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Meßgerät zur Bestimmung der Zahnweite von Kegelrädern Die Erfindung
geht aus von einem Meßgerät, das zwei um eine Achse schwenkbare, mit je einer ebenen
Meßfläche versehene Meßschenkel, bei denen die Schnittlinie der beiden Meßflächen
parallel zu der Schwenkachse liegt, und eine den beiden Meßschenkeln zugeordnete
Winkelmeßvorrichtung enthält. Als Meßschenkel dienen Flacheisen, deren Breitseiten
in einer senkrecht auf der Schwenkachse der Meßschenkel stehenden Ebene liegen,
während die schmalen Seiten der Meßschenliel die Meßflächen sind. Geräte dieser
Art werden als Winkelmesser benutzt und konnten wegen ihres konstruktiven Aufbaues
bei Kegelrädern nur zur Messung des Außenwinkels, des Grund-, Teil- und Kopfkegelwinkels
verwendet werden. Um mit einem solchen Gerät nun auch die Zahnweite von Kegel rädern
mit Evolventen- oder evolventenähnlicher Verzahnung bestimmen zu können, sind nach
der Erfindung die flach ausgebildeten Meßschenkel an dem Meßgerät sq angeordnet,
daß die einander zugekehrt liegen den Breitseiten als Meßebenen dienen.
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Durch eine solche Anordnung der Meßschenkel ist es nunmehr möglich,
diese in die Zahnlücken einzulegen und mit ihnen die Zahnweite eines Kegelrades
zu bestimmen.
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Unter Zahnweite ist bei Kegelrädern ein Winkelmaß zu verstehen, das
durch den Winkel zwischen zwei an den einander abgekehrten Zahnflanken wenigstens
zweier Zähne angelegten, die Zahnflanken tangierenden ebenen Neffläcben bestimmt
wird, und zwar unter der Bedingung, daß die Schnittlinie der beiden Meßflächen ungefähr
senkrecht auf der durch die beiden Berührungslinien der Meßflächen mit den Zahuflanken
gelegten Ebene steht.
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Um mit dem erfindungsgemäßen Gerät auch die Zahnteilung von Kegelrädern
bestimmen zu können, ist es vorteilhaft, auf einem der beiden Meßschenkel eine dritte
ebene Meß-Aäche vorzusehen und so anzuordnen, daß sie
die Schnittlinie
der beiden anderen Meßflächen enthält. Hier ist unter Zahnteilung bei Kegelrädern
ebanfalls ein Winkelmaß zu verstehen, das durch den Winkel zwischen zwei an die
gleicllgerichteten Zahnflanken mindestens zweier aufeinanderfolgender Zähne angelegten,
die Zahnflanken tangierenden ebenen Aleßflächen, und zwar zwischen der ersten und
der dritten Meßfläche, bestimmt wird.
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Da bei kleinen Winkeln ein genaues Anlegen der Meßflächen an den
Zahnflanken nicht leicht erzielbar ist, ist es vorteilhaft, wenn eine der Äießfläcben
durch die Schneidenkanten eines mit zwei Schneiden versehenen Tasters gebildet wird,
wobei die Schneidenkanten vorzugsweise parallel zueinander verlaufend und senkrecht
auf dem Meßschenkel stehend angeordnet sind, und wenn ferner der Taster um eine
parallel zu der Meßfläche liegende Achse schwenkbar angeordnet ist, dessen Schwenkbewegung
meßbar angezeigt wird. Besonders vorteilhaft ist es, den Taster so anzuordnen, daß
er vorzugsweise in einer senkrecht zu der Meßfläche stehenden Ebene verschiebbar
oder um eine zweite zu seiner ersten Schwenkachse parallel liegende Achse schsvenkhar
gelagert ist, dessen Verschiebung bzw. deren Schwenkbewegung meßbar angezeigt wird.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, den beiden AIeßschenkeln mindestens
einen Anschlag zuzuordnen, der um eine die Schwenkachse der beiden Meßschenkel vorzugsweise
senkrecht kreuzende Achse schwenkbar gelagert ist und zum Aufsetzen auf den Fuß-
oder Kopfkegel des Kegel rades oder zum Einlegen zwischen zwei Zähnen, die er an
den Zahnflanken berührt, dient.
