzeichnungen gemäß Anspruch 2 mit denen gemäß Anspruch 3 zu einer gemeinsamen Aufzeichnung. Dies ist für die schnelle Feststellung vorhandener Fehler und deren Auswertung eine wesentliche Erleichterung. Wie er­ wähnt, können auch Messungen anderer Fehler in eine sol­ che gemeinsame Aufzeichnung mit einbezogen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht ferner - ausgehend von einer Prüfvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5 - darin, diese gegenüber dem Stand der Technik wesentlich einfacher und kostengünstiger herstellen zu können und die Handhabung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche im Sinne der Erfindung zu fördern.

Die Lösung dieses Teiles der Aufgabe wird, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 5, zunächst in den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 5 gesehen. Die für die Prü­ fung notwendigen Prüflehren sind zu einer gemeinsamen, dreh­ baren Vorrichtung (Abrollrad) auf einem Kreis zusammengefaßt. Die unterschiedliche Formgebung des Prüfquerschnittes ge­ genüber den Zähnen des Prüflings ergibt die Möglichkeit, Abrollrad und Prüfling in entgegengesetzten Drehrichtungen zueinander zu drehen oder translatorisch zu bewegen, wobei aber im Gegensatz zu Wälzzahnrädern die jeweiligen Anlage­ flächen von Prüfquerschnitt und Zahn des Prüflings nicht aufeinander abrollen, sondern aneinander gleiten. Die vorge­ nannte Drehbarkeit des Abrollrades ermöglicht die einfache und schnelle Feststellung von Fehlern an Steckzahnrädern, oder an Dachschrägen an Zahnrädern, Gewindegängen oder der­ gleichen Profilen, die ein Abwälzen auf einem Gegenstück mit gleichgeformten Zähnen verbieten. Diese Fehler wurden bereits erwähnt. Sie werden nachstehend noch näher erläutert. Hiermit ist schnell und problemlos, im Fall eines sich drehenden Prüflinges, wie einem Steckrahnrad, nach dessen Drehung um eine volle Umdrehung von 360° und zugleich entsprechende Mitdrehung des Trägers (Abrollrad) der Prüfquerschnitte fest­ stellbar, ob und wenn ja inwieweit und in welchem Ausmaß ein Fehler vorliegt. Dies ist besonders bei der Massenfertigung ein ganz entschei­ dender Vorteil. Fertigungstechnisch ist eine solche Prüf­ vorrichtung und dabei insbesondere in der bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 6 mit einem geringen Auf­ wand herstellbar, als die bekannten Prüfvorrichtungen für den Rundlauf von Steckzahnrädern.

Die Merkmale des Anspruches 7 sichern zwischen den einzelnen Prüf­ lehren der Prüfvorrichtung genügend Zwischenraum, d.h. "Luft", damit die Zahnköpfe des Prüflings nicht mit dem Boden der zwischen den Prüflehren befindlichen Zwischen­ räume kollidieren. Die Merkmale des Anspruches 8 beinhalten eine einfache Maßnahme der Erfassung der Abweichungen im Abstand zwischen der Drehachse des Prüflings und der Dreh­ achse der Prüfvorrichtung, die ein Maß für das Maß über zwei Rollen oder für etwaige Rundlauffehler sind.

Die Merkmale des Anspruches 9 beinhalten eine konstruktiv vorteilhafte Zusammenfassung der Achslagerungen des Abroll­ rades und des Prüflings, bzw. Meisters, einschließlich Möglichkeit einer entsprechenden Messung.

Die Merkmale des Anspruches 11 befassen sich mit einer Aus­ gestaltung der Prüfvorrichtung zur Feststellung von Fehlern, bzw. Ungenauigkeiten in der Teilung.

