DE3903333C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der DE-PS 6 17 300 entnehmbar. 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 holfen, daß eine Prüflehre in Form einer Meßkugel oder Meßrolle in eine Zahnlücke des Prüflings gebracht, durch Drehen des Prüflings nacheinander dessen Zahnlücken vermes­ sen 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 ähnli­ che Maßnahme, bei der als Prüflehre eine Anzahl von Rollen vorgesehen ist, die an einer Kette in einem Abstand vonein­ ander angeordnet sind, der der Teilung des Steckzahnrades entspricht. Die Rollen legen sich dabei nacheinander in die Zahnlücken. Der Aufwand zur Herstellung der Rollen und ihrer Verbindung mittels der Kette und ferner für die Messung der jeweiligen Abstände (siehe oben) ist ebenfalls sehr groß.

Aus der DE-PS 6 17 300 ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Zahnrä­ dern auf Rundlauf- und Teilungsfehler bekannt, bei der ein Meßstiftkorb Meßstifte aufweist, die in ihm nur lose gehal­ ten sind und einzeln in die Zahnlücken des zu prüfenden Rades hineingesteckt werden müssen. Dies ent­ spricht im wesentlichen dem vorstehend erläuterten Stand der Technik. Aus der US-PS 28 15 581 ist eine Zweiflanken-Wälzprüfung an Zahnrädern bekannt, von der sich die vorliegende Erfin­ dung, wie eingangs erläutert, gerade distanziert und ab­ grenzt. Mit einem Abwälzverfahren wäre die nachstehend im einzelnen erläuterte Erfindung nicht erreichbar. Auf den Gegenstand einer weiteren, vorbekannten Literaturstelle (US-PS 27 80 007) ist nachstehend anhand der Erläuterung des Anspruches 5 einzeln eingegangen. Aus der DE-OS 20 24 113 ist ein Gerät zum Prüfen der Verzahnung von Zahnstangen bekannt, das eine Abwälzprüfung betrifft. Hierzu kann auf die vorstehen­ den Ausführungen zu Abwälzprüfungen, einschließlich der zum Gegenstand der US-PS 28 15 581 verwiesen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren vorzusehen, das gegenüber dem Stand der Technik wesentlich einfacher im Ablauf und insbe­ sondere einfacher in seiner Handhabung ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Somit kann man durch Drehung des Prüfrades oder der umlaufenden Vorrichtung (im folgenden der Kürze halber nur noch "Prüfrad" genannt) kontinuierlich und sehr schnell Abweichungen im Abstand der Drehachse des Prüfrades von der Drehachse des Prüflings, 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, herge­ stellt.

Wird der Prüfling zusammen mit dem Prüfrad oder dergleichen gedreht, so kann hiermit eine Istkurve des Zustandes des Prüflings hergestellt werden. Wird der Meister zusammen mit dem Prüfrad vermessen, so ist eine Soll- oder Eichkurve unter Ausübung des Ver­ fahrens herstellbar. Die jeweiligen Prüflinge werden in ihren Abmessungen mehr oder weniger vom Sollwert, gege­ benenfalls von den Maßen eines Meisters, abweichen. Durch Ausübung des Verfahrens mit der Kombination von Prüfrad und Prüfling können die vorgenannten Abweichungen, d. h. Fehler festgestellt und mit den jeweiligen Sollwerten, gegebenenfalls der Soll- oder Eichkurve eines Meisters verglichen werden. Da hierzu nur ein Drehen des Prüflings um einen vollen Kreisumfang (360°) notwendig ist (soweit es sich um einen Prüfling mit Zähnen oder zahnähnlichen Teilen auf einem Kreisumfang handelt) und dies kontinuier­ lich erfolgen kann, wobei die Aufzeichnung des Ergebnisses automatisch erfolgt, ist der hierzu notwendige Personalauf­ wand 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 zahn­ ähnlichen Teile auf einer Geraden hintereinander liegen, wie einer Schraube.

