DE4418829A1 - Verzahnungsprüfgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verzahnungsprüfgerät, bei dem in zwei diametral einander gegenüberliegenden Zahnlücken eines eine Verzahnung aufweisenden Prüflings je eine Scheibe oder eine Kugel (beides nachfolgend der Einfachheit halber nur noch "Meßkugel" genannt) eines bestimmten Durchmessers einführbar ist und der Abstand dieser beiden Meßkugeln voneinander ("Maß zwischen oder über zwei Kugeln") meßbar ist, wobei Mittel vorgesehen sind, mit denen die jeweilige Meßkugel symmetrisch in der betreffenden Zahnlücke positio­ nierbar ist, wobei ferner zu jeder der Meßkugeln ein Klein­ meßtaster gehört, der aus einem Grundteil und einem daran federnd hin- und herwippbar befestigten Meßteil besteht, wobei jeweils an einem Meßteil eine der Meßkugeln angebracht ist und des Grundteil in oder an einem stationären Teil des Prüfgerätes gelagert ist, wobei ferner das Meßteil Mittel zur elektrischen Messung der Eindringtiefe der jeweiligen Meßkugel in die jeweilige Zahnlücke des Prüflings aufweist, bevorzugt Mittel in Form einer induktiven Meßanordnung, die entsprechend der Wippbewegung des Meßteiles die Spule mehr oder weniger einen Kern des Grundteiles umgibt, oder der Magnetkern mehr oder weniger in eine Spule des Grundteiles eintaucht (Oberbegriff des Anspruches 1).

Ein solches Ver­ zahnungsprüfgerät ist Gegenstand des Hauptpatentes 43 26 506, wobei der stationäre Teil um eine Achse pendelnd am Prüfgerät gelagert ist, welche parallel zur Längsachse des Prüfgerätes verläuft.

Die Aufgaben- bzw. Problemstellung der Erfindung besteht darin, auf der Lehre des Hauptpatentes P 43 26 406 basie­ rend, weitere Ausführungen eines Verzahnungsgerätes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen.

Hierzu sieht die Erfindung, ausgehend von einem Verzahnungs­ prüfgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zunächst vor, daß des Grundteil fest am Prüfgerät angebracht ist und daß das Meßteil zusätzlich zu seiner im Oberbegriff ge­ nannten Wippbewegung um eine Achse zum Grundteil schwenkbar ist, die sich in der Ebene der Wippbewegung befindet und etwa senkrecht zur Längsrichtung des Grundteiles verläuft. Hiermit ist eine feste Anbringung und ein entsprechender Halt des Grundteiles am Prüfgerät gegeben. Für die Zentrie­ rung der Meßkugel im Prüfling ist anstelle der im Haupt­ patent vorgeschlagenen pendelnden Lagerung des Grundteiles gemäß der Erfindung dessen feste Anbringung an einem statio­ nären Teil des Prüfgerätes vorgesehen. Außerdem ist das Meßteil zusätzlich zu seiner o.g. Wippbewegung um die erläu­ terte Achse zum Grundteil schwenkbar. Dies läßt sich kon­ struktiv einfach und wirkungsvoll erreichen. So gibt hierzu Anspruch 7 die Lehre, mit ein und demselben Bauteil, nämlich einer Feder, sowohl die Wippbewegung, als euch die vorge­ nannte Schwenkbewegung zwischen Meßteil und Grundteil zu ermöglichen. Die Feder gewährleistet die selbsttätige Rück­ führung des Meßteiles in die Ausgangslage, sofern die Mes­ sung beendet ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weite­ ren Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung zu entnehmen. Hierzu wird ferner der Offen­ barungsinhalt des Hauptpatentes P 43 26 406.9-52 mit zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung erklärt. Es sind daher auch in der vorliegenden Anmeldung die Bezugszif­ fern aus der Beschreibung des Hauptpatentes verwendet wor­ den, soweit es sich um die gleichen Teile handelt.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 an einem Querschnitt durch einen Prüfling mit Innenverzahnung und einem Verzahnungsprüfgerät mit Außenverzahnung das Meßprinzip des Haupt­ patentes,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung eines Verzahnungsprüfgerä­ tes zur Messung von Innenverzahnungen,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Kleinmeßtaster, der in Fig. 2 nur schematisch dargestellt ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3,

Fig. 5 eine federnde Verbindung zwischen Meßteil und Grundteil des Kleinmeßtasters in der Ruhestel­ lung,

Fig. 5a die Feder nach Fig. 5 in Verdrehstellung.