Die vorgenannten Meßanordnungen können gemäß Anspruch 13 zu einem Gerät gekoppelt bzw. miteinander verbunden sein. Dies ist sowohl hinsichtlich des Gestehungspreises als auch der Bedienung von Vorteil.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachstehenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungs­ möglichkeiten zu entnehmen. In den im wesentlichen schema­ tischen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 bis 3 Prüfling, bzw. Meister und Prüfvor­ richtung in drei verschiedenen Winkel­ stellungen der gegenseitigen Abwälzung,

Fig. 4 den Eingriff zwischen Prüfling, bzw. Meister und Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1 im demgegenüber vergrößerten Maßstab,

Fig. 5 den Eingriff zwischen Prüfling, bzw. Meister und Prüfvorrichtung gemäß Fig. 3 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 6 bis 8 weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten von Prüfvorrichtungen nach der Erfindung,

Fig. 8a eine Teilansicht gemäß dem Pfeil A in Fig. 8,

Fig. 9 eine sich unter Verwendung der Prüfvor­ richtung nach der Erfindung ergebende Meßkurve der Drehung eines Meisters über einen Umlauf von 360°,

Fig. 10 eine sich unter Verwendung der Prüfvor­ richtung nach der Erfindung ergebende Meßkurve der Drehung eines Prüflings ohne Rundlauffehler über einen Umlauf von 360°,

Fig. 11 eine sich unter Verwendung der Prüfvor­ richtung nach der Erfindung ergebende Meßkurve der Drehung des Prüflings über einen Umlauf von 360° gemäß Fig. 10, jedoch eines Prüflings mit Rundlauffehler,

Fig. 12 eine Meßkurve nach Fig. 11, jedoch unter Einschluß auch der Abweichungen in der Teilung.

Zur mehr prinzipiellen Darstellung der Erfindung zeigen die Zeichnungen in den Fig. 1 bis 5 zunächst einen Prüfling 1 mit einer Steckverzahnung 2. Steckverzahnungen unterscheiden sich von Wälzverzahnungen dadurch, daß sie sich nicht mit den Flanken ihrer Zähne aneinander abwälzen können. Dies ist aus mehreren Gründen nicht möglich, z.B. wenn deren Eingriffswinkel α zu groß ist (im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel etwa 45°). Aus diesem oder auch aus anderen in der Form der Zähne des Steckzahnrades liegenden Gründen kann es sich nicht mit einem Steckzahnrad gleicher Zahnform abwälzen.

Die Prüflehren der Prüfvorrichtung bestehen aus einem bogenförmigen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreis­ bogenförmigen Prüfquerschnitt 5, der von dem Kreisbogen 6 und der strichpunktierten Linie 7 begrenzt ist. Der Radius r dieses Prüfquerschnittes ist so gewählt, daß beim tiefsten Eindringen des Prüfquerschnittes in die Lücken 8 zwischen zwei Zähnen 2 sich die Anlagepunkte 9 des Umfanges 6 des Prüfquerschnittes an den Flanken 3 des Zahnes etwa im Mittenbereich zwischen Zahnkopf 6 und Zahnfuß 11 befinden.

Sämtliche Prüflehren sind auf einem Kreis angeordnet und besitzen dabei in Kreisumfangsrichtung einen Abstand bzw. Teilung, welche dem Abstand bzw. der Teilung der Zähne 2 des Prüflinges, bzw. Meisters entsprechen. Die Prüfquer­ schnitte 5 sind dabei, wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, vom Mittelpunkt bzw. der Mittelachse 12 der jeweiligen Prüf­ vorrichtung 13 her radial nach außen gerichtet. In der bevorzugten und besonders einfachen Form gemäß diesem Ausführungsbeispiel besteht die Prüfvorrichtung 13 aus einem Abrollrad 14 mit nach außen radial vorragenden Vorsprüngen 15, welche in den bereits erläuterten Prüfquerschnitt 6 auslaufen. Das Abrollrad 14 und die Teile 15, 5 sind bevorzugt miteinander einstückig. Zwischen den Vorsprüngen 15 mit Prüfquerschnitt 5 ist genügend Raum, bzw. "Luft" 19 vorhanden, daß die Köpfe der Zähne 2 nicht mit den Flanken der Vorsprünge 15 und dem dazwischen befindlichen Bodenteil 20 kollidieren können.