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Ferner empfiehlt es sich, den einen der beidLn Meßschenkel mit einem
in Richtung des Schenkels verschiebbaren Anschlag zur Be-Bestimmung des Abstandes
des Ergänzungskegels von der Kegelspitze auszurüsten.
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Wenn die Teilung auf dem Teilkegel gemessen werden soll, so ist es
empfehlenslvert, die Schwenkachse der Meßschenkel gegenüber den AIeß;lächen so anzuordnen,
daß sie unter dem Eingriffswinkel zu jeder der beiden Meßflächen geneigt ist. Unter
dem Eingriffswinkel ist der Winkel zu verstehen, den die Zahnfianlie des zugehörigen
Planrades mit der Teilebene des Planrades bildet.
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Das Meßgerät gemäß der Erfindung wird zum Nachmessen der für Kegel
räder errechneten Sollwerte der Zahnweite und Zahnteilung verwendet. Die Nachmessung
der Zahnweite wird zur Prüfung der für Kegelräder erforderlichen Zahndicke durchgeführt,
wobei der Unterschied zwischen dem gemessen Wert und dem errechneten Sollwert cili
Älaß fiir die erforderliche Werkstück- oder Werkzeugzustellung an der Zahnradmaschine
ergibt.
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Beispielsweise Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung sind
in den Abb. 1 bis II der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. I das Ateßgerät
in Ansicht, Abb. 2 die an zwei Zähne eines Kegel rades angelegten Meßschenkel im
Querschnitt, Abb. 3 und 4 in Ansicht und Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Anschlages nach Abb. T, Abb. 5 im Längsschnitt die Spreizeinrichtung der beiden
Meßscheukel nach Abb. i, Abb. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Meßgerätes, Abb. 7 in vergrößerte, Maßstab und im Querschnitt die Lagerung des Tasters
nach Abb. 6, Abb. 8 den die Schwenkachse enthaltenden Teil des Meßgerätes nach Abb.
6 teilweise im Längsschnitt, Abb. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anzeigeeinrichtung
des Meßgerätes, Abb. 10 das Meßgerät in der Gebrauchsstellung bei der Bestimmung
der Eingriffsteilung und Abb. 11 das Äfefigerät in der Gebrauchs. stellung bei der
Bestimmung der Zahnteilung in bezug auf den Teilkegel.
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In Abb. 1 sind mit 1 und 2 zwei um eine Achse A-A schwenkbare Schenkel
bezeichnet.
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Der Schenkel 1 ist mit einer ebenen Meßfläche 3 und der Schenkel 2
mit zwei ebenen Meßflächen 4 und 5 versehen, die alle drei in einer gemeinsamen,
mit der Schwenkachse A-A der bei den Schenkel zusammenfallenden Schnittlinie einander
schneiden. Ein Arm 6 bzw. 7 ist an dem Schenkel I bzw. 2 so schwenkbar gelagert,
daß die Achse seines Schwenkzapfens 8 bzw. g senkrecht auf der Meßfläche 3 bzw.
4 steht. Beide Arme endigen je in einem kugelförmigen Anschlag 10 bzw. 11. Der dem
Zapfen 8 bzw. 9 zugekehrte Teil des Armes ist mit einem Zeiger 12 bzw.
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I3 versehen, der einer am Schenkel I bzw. 2 vorgesehenen Teilung 14
bzw. 15 zugeordnet ist. Mittels einer Rändelmutter 16 bzw. 17 kann der Arm festgeklemmt
werden, so daß die beiden Meßflächen der Schenkel die gewünschte Meßlage einnehmen
wenn die Anschläge 10 und 11 den Kopfkegel berühren, wie aus Abb. 2 ersichtlich
ist. An Stelle des kugelförmigen Anschlages kann auch eine Schiene benutzt werden.