Sofern mit der Erfindung nur die Abweichungen des Achsab­ standes 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. Un­ genauigkeiten in der Dicke der Zähne, z. B. eines Steckzahn­ rades festgestellt werden. Dazu ist es bisher bei Zahnrädern üblich, in einander diametral oder im wesentlichen diame­ tral gegenüberliegenden Zahnlücken je eine Rolle einzule­ gen und den Achsabstand dieser 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 Prüflings festgestellt werden. Im einzel­ nen wird hierzu auf die Vorschrift DIN 3960 verwiesen. Das bisher hierzu übliche Meßverfahren bestand darin, ein oder zwei Kugeln oder Rollen einzulegen und deren Abstand zu messen, die Kugeln oder Rollen herauszunehmen, den Prüfling um eine Teilung weiterzudrehen und danach die vorgenannten Verfahrensschritte zu wiederholen. Dies ist sehr umständlich und zeitaufwendig und verlangt 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 Prüfrades im Winkel zur Achse des jeweiligen Prüf­ lings, während beim Messen des zuvor erläuterten Rund­ lauffehlers und "Maßes über zwei Rollen" an Steckzahnrädern die Achse des Prüfrades zur Achse des Prüflings 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 Fehlern oder Unge­ nauigkeiten in der Teilung der Zähne eines Zahnrades, oder ähnlich geformten Profilen, wie den beispielsweise genannten 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.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung anzugeben, die gegenüber dem Stand der Technik wesentlich einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und die einfach handhabbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 5. Die für die Prü­ fung notwendigen Prüflehren sind zu einer gemeinsamen, dreh­ baren Vorrichtung (Prüfrad) auf einem Kreis zusammengefaßt. Die unterschiedliche Formgebung des Prüfquerschnittes ge­ genüber den Zähnen des Prüflings ergibt die Möglichkeit, Prüfrad 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 Form­ gebung der Prüfköpfe ermöglicht ferner eine Änderung der Achsabstände je nachdem, ob ein Prüfkopf in eine Zahnlücke, oder ob zwei nebeneinander liegende Prüfköpfe in zwei neben­ einander liegende Zahnlücken eingedrungen sind, sowie die hieraus resultierenden Messungen und Aufzeichnungen. Die vorgenannte Drehbarkeit des Prüfrades ermöglicht die ein­ fache und schnelle Feststellung von Fehlern an Steckzahn­ rädern, an Dachschrägen an Zahnrädern, an Gewindegängen oder an dergleichen Profilen, die ein Abwälzen auf einem Gegen­ stück mit gleichgeformten Zähnen verbieten. Diese Fehler wur­ den bereits erwähnt. Sie werden nachstehend noch näher erläu­ tert. Hiermit ist schnell und problemlos im Fall eines sich drehenden Prüflings, wie einem Steckzahnrad, nach dessen Drehung um eine volle Umdrehung von 360° und zugleich ent­ sprechender Mitdrehung des Trägers (Prüfrad) der Prüfquer­ schnitte feststellbar, ob und wenn ja inwieweit und in wel­ chem Ausmaß ein Fehler vorliegt. Dies ist besonders bei der Massenfertigung ein ganz entscheidender Vorteil. Dem Gegenstand der US-PS 27 80 007 sind zwar zur Prüfung von Zahnrichtungsfehlern und des Schrägungswinkels auf einem Rad im Querschnitt etwa T- förmige Zähne befestigt, die in die Zahnlücken eines zu prü­ fenden Zahnrades eingreifen sollen, die jedoch helikal (schraubenförmig) bezüglich dieses Rades verlaufen, wobei dieser schraubenförmige Verlauf für die Mitnahme des Prüflings wesentlich ist. Eine derartige Anordnung der Zähne des Prüfrades ist jedoch bei der Prüfung von Steckzahnrädern nicht möglich. Die Zielrichtung, bzw. Aufgabenrichtung des Gegenstandes der US-PS 27 80 007 ist also von der der vorliegenden Erfindung verschieden. Auch sind die wesentlichen Merkmale des Oberbegriffes und die wesentlichen Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 5 der US-PS 27 80 007 nicht zu entnehmen.

Die Merkmale des Anspruches 7 sichern zwischen den einzelnen Prüflehren der Prüfvorrichtung genügend Platz, damit die Zahn­ köpfe des Prüflings nicht mit dem Boden der zwischen den Prüf­ lehren befindlichen Zwischenräume kollidieren. Die Merkmale des Anspruches 8 beinhalten eine einfache Maßnahme bei der Erfas­ sung der Abweichungen im Abstand zwischen der Drehachse des Prüflings und der Drehachse der Prüfvorrichtung, die ein Maß für das Maß über zwei Rollen oder für etwaige Rundlauffehler sind.

Die Merkmale des Anspruches 9 beinhalten eine konstruktiv vor­ teilhafte Zusammenfassung der Achslagerungen des Prüfrades und des Prüflings, bzw. Meisters, einschließlich der Möglichkeit einer entsprechenden Messung. Die Merkmale des Anspruches 10 befassen sich mit einer Ausgestaltung der Prüfvorrichtung zur Feststellung von Fehlern, bzw. Ungenauigkeiten in der Teilung.