Der Prüfling bzw. Meister 1 und die Prüfvorrichtung 13 sind um ihre Mittelachsen 12, 16 in den angegebenen Pfeilrichtungen drehbar. Änderungen des Abstandes a zwischen diesen Achsen zeigen etwaige Abweichungen im Rundlauf des Prüflinges 1 an. Hierzu ist eine der Achsen 16 oder 12 in Pfeilrichtung verschiebbar, wobei durch Federdruck 18 Prüfling, bzw. Meister und Prüfvorrichtung gegeneinander gedrückt werden. Aus Änderungen des Ab­ standes a läßt sich auch auf das oben erwähnte Maß über zwei Rollen schließen. Es wird anhand der Fig. 7 bis 9 noch näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Ausgangsposition 0°, Fig. 2 eine Drehung des Prüflinges demgegenüber um 4,091° und Fig. 3 eine wei­ tere Drehung des Prüflinges um gegenüber Fig. 1 insgesamt 8,1818°. Die jeweiligen Achsabstände a sind in mm einge­ tragen. In der Darstellung der Fig. 1, 2 und 3 stellt Fig. 2 den Übergang von der Position der Teile 1, 14 in Fig. 1 in die Position der Fig. 3 dar. Dabei greift in der Position der Fig. 1 nur ein Prüfquerschnitt 5 in die Lücke 8 zwischen zwei Zähnen des Prüflings ein (siehe auch vergrößerte Darstellung in Fig. 4), während in den Fig. 3 und 5 zwei Prüfquerschnitte 5 in die Lücken 8 zwischen Zähne 2 des Prüflinges eingreifen. In allen vorgenannten Stadien ist eine Anlage des kreisbogen­ förmigen Umfanges 6 der Prüfquerschnitte 5 an den Flan­ ken 3 der Zähne 2 gegeben. Dabei liegt in der Position der Fig. 3, 5 der Anlagepunkt 9′ zwischen Umfang 6 und Zahnflanken 3 etwas näher am Zahnkopf als bei der Position gemäß Fig. 1, 4. Der Prüfquerschnitt gleitet beim Übergang von den einzelnen Phasen der Fig. 1 zu Fig. 2, Fig. 2 zu Fig. 3 usw. mit seinem Umfang 6 an der jeweiligen Flanke 3 des betreffenden Zahnes entlang. Es findet also kein im wesentlichen gleitfreies Abwälzen wie bei den sogenannten Wälzzahnrädern statt. Aufgrund dieses Gleitens des Umfanges 6 an den Flanken 3 ergibt sich auch in der Meßkurve die nachstehend erwähnten kleineren sinusförmigen Wellen.

Wie eingangs bereits erwähnt ist die Verwendung eines Meisters notwendig, wenn das "Maß über zwei Rollen", d.h. Abweichungen oder Fehler in der Zahndicke festgestellt werden sollen. Dagegen können Rundlauffehler und Fehler in der Teilung auch ohne Verwendung eines Meisters, d.h. allein durch Messung am entsprechenden Prüfling festgestellt werden.

