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Gerät zum Prüfen von Zahnrädern. Bei dem in der Patentschrift 396249
beschriebenen Gerät zum Prüfen von Zahnrädern wird die gegenseitige Lage der beiden
von einem Doppelbildmikroskop entworfenen Bilder zweier nicht gleichgerichteter
Zahnflanken eines zu untersuchenden Zahnrades zur Beurteilung der Genauigkeit der
Verzahnung benutzt. Eine der wichtigsten Prüfungen, die man dabei vorzunehmen pflegt,
ist die Prüfung der Teilung im Teilkreis und in beliebigen, die Verzahnung schneidenden
Kreisen um den Radmittelpunkt. Das Arbeiten mit dem Gerät hat nun den Nachteil,
daß sich jede solche Teilungsprüfung aus mehreren Einzelprüfungen zusammensetzt,
und zwar aus je einer Prüfung des Teilungswertes einer Zahnlücke und eines Zahnes,
weil einerseits die einander benachbarten, nicht gleichgerichteten Flanken einer
Lücke, anderseits die benachbarten, nicht gleichgerichteten Flanken eines Zahnes
Gegenstand der mikroskopischen Beobachtung sind. Die vorliegende Erfindung vermeidet
diesen Nachteil und stellt insofern eine Verbesserung des Gerätes dar, als nunmehr
Teilungsprüfungen unter Vornahme einer einzigen Beobachtung ausgeführt werden können.
flacht man nämlich von einem Mikroskope Gebrauch, durch welches der Gang der Abbildungsstrahlen
der einen der beiden Zahnflanken eine zusätzliche Spiegelumkehrung gegenüber dem
Abbildungsstrahlengange der anderen Zahnflanke erfährt, so überschneiden die Bilder
der beiden Zahnflanken im Bildfelde des Mikroskops einander, wenn beide betrachteten
Zahnflanken gleichgerichtet sind. Beleuchtet man das zu untersuchende Zahnrad von
hinten her, so ergibt sich wieder im Bildfelde dort, wo beide betrachteten Zahnteile
gleichzeitig das Licht abschneiden, jene besonders kennzeichnende, in eine Spitze
auslaufende dunkle Fläche. Die Entfernung zweier benachbarter, gleichgerichteter
Zahnflanken, gemessen auf einem beliebigen Kreise um den Radmittelpunkt, ist aber
gleichbedeutend mit der Teilung in diesem Kreise, also mit derjenigen Größe, auf
welche sich die Prüfung erstrecken soll.
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In der Zeichnung ist der Gang der Abbildungsstrahlen an einem Schema
der optischen Einrichtung eines Ausführungsbeispiels des gemäß der Erfindung ausgestatteten
Gerätes dargestellt. Abb. i zeigt einen Aufriß, Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie
2-2 der Abb. i im Grundriß. Abb. 3 und 4 geben in vergrößertem Maßstabe das Bildfeld
des Mikroskops bei besonders kennzeichnenden Einstellungen eines zu prüfenden Zahnrades
wieder.
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Die Büschel der Abbildungsstrahlen zweier Punkte E und F zweier benachbarter,
gleich-,gerichteter Zahnflanken eines zu untersuchenden Zahnrades b durchsetzen
zwei gleiche halbe Frontlinsen pl- und p2, durch deren Fassung sie halbkreisförmigen
Querschnitt erhalten. Der Objektabstand ist dabei
so gewählt, daß
die scharf eingestellte @be:rfläche des Zahnrades b in der vorderen Lrennebene der
Frontlinsen p' und p1 liegt. Die Bildebene des Mikroskops, in welcher zwei Strichplattezi
e3 und e' angeordnet sind, liegt demzufolge in der hinteren Brennebene eines Hintergliedes
p3, dem die Büschel als parallelstrahlige Büschel zustreben. Die beiden Frontlinsen
p1 und pz sind (wie die Frontlinsen g1 ein Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes
durch zwei Mikrometer g' entgegen einem Federdrucke beweglich geuacht. Das Lot von
der Drehachse des Zahnrades b auf die von den Linsenmittelpunkten bei Verstellung
der Mikrometer beschriebene Bahn trifft diese in einem Punkte G, in welchem sich
bei ganz zusammengeschobenen Halblinsen p1, p2 deren Mittelpunkte decken. Das vom
Punkte h herrührende Büschel erfährt in zwei gleichschenklig-rechtwinkligen Spiegelprismen
q= und q3 je eine Spiegelung, das vom Punkte 1s herrührende Büschel wird dagegen
in einem Pentaprisma q' zweimal gespiegelt und dem Spiegelprisuia q:@ zugeführt,
wo es eine dritte Spiegelung erleidet. Die Hauptstrahlen der Abbildungsbüschel «-erden
somit zwischen den Frontlinsen p1 bzw. p2 und dein Hintergliede p3 parallel zu sich
selbst verschoi,en und infolge der um eins verschiedenen Anzahl der Spiegelungen
erscheint das eine der von den Büscheln im Bildfelde e2 erzeugten beiden Bildern
spiegelverkehrt gegenüber dem anderen. Die Seitenvertauschung findet gemäß der Anordnung
der Spiegelprismen in der Bewegungsrichtung der beiden Frontlinsen p' und p2 statt.