Fig. 1 zeigt einen Prüfling 1 mit Innenverzahnung 2 und einer Prüfvorrichtung, hier in Form einer Führungsverzahnung 3 mit Außenverzahnung 4 und den beiden Meßkugeln 5. Das Ziel ist die Messung der Abstände a zwischen den beiden Flanken 6 der jeweiligen Zahnlücke 7 des Prüflinges 1 und zwar insbe­ sondere auf dem Teilkreisdurchmesser 8 der Verzahnung. Die in ihrem Durchmesser genau vorgefertigten beiden Meßkugeln 5 werden in die einander gegenüberliegenden beiden Zahnlücken 7 wieder eingebracht. Wie das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2-4 zeigt, können anstelle der vom Prinzip her in Fig. 1 dargestellten Meßkugeln 5 auch Meßscheiben 14 vorgesehen sein, die in ihrem, in die Zahnlücken einbringbaren und der Messung dienenden Bereich 14′ (siehe Fig. 4) kugelförmig ausgebildet sind. Im folgenden ist stets nur von "Meßkugeln" die Rede, womit aber auch die Meßscheiben erfaßt sind.

Der Abstand t (das "Maß zwischen zwei Kugeln") wird in hier nicht dargestellter Weise gemessen. Aus dem Meßergebnis t kann man die Größe der Abstände a in den Zahnlücken ohne weiteres ableiten. Diese Messungen sind für sich bekannt. Sie werden zumindest für zwei, diametral zueinander angeord­ nete Zahnlücken eines Prüflinges durchgeführt. Bevorzugt werden auch weitere Messungen in der Umfangsrichtung 9 an um entsprechende Winkel zueinander versetzte Zahnlückenpaaren durchgeführt. Es sind, wie dieses Ausführungsbeispiel zeigt, Prüflinge mit Innenverzahnung meßbar. Man kann aber auch, wie die nachfolgenden Ausführungen zeigen, das Prinzip der vorliegenden Erfindung an Verzahnungsprüfgeräten vorsehen, bei denen eine Führungsverzahnungshülse mit innenseitiger Führungsverzahnung vorgesehen ist und Prüflinge mit Außen­ verzahnung geprüft werden (in der Zeichnung nicht darge­ stellt).

Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel im Längsschnitt ein Prüfverzahnungsgerät mit einer Führungsverzahnungshülse 17 mit Außenführungsverzahnung 17′, über die in Richtung A der nur strichpunktiert angedeutete Prüfling 1 geschoben (ge­ führt) wird.

Der Kleinmeßtaster besteht aus einem Grundteil 22 und einem Meßteil 23, deren Verbindung miteinander näher anhand der Fig. 3 bis 5a näher erläutert wird. Der Grundteil 22 ist an der Innenseite 17′′ dem Führungsverzahnungshülse 17 fest angebracht. Im vorliegenden Beispiel dienen hierzu zwei Schrauben 41. Fig. 2 zeigt, daß zwei Kleinmeßtaster 22, 23 zueinander diametral angeordnet vorgesehen sind. Der jewei­ lige Meßteil 23 besitzt einen Meßkugelträger 42, der bevor­ zugt mit ihm einstückig ist und an einer Stirnfläche 40 des Grundteiles vorbei verlaufend sich mit der Meßkugel 14 in einer Ausnehmung 16 der Führungsverzahnungshülse 17 befindet und zwar derart, daß die Meßkugel 14 an der Außenseite dieser Ausnehmung soweit vorstehen kann, daß mittels der Wippbewegung des Meßteiles zum Grundteil die Meßkugel ihren Platz in der jeweiligen Zahnlücke 7 findet.

Das Grundteil ist somit an einem stationären Teil des Ver­ zahnungsprüfgerätes fest angebracht, wobei es sich in der Längsrichtung 18-18 des Verzahnungsprüfgerätes erstreckt, welche mit der Längsrichtung der Zahnung 17′ der Führungs­ verzahnungshülse 17 und auch der Schieberichtung A zusam­ menfällt oder dazu parallel verläuft. Der Meßteil 23 ist mit dem Grundteil 22 jeweils so verbunden, daß er zum einen gemäß Ziffer 28 in Fig. 3 zum Grundteil eine Wippbewegung durchführen kann. Ferner kann der Meßteil 23 zum Grundteil 22 eine Schwenkbewegung 41 in einer Ebene durchführen, welche senkrecht zur Ebene der Wippbewegung und in Fig. 4 sich in der Zeichenebene befindet oder dazu parallel ver­ läuft. Hiermit wird ebenfalls die Funktion des Meßprinzips des Hauptpatentes erreicht, jedoch in der Weise, daß das Grundteil 22 stationär am Verzahnungsprüfgerät befestigt ist, d. h. hierzu keine Bewegung durchführen kann. Durch entsprechende Ausbildung des nachstehend noch näher zu erläuternden Verbindungsmittels 24 zwischen Meßteil 23 und Grundteil 22 wird zum einen die erläuterte Wippbewegung entsprechend dem Doppelpfeil 28 und damit eine Bewegung der jeweiligen Meßkugel 14 in Richtung des Doppelpfeiles 27 in Bezug auf die jeweilige Zahnlücke 7 ermöglicht. Die erläu­ terte Schwenkbewegung in Richtung des Doppelpfeiles 41 gibt dem Meßteil 23 und damit der Meßkugel 14 eine gewisse Sei­ tenbeweglichkeit in der Umfangsrichtung 9 (siehe Fig. 1), d. h. eine "schwimmende" Anordnung mit der erreicht wird, daß die betreffende Meßkugel in die von der Messung zu erfas­ sende Zahnlücke hineinkommt und sich darin mittig einordnet, d. h. symmetrisch an den beiden Zahnflanken 6 anliegt.