Fig. 6 zeigt mehr im Detail eine Prüfvorrichtung nach der Erfindung, mit der sowohl Rundlauffehler, als auch das "Maß über zwei Rollen" gemessen und aufgezeichnet werden können, wo­ bei, die Prüfvorrichtung zugleich eine Anordnung zur Fest­ stellung von Fehlern oder Ungenauigkeiten in der Teilung enthält. An einem Gestell der Prüfvorrichtung 21 ist eine Achse 22 drehbar gelagert, an der sowohl das Abrollrad 23, als auch ein Strichcode-Drehgeber 24 drehfest angebracht sind. Der Antrieb der Achse 22 erfolgt durch einen Motor 25. Die Drehrichtung der Teile 22 bis 24 ist durch den Pfeil C angegeben. Ferner ist drehbar, z.B. über eine Spitzen­ lagerung 26 der jeweilige Prüfling oder Meister 1 am Ge­ stell 21 gelagert. Die Drehachse 28 des Prüflings oder Meisters verläuft in diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Achse 22. Ihre Drehrichtung ist gemäß Pfeil C′ zur Drehrichtung C entgegengesetzt. Der Abstand a zwischen den Mittellängslinien der Achsen 22, 28 wird in der Weise gemessen, daß ein Schlitten 29, der über zwei Arme 29, 30 die Spitzenlagerung 26 trägt, in PfeiIrichtung Y hin und her verschiebbar ist. Dabei ist eine sich am Gestell abstützende Feder 31 vorgesehen, welche den Prüfling bzw. Meister 1 gegen das Abrollrad 23 drückt. Die Abweichungen a 1 im Achsabstand a werden mit Hilfe eines Linearmaßsta­ bes 32 an der Prüfvorrichtung und eines entsprechend der Verschiebung des Meisters oder Prüflings in Pfeilrichtung Y entlang des Linearmaßstabes sich verschiebenden Strich­ code-Empfängers 33 gemessen. Die vorgenannte Relativver­ schiebbarkeit zwischen Abrollrad einerseits und Meister, bzw. Prüfling andererseits kann auch so erreicht werden, daß Meister bzw. Prüfling am Gestell der Prüfrichtung 21 fix angebracht sind, während das Abrollrad demgegenüber längsverschiebbar gelagert ist. Linearmaßstab und zuge­ höriger Strichcode-Empfänger müßten dann an einer Stelle angeordnet sein, an der die Relativverschiebung des Ab­ rollrades zum Gestell der Prüfvorrichtung meßbar ist.

Die nach der Erfindung gezeichneten Meßkurven sind in den Fig. 9 bis 12 dargestellt,

Die sich im Fall von Rundlauffehlern des Prüflings bei sei­ ner Abwälzung um 360° ergebende Änderung des Abstandes a ist in Fig. 11 dargestellt. Diese Kurve setzt sich aus einer Reihe von kleineren, etwa sinusförmigen Wellen zu­ sammen, wobei der Abstand b _P zwischen aufeinanderfolgenden Scheiteln dieser Welle sich daraus ergibt, daß beim Über­ gang von der Position der Fig. 1, 4 zu der der Fig. 2, 5 und wieder zurück in die Position der Fig. 1, 3 die Prüf­ querschnitte 5 mehr oder weniger tief in die Zahnlücken 8 eindringen. Dagegen ist der Betrag a 1 hier ein Maß für einen vorhandenen Rundlauffehler, da er die größte Ab­ weichung zwischen Scheiteln einer Seite dieser Kurve be­ inhaltet.

Fig. 9 zeigt die entsprechende Kurve, die anhand eines so­ genannten Meisters aufgenommen wurde. Hieraus ergibt sich, daß der Rundlauffehler "a 1" gleich 0 ist. Dieser Wert 0 ist durch die sogenannte Meister-Referenz 35 gekennzeichnet, die von den maximalen Scheitelpunkten dieser "Meister"-Kurve gebildet ist. Der Durchmesser des Meisters erscheint in diesen Kurven nicht. Im Gegensatz zu der Amplitude b _P des Prüflings ist hier die Amplitude b _M bezeichnet.

Das Maß für einen Rundlauffehler a 1 des jeweiligen Prüf­ linges kann dann ausgewertet werden, z.B. elektronisch, um diesen Fehler ausgleichende Bearbeitungen am Prüfling vorzunehmen. Für die Feststellung eines Rundlauffehlers sind vor allem Abweichungen des Achsenabstandes a in den Positionen wesentlich, die in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellt sind.

Fig. 10 zeigt zur weiteren Erläuterung eine Kurve analog den Fig. 9 und 11, und zwar eines idealen Prüflings ohne Achs­ abstandsdifferenz a 1 in entsprechender Relation zu einer "Meister"-Kurve gemäß Fig. 9, von der hier nur die Null- Linie 35 gezeichnet ist. Die Abstandsdifferenz d von den Maximalwerten dieser Prüflings-Kurve gemäß Fig. 10 zur Null-Linie 35 des Meisters entspricht der Achsabstandsdif­ ferenz Prüfling zum Meister, wobei in diesem Falle der Prüflingsdurchmesser größer als der Meisterdurchmesser ist. Dies und die vorstehenden Ausführungen gelten, was der Voll­ ständigkeit halber erwähnt sein soll, stets für die Fälle, in denen ein Meister notwendig ist.