Zur Betrachtung der in der Bildebene erzeugten Bilder der beiden Zahnflanken dient
ein Okular, bestehend aus einer Feldlinse r' und einer lugenliuse r'. Die auf den
Strichplatten e3 und e3 angebrachten Marken sind in den in Abb. S des Hauptpatentes
angegebenen Marken hl, 1e", und i entsprechend angenommen.
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Der Prüfvorgang spielt sich folgendermaßen ab: -Nachdem man die Mikrometer
g3 auf gleiche, dem halfen Teilungswerte des am Gerät eingespannten Zahnrades b
entsprechende Werte eingestellt hat, wodurch der Abstand der Mittelpunkte der Frontlinsen
p1 und p2 gleich der Teilung im Teilkreise wird (der Kreisbogen ist dabei näherungsweise
gleich seiner Sehne angenommen), bringt man das Mikroskope durch Verschieben in
seiner Schlittenführung d2 in eine Stellung gegenüber dem zu prüfenden Zahnrad b,
bei welcher das Bild seines Teilkreises t im Bildfelde e= die Marke h2 in ihrem
Schnittpunkte mit der das Bildfeld halbierenden Marke & berührt. Nunmehr dreht
man das Zahnrad b um seine Dre=hachse, bis von einer Zahnflanke ein Bild s' im Bildfelde
e= erscheint, «-elches im Teilkreise t den Schnittpunkt der Marken h1 und h= trifft.
Bei fehlerfreier Teilung erscheint dann im Bildfelde e1 ein zum Bildes' in bezug
auf die Marke h.1 spiegelverkehrtes Bild s3 einer benachbarten, gleichgerichteten
Zahnflanke s2, welches das Bild s' in eineue mit dein Schnittpunkte der Marken hl
und h2 zusammenfallenden Punkte D, d. h. auf dein Teilkreise, schneidet. Dieser
Punkt D bildet die Spitze einer besonders dunklen, von beiden betrachteten Zahnteilen
gleichzeitig beschatteten Fläche k° (Abb. 3). Ist die Teilung fehlerhaft, so fällt
die Spitze D der Fläche k3 auf einen vom Teilkreise t abweichenden Punkt des Bildes
s'. Nach Einstellen des zulässigenTeilungsfehlers mit Hilfe der Spirale i Kann man
prüfen, ob der etwa vorhandene Fehler die zulässige Grenze überschreitet. Den soeben
beschriebenen Prüfvorgang kann man für jeden beliebigen, die Verzahnung schneidenden
Kreis um den Radmittelpunkt wiederholen, wobei sich die Teilungswerte im Verhältnis
der Durchmesser dieser Kreise zum Teilkreisdurchmesser ändern, während der Teilungswinkel
unverändert bleibt. Hat man einmal für einen beliebigen Kreis die Fehlerfreiheit
der Teilung festgestellt, so genügt die einfache Drehung des "Zahnrades b während
der Beobachtung bei beliebiger Einstellung der Mikrometer auf gleiche YVerte, um
nachzuprüfen, ob auch alle übrigen Teilungswerte fehlerfrei sind. In diesem Falle
beschreibt nämlich der Schnittpunkt D der beiden Zahnflankenbilder s' und s3 während
der Drehung eine Bahn im Bildfelde e2, die sich mit der das Bildfeld e2 halbierenden
Marke lal deckt. `'eicht die Bahn des Punktes D jedoch von der Marke hl ab (Abb.
4), so ist damit nachgewiesen, daß der Teilungswinkel für entsprechende Punkte zweier
benachbarter, gleichgerichteter Zahnflanken veränderlich ist. Zur Prüfung der Verzahnung
auf dem gesamten Umfange des zu prüfenden Zahnrades b hat man das geschilderte Prüfverfahren
nacheinander für alle benachbarten Zahnpaare vorzunehmen.