Die zuletzt genannten beiden Meßanordnungen können gemäß Anspruch 11 zu einem Gerät gekoppelt bzw. miteinander verbunden sein. Dies ist sowohl hinsichtlich des Gestehungspreises als auch der Bedie­ nung von Vorteil. Insbesondere ist hierdurch eine gemeinsame Auf­ zeichnung beider Messungen möglich.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 6, 12-14 beschrieben. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den im wesent­ lichen schematischen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 bis 3 Prüfling, bzw. Meister und Prüfvorrichtung in drei verschiedenen Winkelstellungen der gegenseitigen Drehmitnahme,

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

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

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

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

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

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

Fig. 11 eine sich unter Verwendung der Prüfvorrichtung 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 Prüfeinrichtung 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 bzw. 9′ des Umfanges 6 des Prüfquerschnittes an den Flanken 3 des Zahnes etwa im Mittenbereich zwischen Zahnkopf 10 und Zahnfuß 11 befinden.

Sämtliche Prüflehren sind auf einem Kreis angeordnet und besitzen dabei in Kreisumfangsrichtung einen Abstand bzw. eine Teilung, welche dem Abstand bzw. der Teilung der Zähne 2 des Prüflings, 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 einrichtung 13 her radial nach außen gerichtet. In der bevorzugten und besonders einfachen Form gemäß diesem Ausführungsbeispiel besteht die Prüfeinrichtung 13 aus einem Prüfrad 14 mit nach außen radial vorragenden Vor­ sprüngen 15, welche in den bereits erläuterten Prüfquer­ schnitt 6 auslaufen. Das Prüfrad 14 und die Teile 15, 5 sind bevorzugt miteinander einstückig. Zwischen den Vor­ sprüngen 15 mit Prüfquerschnitt 5 ist genügend Platz bzw. "Luft" 19 vorhanden, daß die Köpfe der Zähne 2 nicht mit den Flanken der Vorsprünge 15 und dem dazwischen befind­ lichen Bodenteil 20 kollidieren können.

Der Prüfling bzw. Meister 1 und die Prüfeinrichtung 13 sind um ihre Mittelachsen 12, 16 in den angegebenen Pfeilrich­ tungen drehbar. Änderungen des Abstandes a zwischen diesen Achsen zeigen etwaige Abweichungen im Rundlauf des Prüf­ lings 1 an. Hierzu ist eine der Achsen 16 oder 12 in Pfeil­ richtung 17 verschiebbar, wobei durch Federdruck 18 Prüfling, bzw. Meister und Prüfeinrichtung gegeneinander gedrückt werden. Aus Änderungen des Abstandes a läßt sich auch auf das oben erwähnte Maß über zwei Rollen schließen. Dies wird anhand der Fig. 7 bis 9 noch näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Ausgangsposition 0°, Fig. 2 eine Drehung des Prüflings demgegenüber um 4,091° und Fig. 3 eine wei­ tere Drehung des Prüflings um gegenüber Fig. 1 insgesamt 8,1818°. Die jeweiligen Achsabstände a sind in mm eingetra­ gen. 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 Dar­ stellung in Fig. 4). Hier ist der Achsabstand a am größten, nämlich im gezeichneten Ausführungsbeispiel 54, 1511 mm. Aufgrund der Form und der Größe des Prüfquerschnittes, ins­ besondere Wahl des o. g. Radius r dringt in den Positionen der Fig. 1 und 4 nur einer der Prüfköpfe in eine Zahnlücke des Prüflings, bzw. Meisters ein, wodurch sich der vorgenannte Achsabstand a ergibt. Werden Prüfrad und Prüfling bzw. Meister um einen entsprechenden Winkel gegeneinander gedreht, so gelangen sie in die Position der Fig. 3 und 5, in der zwei Prüfquerschnitte 5 in die Zahnlücken 8 des Prüflings oder Meisters eingreifen. Auch dies wird durch die Formgebung und Größe der Prüflinge ermöglicht. Während in der Position gemäß Fig. 1 und 4 die Anlagepunkte 9 des Umfanges 6 des Prüfquer­ schnittes an den Flanken 3 der Zähne symmetrisch, d. h. im gleichen Abstand vom Zahnkopf 2 gelegen sind, sind in der Position gemäß Fig. 3 und 5 aufgrund der Winkellage der Prüf­ querschnitte zu den Zähnen des Prüflings oder Meisters die An­ lagepunkte 9′ gewissermaßen asymmetrisch gelegen, nämlich in ungleichen Abständen von den Zahnköpfen 2. In beiden vorgenann­ ten Stadien ist aber eine Anlage des Umfanges 6 der Prüfquer­ schnitte 5 an den Zahnflanken 3 gegeben. Wie Fig. 3 zeigt, ist im Falle der Position der Fig. 3 und 5 der Achsabstand a gleich 53,8713 mm, d. h. kleiner als der Achsab­ stand a in der Position der Teile gemäß den Fig. 1 und 4. Aus diesen Unterschieden der Achsabstände ergeben sich die Kurven gemäß den Fig. 9 bis 12, wobei die hochgelegenen Scheitelpunkte dem großen Achsabstand a der Fig. 1 und 4, die tiefergelegenen Scheitelpunkte dieser Kurven dem kleinen Achsabstand a der Fig. 3 und 5 entsprechen.