Die vorgenannte Meßmethode und die zugehörige Vorrichtung (siehe hierzu im einzelnen auch die nachstehenden Ausfüh­ rungen im Zusammenhang mit Fig. 6 bis 8) können, wie bereits erwähnt, auch zur Messung anderer etwaiger Fehler oder Unge­ nauigkeiten am Prüfling dienen. Dies sei am Beispiel des ebenfalls bereits erwähnten "Maßes über zwei Rollen" er­ läutert. Ausgehend vom Beispiel eines Prüflinges 1 mit 22 Zähnen, wie er in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, erge­ ben sich bei einem Umlauf des Prüflings um 360° Kurven ge­ mäß Fig. 11, wobei als Abszisse die Positionen der zugehö­ rigen Zähne 1 bis 22 markiert sind. Diese Ziffern gelten auch für eine entsprechende Meister-Kurve gemäß Fig. 10. Auf der senkrecht verlaufenden Ordinate Y sind die bereits erläuterten Abweichungen des Achsabstandes von der Meister- Referenz 0 (siehe Ziffer 35) und ferner die vorstehend im einzelnen erläuterte Größe b _P dargestellt. An einem Paar einander diametral gegenüberliegender Zähne 1 und 12 ergibt sich hieran gemessen die Durchmesserdifferenz des Prüflings zum Meister aus den eingezeichneten Beträgen e + f. Dies sind jeweils die Achsabstandsdifferenzen der jeweiligen Zähne (hier Zahn 1 und Zahn 12) zum entsprechenden Maß des Meisters. Das "Maß über zwei Rollen des Prüflings" setzt sich also zusammen aus dem (nicht dargestellten) Durchmes­ ser des Meisters über zwei Rollen, zuzüglich e + f. Entspre­ chend werden die Abweichungen weitere Zahnpaare (2 und 13, 3 und 14 usw.) des Prüflings festgestellt und ausgewertet. Es ist ersichtlich, daß sich alle Maße "a 1", "b", "e" und "f" aus der Messung der Änderungen des Abstandes zwischen den Achsen 12 und 16 ergeben und somit gemeinsam aufgezeichnet und auch ausgewertet werden können, wie es bereits zum Maß "a" erläutert wurde.

Sämtliche vorgenannten Messungen erfolgen über eine Umdre­ hung des Prüflinges oder Meisters von 360°. Dies ist die jeweilige Abszisse der Fig. 9 bis 12, wobei die Änderungen des Achsabstandes a und damit auch des o.g. Prüfmaßes über zwei Rollen in der Y-Ordinate aufgezeichnet sind. Zur Fest­ stellung des Prüfmaßes über zwei Rollen ist noch zu sagen: Ist der Abstand zwischen zwei Zähnen sehr groß, dann hat man gegenüber dem 0- oder Eichabstand des Meisters einen kleineren Abstand a. Sind dagegen die Zähne dicker als beim Meister, so wird der gemessene Abstand a größer sein, als der Abstand zwischen Mittellängslinie des Meisters und der Achse 22.