Fig. 3 zeigt die Anbringung des Meßteiles 23 am Grundteil 22 über eine als Membran ausgebildete Feder 24, die mit ihrem einen Ende 24′ im Grundteil 22 und ihrem anderen Ende 24′′ im Meßteil 23 fest eingelassen ist. Diese Membran aus einem federnden Material, bevorzugt einem federnden Stahl, ist sowohl in den Pfeilrichtungen 28 abbiegbar, als auch in den Pfeilrichtungen 41 verdrehbar. Beide Bewegungen sind gleich­ zeitig durchführbar. Hierzu empfiehlt es sich, daß die Membran 24 zwei Arme 43 aufweist, die mit ihren Stirnenden 24′′ in den Meßteil 23 eingelassen sind. Zwischen diesen Armen 43 ist ein Abstand 44 ausgespart. Hiermit wird die Verdrehbarkeit dieser Membran 24 in Richtung der Pfeile 41 erleichtert. Andererseits ist aber eine genügend Breite b der Membran 24 geschaffen, welche die o.g. Kippbewegung 28 erleichtert und begünstigt. Fig. 5 zeigt die Membran 24 unbelastet und unverdreht. Ihre Längsrichtung 45-45 verläuft parallel zur Längsrichtung 18-18 des Prüfverzahnungsgerätes und damit zur Längsrichtung des Grundteiles 22. Eine Verdre­ hung der Arme 43 der Membran 24 in der Pfeilrichtung 41 ergibt eine Lage der Längsachse 46-46 des Meßteiles, die in einem entsprechenden Winkel zur vorgenannten Achsrichtung 45-45 bzw. zur Achsrichtung 18-18 verläuft.

Fig. 3 zeigt ferner die Meßspulen 25 des Grundteiles und darin entsprechend der Wippbewegung mehr oder weniger eint­ auchende Magnetkerne 26 des Meßteiles 23.

Die Erfindung ist auch bei einem Verzahnungsprüfgerät zu verwirklichen, daß eine nach-innen gerichtete Führungsver­ zahnung aufweist. In diesem Fall befindet sich das Grundteil des Kleinmeßtasters an der Außenseite der Führungsverzahnung fest angebracht. Das Meßteil ist mit der Außenseite des Grundteiles wippbar und schwenkbar verbunden und wird über einen Meßträgerarm mit seiner Meßkugel in den Bereich der Verzahnung des Prüflings gebracht. Auch ist es in einer anderen Ausführung der Erfindung möglich, den Grundteil des Kleinmeßtasters an der Außenseite eines zentralen Lagerkör­ pers des Verzahnungsprüfgerätes fest anzubringen und den Meßteil an der Außenseite des Grundteiles vorzusehen. Die beiden letztgenannten Ausführungsmöglichkeiten sind zeichne­ risch nicht dargestellt.

Statt der Membranfeder gemäß den Fig. 3 bis 5a könnten auch andere Federformen, beispielsweise eine Drahtfeder oder den Armen 43 der Fig. 5, 5a entsprechende Drahtfedern vorgesehen sein.

Die beiden Arme 43 der Membranfederanordnung 24 nach Fig. 5 und auch die beiden vorgenannten Drahtfedern liegen in einer Ebene, die senkrecht zur Ebene des Grundteiles verläuft. Diese Ebene des Grundteiles entspricht der Ebene der Schwenkbewegung 41. Sie befindet sich in der Darstellung der Fig. 4 in der Zeichenebene, während sie in der Darstellung der Fig. 3 senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Dagegen verläuft die vorstehend genannte Achse 47-47 in Fig. 4 senkrecht zur Zeichenebene und damit zum Grundteil. Außerdem befindet sie sich in der Ebene der Wippbewegung. Bevorzugt, beziehungsweise zweckmäßigerweise befindet sich die Achse 47-47 in der Mitte des Grundteiles, wobei die an einem Endbereich des Meßteiles angebrachte Meßkugel somit einen entsprechenden Abstand von der Achse 47-47 besitzt.

Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen untereinander, sind erfindungswesentlich.

Claims (12)

1. Verzahnungsprüfgerät, bei dem in zwei diametral einander gegenüberliegenden Zahnlücken eines eine Verzahnung aufweisenden Prüflings je eine Scheibe oder eine Kugel (beides nachfolgend der Einfachheit halber nur noch "Meßkugel" genannt) eines bestimmten Durchmessers ein­ führbar ist und der Abstand dieser beiden Meßkugeln voneinander ("Maß zwischen oder über zwei Kugeln") meßbar ist, wobei Mittel vorgesehen sind, mit denen die jeweilige Meßkugel symmetrisch in der betreffenden Zahnlücke positionierbar ist, wobei ferner zu jeder der Meßkugeln ein Kleinmeßtaster gehört, der aus einem Grundteil und einem daran federnd hin- und herwippbar befestigten Meßteil besteht, wobei jeweils an einem Meßteil eine der Meßkugeln angebracht ist und das Grund­ teil in oder an einem stationären Teil des Prüfgerätes gelagert ist, wobei ferner das Meßteil Mittel zur elektrischen Messung der Eindringtiefe der jeweiligen Meßkugel in die jeweilige Zahnlücke des Prüflings auf­ weist, bevorzugt Mittel in Form einer induktiven Meßan­ ordnung, die mit einer Spule oder einem Magnetkern versehen sind, wobei entsprechend der Wippbewegung des Meßteiles die Spule mehr oder weniger einen Kern des Grundteiles umgibt, oder der Magnetkern mehr oder weni­ ger in eine Spule des Grundteiles eintaucht, nach Patent 43 26 406.9-52, dadurch gekennzeichnet, daß das Grund­ teil (22) fest am Verzahnungsprüfgerät angebracht ist und daß das Meßteil (22) zusätzlich zu seiner o.g. Wippbewegung (28) um eine Achse (47-47) zum Grundteil schwenkbar (41) ist, die sich in der Ebene der Wippbewe­ gung befindet und etwa senkrecht zur Längsrichtung des Grundteiles verläuft.

2. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Grundteil (22) an einer eine Führungs­ verzahnung (17′) aufweisende Führungsverzahnungshülse (17) fest angebracht ist.

3. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer nach außen gerichteten Führungs­ verzahnung (17′) sich das Grundteil an der Innenseite (17′′) der Führungsverzahnungshülse (17) befindet und daß das Meßteil (23) an der Innenseite (22′) des Grundteiles wippbar (28) und schwenkbar (41) angelenkt ist.

4. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Meßteil (23) einen Meßkugelträger (42) aufweist, der seitlich neben einer Stirnseite (40) des Grundteiles (22) verläuft und mit der Meßkugel (14) in eine Ausnehmung (16) der Führungsverzahnungshülse (17) hineinragt.

5. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer nach innen gerichteten Führungs­ verzahnung sich das Grundteil an der Außenseite der entsprechenden Führungsverzahnungshülse befindet und daß das Meßteil an der Außenseite des Grundteiles wippbar und schwenkbar angelenkt ist.

6. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Grundteil an der Außenseite eines zentralen Lagerkörpers des Verzahnungsprüfgerätes fest angebracht ist, und daß sich das Meßteil wippbar und schwenkbar angelenkt an der Außenseite des Grundteiles befindet.

7. Verzahnungsprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßteil (23) über eine Feder oder Federanordnung (24) am Grundteil (22) ange­ lenkt ist, die sowohl in der Wipprichtung (28), als auch in einer Schwenkrichtung (41) des Meßteiles zum Grund­ teil elastisch abbiegbar ist, wobei diese Schwenkrich­ tung (41) in der Ebene des Grundteiles um eine Achse (47-47) verläuft, die zur Ebene des Grundteiles senk­ recht steht und sich dabei in der Ebene der Wippbewegung befindet.

8. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Achse (47-47) der Schwenkbewegung (41) in der Mitte des Kleinmeßtasters befindet und daß die Meßkugel im Endbereich des zugehörigen Meßteiles und damit im Abstand von der Schwenkachse (47-47) angeordnet ist.

9. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) als membranartige Blattfeder ausgebildet ist.

10. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die membranartige Blattfeder zwei Arme (43) aufweist, zwischen denen sich ein Abstand (44) befindet.

11. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder (24) aus Federdraht oder einem schraubenförmig gewendelten federnden Draht besteht.

12. Verzahnungsprüfgerät nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch zwei Federdrähte oder zwei schraubenförmig gewen­ delte Drähte, die voneinander einen Abstand besitzen.