Der Prüfquerschnitt 5 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 Ab­ wälzen wie bei den sogenannten Wälzzahnrädern statt. Aufgrund dieses Gleitens des Umfanges 6 an den Flanken 3 ergeben sich auch in der Meßkurve die nachstehend erwähnten kleineren sinus­ förmigen 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. Dage­ gen können Rundlauffehler und Fehler in der Teilung auch ohne Verwendung eines Meisters, d. h. allein durch Messung am entspre­ chenden 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, wobei 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 Prüfrad 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 Spitzenlagerung 26, der jeweilige Prüfling oder Meister 1 am Gestell 21 ge­ lagert. Die Drehachse 28 des Prüflings oder Meisters ver­ läuft in diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Achse 22. Ihre Drehrichtung ist gemäß Pfeil C′ zur Drehrichtung C ent­ gegengesetzt. Der Abstand a zwischen den Mittellängslinien 22′, 26′ der Achsen 22, 28 wird in der Weise gemessen, daß ein Schlit­ ten 29, der über zwei Arme 29, 30 die Spitzenlagerung 26 trägt, in Pfeilrichtung Y hin und her verschiebbar ist. Dabei ist eine sich am Gestell abstützende Feder 31 vorgesehen, welche den Prüfling bzw. Meister 1 gegen das Prüfrad 23 drückt. Die Abweichungen a1 im Achsabstand a werden mit Hilfe eines Linearmaßstabes 32 an der Prüfvorrichtung und eines entspre­ chend der Verschiebung des Meisters oder Prüflings in Pfeil­ richtung Y entlang des Linearmaßstabes sich verschiebenden Strichcode-Empfängers 33 gemessen. Die vorgenannte Relativver­ schiebbarkeit zwischen Prüfrad einerseits und Meister, bzw. Prüfling andererseits kann auch so erreicht werden, daß Mei­ ster bzw. Prüfling am Gestell der Prüfvorrichtung 21 fix ange­ bracht sind, während das Prüfrad demgegenüber längsverschieb­ bar gelagert ist. Linearmaßstab und zugehöriger Strichcode- Empfänger müßten dann an einer Stelle angeordnet sein, an der die Relativverschiebung des Prüf­ rades zum Gestell der Prüf­ vorrichtung 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 zusammen, wo­ bei der Abstand b_P zwischen aufeinanderfolgenden Scheiteln dieser Welle sich daraus ergibt, daß beim Übergang von der Position der Fig. 1, 4 zu der der Fig. 3, 5 und wieder zurück in die Position der Fig. 1, 4 die Prüfquerschnitte 5 mehr oder weniger tief in die Zahnlücken 8 eindringen. Dagegen ist der Betrag a1 hier ein Maß für einen vorhandenen Rund­ lauffehler, da er die größte Abweichung zwischen Scheiteln einer Seite dieser Kurve beinhaltet.