Sofern etwaige Abweichungen oder Fehler in der Zahnteilung festgestellt werden sollen, dienen hierzu der Strichcode- Drehgeber 24 und ein entsprechender Strichcode-Empfänger 34. Dies entspricht der Abszisse C in Fig. 12. Weichen nun die Teilungen zwischen den Zähnen des Prüflinges von diesem Normmaß ab, so hat dies eine entsprechende Verschiebung der aufgezeichneten "Wellen" der Kurve gemäß Fig. 12 in Richtung des Abszisse C zur Folge. Teilungsfehler können festgestellt und ausgewertet werden. Es ist hier ein maxi­ maler Teilungsfehler g₁ zwischen den Zähnen 8 und 9 und ein kleinster Teilungsfehler g ₂ zwischen den Zähnen 19 und 20 gekennzeichnet. Die Teilungsabweichung ist somit g ₁-g ₂. Ferner sind noch die Maße b _p und a 1 eingezeichnet, wobei a 1 die maximale Rundlaufabweichung zwischen Zahn 7 und Zahn 17 ist. Die zuvor erläuterten Maße e + f sind zur Erleichterung der Übersicht hier nicht mit dargestellt, obgleich sie aus dieser Kurve ebenso zu entnehmen sind wie aus der Kurve gemäß Fig. 11. Man erhält also in dieser Ausführung der Erfindung mit einer Aufzeichnung gemäß Fig. 12 alle Fehler bzw. Ungenauigkeiten, die in diesem Fall gemessen werden sollen, in einer Kurve zusammengefaßt. Insbesondere ist es bei der Kombination von Messung und Aufzeichnung, wie vorstehend erläutert, möglich, den jeweiligen Zähnen sowohl etwaige Fehler im Rundlauf und im "Maß über zwei Rollen", als auch in der Teilung zuzuordnen. Sämtliche Messungen können nicht nur auf einem Monitor dargestellt und ausge­ druckt werden, sondern sind zu entsprechenden Auswertung einem Rechner zuführbar. Wie insbesondere Fig. 6 zeigt, können sämtliche Messungen mit einem Gerät gemessen werden, wobei die einzige Handhabung, nämlich Auswechseln des Prüflinges, problemlos und schnell durchführbar ist.

Die Fig. 7 bis 8 zeigen, zum Teil nur im Prinzip, Prüfvor­ richtungen zur Messung von ähnlich geformten Profilen. Dies sind im Fall der Fig. 7, 7a Zähne 2′ eines Gewindebolzens 1′ (Prüfling). Das Abrollrad 23 wird in der Richtung der Längsmittelachse 26′ des Prüflinges verschoben (siehe auch den Doppelpfeil 36). Die Bewegungen des Abrollrades 23 in Richtung des Doppelpfeiles 37 bewirken eine Verschiebung des zugehörigen Strichcodeempfänger 33 zum Linearmaßstab 32. Der Doppelpfeil 37 entspricht der Y-Achse der vorhergehen­ den Ausführungen. Etwaige Fehler in der Dicke der Zähne und die sogenannte Geradheit (entspricht dem Rundlauf bei Steck­ zahnrädern) können hierdurch gemessen werden. Auf der Achse 22′ des Abrollrades kann sich ein hier nicht dargestellter Strichcode-Geber, sowie außerdem an der Vorrichtung ein zugehöriger Empfänger für die Messung von Fehlern in der Steigung des Gewindes (dies entspricht den Neigungsfehlern bei Steckzahnrädern) vorgesehen sein.

Es gelten also hier im wesentlichen die vorherigen Ausführungen. nur daß sich der Prüfling 1′ beim Prüf- oder Meßvorgang nicht um seine Achse dreht, sondern relativ zum Abrollrad translato­ risch in der Pfeilrichtung 36 verlagert wird.

Fig. 7a zeigt, daß zu einem Prüfling 1′ in Form eines Gewinde­ bolzens oder dergleichen auch zwei Abrollräder 23 vorgesehen sein können. Dies ist dann zweckmäßig wenn die Gefahr besteht, daß die Mittellängsachse 26′ des Prüflings nicht ge­ nau parallel zur Verschieberichtung des Prüflings bzw. wie es die Zeichnungen zeigen zur Verschieberichtung 36 des Abrollrades verläuft.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung zur Messung etwaiger Fehler in sogenannten Dachschrägen 34 der Zähne 35 eines entspre­ chenden Prüflingrades 1′′. Im übrigen gelten hier die Bezifferungen gemäß Fig. 6. Fig. 8a zeigt in Richtung des Pfeiles 1 den Prüfling 1′′ mit Zähnen 35 und den Dach­ schrägen 34 dieser Zähne, die z.B. bei Getrieberädern erforderlich sind. Ferner ist das Abrollrad 23 mit dar­ gestellt.

Auch in der Ausführungsfom gemäß Fig. 8, 8a kann analog der Ausführungsform gemäß Fig. 6 eine Anordnung zur Messung von Teilungsfehlern vorgesehen sein, z.B. entsprechend dem Strichcode-Drehgeber 24 mit zugehörigem Strichcode-Empfänger 34 gemäß Fig. 6. Dies ist aber aus Gründen der zeichneri­ schen Vereinfachung in den Fig. 7 und 8 nicht dargestellt.

Alle dargestellten Merkmale und ihre Kombinationen miteinan­ der sind erfindungswesentlich.

Claims (16)

1. Verfahren zur Prüfung etwaiger Fehler bzw. Ungenauig­ keiten an Steckzahnrädern mit einer Form der Zähne, die ein Abwälzen auf einem Gegenzahnrad mit gleich geformten Zähnen verbietet oder an ähnlich geformten Profilen, wobei die Prüfvorrichtung mehrere, in die Zahnlücken zwischen zwei Zähnen des Prüflings einbring­ bare Prüflehren aufweist und der zum Eingriff in die Zahnlücken des Prüflings bestimmte Prüfquerschnitt bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig ist, wobei der Radius des Prüfquerschnittes der Prüflehren in bezug auf Ausbildung und Form der Zähne des Prüflings so gewählt ist, daß der Prüfquerschnitt an den Flanken der Zähne des Prüflings zwischen Zahnkopf und Zahnfuß anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Ab­ rollrades (14, 23) oder einer dergleichen umlaufenden Prüfvorrichtung (13) , das bzw. die eine Anzahl von Prüflehren aufweisen und mit dem Prüfling oder erfor­ derlichenfalls einem Meister (1, 1′, 1′′) kämmen, Fehler bzw. Ungenauigkeiten des Prüflings (1, 1′, 1′′), gegebenen­ falls gegenüber dem Meister, festgestellt und aufgezeich­ net werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anhand einer Relativverschiebung zwischen dem Abrollrad oder dergleichen (13, 14, 23) und dem Prüfling (1, 1′, 1′′) Fehler, bzw. Ungenauigkeiten des Abstandes (a) der Längsmittellinie der Achse (22) des Abrollrades oder der­ gleichen von der Achse (28) des Prüflinges und/oder das sogenannte "Maß über zwei Rollen" gemessen und aufge­ zeichnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Fehler. bzw. Ungenauigkeiten in der Zahnteilung oder Steigung des Prüflinges gemessen und aufgezeichnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufzeichnungen der Fehler, bzw. Unge­ nauigkeiten von Achsabstand (a) und/oder "Prüfmaß über zwei Rollen" und die Aufzeichnung der Fehler oder Un­ genauigkeiten der Zahnteilung zu einer gemeinsamen Aufzeichnung zusammengefaßt werden.