Fig. 9 zeigt die entsprechende Kurve, die anhand eines soge­ nannten Meisters aufgenommen wurde. Hieraus ergibt sich, daß der Rundlauffehler "a1" gleich 0 ist. Dieser Wert 0 ist durch die sogenannte Meister-Referenz 35 gekennzeichnet, die von den maximalen Scheitelpunkten dieser "Meister"-Kurve gebil­ det 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 a1 des jeweiligen Prüflings 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 wesent­ lich, 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 a1 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 Maximal­ werten dieser Prüflings-Kurve gemäß Fig. 10 zur Null-Linie 35 des Meisters entspricht der Achsabstandsdifferenz Prüfling zum Meister, wobei in diesem Falle der Prüflingsdurchmesser größer als der Meisterdurchmesser ist. Dies und die vorste­ henden Ausführungen gelten, was der Vollständigkeit halber er­ wähnt 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 Bezugszeichen 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 weiterer Zahnpaare (2 und 13, 3 und 14 usw.) des Prüflings festgestellt und ausgewertet. Es ist ersichtlich, daß sich alle Maße "a1", "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 Prüflings 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 der 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 g₂ zwischen den Zähnen 19 und 20 gekennzeichnet. Die Teilungsabweichung ist somit g₁-g₂. Ferner sind noch die Maße b_p und a1 eingezeichnet, wobei a1 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 Prüflings, 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 Prüfrad 23 wird in der Richtung der Längsmittelachse 26′ des Prüflinges verschoben (siehe auch den Doppelpfeil 36). Die Bewegungen des Prüfrades 23 in Richtung des Doppelpfeiles 37 bewirken eine Verschiebung des zugehörigen Strichcode-Empfänger 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 Prüfrades können 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 Prüfrad 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 Prüfräder 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 Prüfrades verläuft.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung zur Messung etwaiger Fehler in sogenannten Dachschrägen 3′′ der Zähne 2′′ eines entsprechen­ den Prüflingrades 1′′. Im übrigen gelten hier die Bezifferungen gemäß Fig. 6. Fig. 8a zeigt, in Richtung des Pfeiles A, den Prüfling 1′′ mit Zähnen 2′′ und den Dachschrägen 3′′ dieser Zähne, die z. B. bei Getrieberädern erforderlich sind. Ferner ist das Prüfrad 23 mit dargestellt.

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.

Claims (14)

1. Verfahren zur Prüfung etwaiger Fehler bzw. Ungenauigkei­ ten an Steckzahnrädern mit einer Form der Zähne, die ein Abwälzen auf einem Gegenzahnrad mit gleich geformten Zähnen verbietet oder an Prüflingen mit Zähnen oder zahnähnlichen Teilen, die ähnlich wie die Zähne von Steckzahnrädern geformt sind, wobei eine Prüfeinrichtung verwendet wird, die mehrere, in die Zahnlücken zwischen zwei Zähnen des Prüflings einbringbare Prüflehren auf­ weist, und wobei der zum Eingriff in die Zahnlücken des Prüflings bestimmte Prüfquerschnitt der Prüflehren bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig ist und wobei der Radius des Prüfquerschnittes der Prüflehren in bezug auf Ausbildung und Form der Zähne des Prüflings so gewählt ist, daß jeweils die Prüflehre an den Flanken der Zähne des Prüflings zwischen Zahnkopf und Zahnfuß anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung eine um eine Achse umlaufende Einrichtung, insbesondere ein Prüfrad ist, daß alternierend nur eine der Prüfleh­ ren (5), danach zwei der Prüflehren, dann wieder nur eine der Prüflehren und so weiter in die Lücken (8) zwischen den Zähnen (2) des Prüflings (1, 1′, 1′′) einge­ führt werden, wobei anstelle des Prüflings auch ein sogenannter Meister dem Verfahren unterzogen werden kann, daß die Unterschiede der Eindringtiefe nur einer der Prüflehren einerseits und zweier Prüflehren anderer­ seits mit Hilfe des Feststellens der Änderung der Achs­ abstände (a) von Prüfling und Prüfeinrichtung erfaßt und aufgezeichnet werden und daß die vorgenannten Verfah­ rensmaßnahmen kontinuierlich durch Umlaufen der Prüfein­ richtung (13) erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anhand einer Relativverschiebung zwischen der Prüfein­ richtung (13) und dem Prüfling (1, 1′, 1′′) Fehler oder Ungenauigkeiten des Abstandes (a) der Achse (22) der Prüfeinrichtung von der Achse (28) des Prüflings und /oder das sogenannte "Maß über zwei Rollen" gemessen und aufgezeichnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß Fehler oder Ungenauigkeiten in der Zahnteilung oder Steigung des Prüflings gemessen und aufgezeichnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungen der Fehler oder Ungenauigkeiten von Achsabstand (a) und/oder "Maß über zwei Rollen" und die Aufzeichnung der Fehler oder Ungenauigkeiten der Zahnteilung zu einer gemeinsamen Aufzeichnung zusammen­ gefaßt werden.