5. Prüfvorrichtung zur Prüfung etwaiger Fehler, bzw. Un­ genauigkeiten an Steckzahnrädern mit einer Form der Zähne, die ein Abwälzen auf einem Gegenzahnrad mit gleich geformten Zähnen verbietet oder an ähnlich ge­ formten Profilen, wobei die Prüfvorrichtung mehrere, in die Zahnlücken zwischen zwei Zähnen des Prüflings einbringbare Prüflehren aufweist und der zum Eingriff in die Zahnlücken des Prüflings bestimmte Prüfquerschnitt bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig ist, wobei der Radius des Prüfquerschnittes der Prüflehren in bezug auf Ausbildung und Form der Zähne des Prüflings so gewählt ist, daß der Prüfquerschnitt an den Flanken der Zähne des Prüflings zwischen Zahnkopf und Zahnfuß anliegt zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Prüflehren bildende Prüfquerschnitte (5) auf einem Kreis angeordnet ist und dabei in Umfangsrichtung eine der Teilung der Zähne (2) des Prüflings (1, 1′, 1′′) er­ forderlichenfalls auch der Zähne eines Meisters, ent­ sprechende Teilung zueinander aufweisen, daß von diesem Kreis her die Prüfquerschnitte in Radialrichtung nach außen vorstehen, wobei ein gemeinsames, um die Mittel­ achse (12) des Kreises drehbares, alle Prüflehren (5) tragendes Abrollrad vorgesehen ist, daß das Abrollrad, sowie der Prüfling bzw. Meister in einander entgegenge­ setzten Richtungen relativ zueinander bewegbar, be­ vorzugt in einander entgegengesetzten Drehrichtungen drehbar sind, wobei während dieses Bewegens oder Dre­ hens die Anlageflächen oder -stellen des Prüfquerschnit­ tes und der Zahnflanken aneinander gleiten und daß Prüf­ ling, bzw. Meister einerseits und Abrollrad andererseits in Meßrichtung relativ zueinander verschieblich sind.

6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrollrad (14) und die Prüflehren (5) miteinander einstückig sind.

7. Prüfvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüfquerschnitte (5) von Vorsprüngen (15) des Abrollrades gehalten sind, wobei sich die Vor­ sprünge (15) ebenfalls am Abrollrad radial nach außen erstrecken, und daß sich zwischen den Vorsprüngen (15) Zwischenräume (19) befinden, die einen Eingriff der Zahn­ köpfe des Prüflinges, bzw. Meisters ermöglichen.

8. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekenn­ zeichnet durch eine Andruckvorrichtung (18), um Prüfling (1, 1′, 1′′) bzw. Meister mit Achse (16) und Abrollrad (14) mit Achse (12) federnd gegeneinander zu drücken und durch eine Meßvorrichtung zur Messung des Abstandes (a) zwischen diesen beiden Achsen (12, 16).

9. Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet. daß je eine Lagerung der Achsen (22, 28) des Abroll­ rades oder dergleichen (23) und des Prüflings bzw. Meisters (1, 1′, 1′′) vorgesehen ist, daß eine dieser Achslagerungen fix und die andere Achslagerung ver­ schieblich an der Prüfvorrichtung (21) bzw. deren Gestell angebracht ist und daß eine Meßvorrichtung für das Maß der Verschiebung der betreffenden Achslagerung zur Prüf­ vorrichtung vorgesehen ist.

10. Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schlittenführung der verschiebbaren Achslagerung (30, 29, 29′) zur Prüfvorrichtung (21) bzw. deren Ge­ stell.

11. Prüfvorrichtung zur Durchführung der Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drehachse (22) des Abrollrades oder dergleichen (23) oder der Drehachse (28) des Prüflings bzw. Meisters (1, 1′, 1′′) eine in Drehrichtung (C) umlaufende Teilung (24) angebracht ist, deren Drehlage (C) gemessen wird.

12. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßvorrichtungen Strich­ code (32, 24) und zugehörige Meßvorrichtungen (33, 34) vorgesehen sind.

13. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, gekennzeichnet durch eine Kopplung beider Meßvorrich­ tungen (32, 33; 24, 34) und deren gemeinsame Aufzeich­ nung (Fig. 12).

14. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, gekennzeichnet durch eine Anordnung, derart, daß die Längsmittelachse (22′, 26′) vom Abrollrad (23) einer­ seits und Prüfling (1) bzw. Meister andererseits zueinander parallel verlaufen (Fig. 6).

15. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüch 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet. daß die Längsmittelachse (22′, 26′) vom Abrollrad (23) einerseits und Prüfling (1′, 1′′) bzw. Meister andererseits im Winkel zueinander verlaufen (Fig. 7 und 8).

16. Prüfvorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Prüfling in Form eines Gewindebolzens oder der­ gleichen und einem Abrollrad (23), bzw. zwei Abroll­ rädern, das bzw. die in Längsrichtung des Prüflinges in dessen Zähne eingreifend verschoben wird, bzw. werden.