5. Prüfvorrichtung zur Prüfung etwaiger Fehler oder Unge­ nauigkeiten an Steckzahnrädern mit einer Form der Zähne, die ein Abwälzen auf einem Gegenzahnrad mit gleich geformten Zähnen verbietet, oder an Prüflingen mit Zähnen oder zahnähnlichen Teilen, die ähnlich wie die Zähne von Steckzahnrädern geformt sind, wobei eine Prüfeinrichtung vorgesehen ist, die mehrere, in die Zahnlücken zwischen zwei Zähnen des Prüflings einbring­ bare Prüflehren aufweist, und der zum Eingriff in die Zahnlücken des Prüflings bestimmte Prüfquerschnitt der Prüflehren bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig ist und wobei der Radius des Prüfquerschnittes der Prüflehren in bezug auf Ausbildung und Form der Zähne des Prüflings so gewählt ist, daß jeweils die Prüflehre an den Flanken der Zähne des Prüflings zwischen Zahnkopf und Zahnfuß anliegt, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüf­ einrichtung (13) ein Prüfrad (14, 23) ist, bei dem die Prüflehren (5) auf einen Kreis, in Radialrichtung nach außen vorstehend, angeordnet sind und dabei in Umfangs­ richtung eine der Teilung der Zähne (2) des Prüflings (1, 1′, 1′′) entsprechende Teilung aufweisen, daß eine Formgebung des Prüfquerschnitts der Prüflehren (5) gewählt ist, die alternierend ein Eindringen nur einer Prüflehre oder zweier Prüflehren in die Zahnlücken (8) erlaubt, wobei beim Eindringen nur einer Prüflehre ein größerer Achsabstand (a) zwischen Prüfrad (14, 23) und Prüfling (1, 1′, 1′′) gegeben ist, als beim Eindringen zweier Prüflehren, daß Prüfling einerseits und Prüfrad andererseits in Richtung des Achsabstandes (a) relativ zueinander verschieblich angeordnet sind, daß eine Vorrichtung zur Messung und Aufzeichnung des Achsabstan­ des (a) vorgesehen ist, und daß das Prüfrad (14, 23), sowie der Prüfling in einander entgegengesetzten Rich­ tungen relativ zuueinander bewegbar, insbesondere in einander entgegengesetzten Drehrichtungen drehbar sind, wobei während dieses Bewegens oder Drehens die Anlage­ flächen oder -stellen der Prüflehren und der Zahnflanken aneinander gleiten.

6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfrad (14) zusammen mit den Prüflehren (5) einstückig ausgebildet ist.

7. Prüfvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüflehren (5) von Vorsprüngen (15) des Prüfrades (14) gebildet sind, wobei sich die Vor­ sprünge (15) am Prüfrad radial nach außen erstre­ cken, und daß sich zwischen den Vorsprüngen (15) Zwi­ schenräume (19) befinden, die einen Eingriff der Zahn­ köpfe (10) des Prüflings (1) ermöglichen.

8. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ge­ kennzeichnet durch eine Andruckvorrichtung (18), um Prüfling (1, 1′, 1′′) und Prüfrad (14) federnd gegenein­ ander zu drücken.

9. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß je eine Lagerung der Achsen (22, 28) des Prüfrades (23) und des Prüflings (1, 1′, 1′′) vorgesehen ist, daß eine dieser Achslagerungen fest und die andere Achslagerung verschieblich an einem Gestell angebracht ist und daß eine Meßvorrichtung (32, 33) für das Maß der Verschiebung der anderen Achslage­ rung vorgesehen ist.

10. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Drehachse (22) des Prüfrades (23) oder der Drehachse (28) des Prüflings (1, 1′, 1′′) eine in Drehrichtung umlaufende Teilung (24) angebracht ist, deren Drehlage durch eine weitere Meß­ vorrichtung (34) erfaßt wird.

11. Prüfvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Kopplung der Meßvorrichtungen (32, 33, 24, 34) und einer für die Meßvorrichtungen gemeinsamen Aufzeich­ nungsvorrichtung.

12. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung, derart, daß die Längsmittelachsen (22′, 26′) vom Prüfrad (23) einerseits und Prüfling (1) andererseits zueinander parallel ver­ laufen.

13. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachsen (22′, 26′) vom Prüfrad (23) einerseits und Prüfling (1′, 1′′) andererseits im Winkel zueinander verlaufen.

14. Prüfvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Prüfling (1)′ in Form eines Gewindebolzens und einem Prüfrad oder zwei Prüfrädern, das oder die in Längsrichtung des Prüflings (1′) in dessen Zähne ein­ greifend verschiebbar ist oder sind.