Abb. 3 und 4 zeigen, wie z. B. an dem Schenkel 2 eine Schiene 18 mittels eines Zapfens
19, dessen Achse senkrecht auf der Meßfläche 4 steht, schwenkbar gelagert ist und
mit einer Rändelmutter 20 festgeklemmt werden kann. Der Zapfen
Ig
ist mit einem Zeiger 21 versehen, dem eine auf dem Schenkel 2 vorgesehene Teilung
22 zugeordnet ist. In gleicher Weise ist der Schenkel 1 mit einer Schiene ausgerüstet.
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Der Schenkel 1 ist an einem am Schenkel 2 vorgesehenen Zapfen 23 schwenkbar
gelagert und an diesem durch eine Mutter24 gesichert, wie Abb. 5 veranschaulicht.
Der Schenkel 2 trägt ein Schneckenradsegment 25, das mit einer am Schenkel 2 gelagerten
Schnecke 26 kämmt. Auf der Welle 27 dieser Schnecke sitzt ein Antriebsknopf 28.
Der Schenkel 2 ist ferner mit einer Winkelteilung 29 versehen, der ein auf dem die
Schnecke 26 tragenden Teil des Schenkels 1 angebrachter Zeiger 30 zugeordnet ist.
Der durch die beiden Meßflächen eingeschlossene Winkel wird an der Teilung 29 abgelesen
und mit dem errechneten Sollwert der Zahnweite bzw. der Zahnteilung des Kegelrades
verglichen. Zur Bestimmung der Zahnweite werden zwischen den beiden Meßflächen 3
und 4 mindestens zwei Zähne des Kegel rades eingeklemmt und die Meßflächen so an
die Zahnflanken gelegt, daß sie die Zahnflanken tangieren und die Schwenkachse A-A
ungefähr senkrecht auf der durch die Berührungslinie der Meßflächen 3 und 4 mit
den Zahnflanken gelegten Ebene steht. Zur Bestimmung der Zahnteilung werden die
beiden Meßflächen 3 und 5 benutzt, die an die gleichgerichteten Zahnflanken mindestens
zweier aufeinanderfolgender Zähne so angelegt werden, daß sie die Zahnflanken tangieren.
Das Meßgerät kann auch so ausgeführt sein, daß es entweder nur die für die Zahnweiten-
oder die für die Zahnteilungsmessung bestimmten Meßflächen enthält.
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Abb. 6 zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung des Meßgerätes
wie die nach Abb. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die ebene Meßfläche 3 durch
die Schneidenkanten eines mit zwei Schneiden 31 und 32 versehen nen Tasters 33 gebildet
ist. Die Meßfläche 3 in- Abb. I ist hier durch eine strichpunktierte gerade Linie
angedeutet. Die Schneidenkanten verlaufen parallel zueinander und sind senkrecht
stehend auf dem Schenkel 1 angeordnet. Für die Teile, die sich bereits in der Anordnung
nach Abb. I vorfinden, sind die dort für diese Teile gewählten Bezugszeichen beibehalten.
Der Taster 33 ist um einen parallel zu der Meßfläche liegenden Bolzen 34 schwenkbar
angeordnet, der in dem Lagerkörper 35 gelagert ist, wie aus dem in vergrößertem
Maßstab dargestellten Schnitt in Abb. 7 ersichtlich ist. Der Lagerkörper 35 ist
in einer senkrecht zu der Meßfläche verlaufenden Richtung auf einem Tragkörper 36
und dieser wiederum auf dem Schenkel I verschiebbar angeordnet. Zur Führung des
Lagerkörpers 35 dienen die beiden Führungsleisten 37 und 38 sowie die seitlichen
Führungsrollen 39, 40, 41 und 42. Der Taster 33 trägt ferner einen mit einem Zahnsegment
43 ausgerüsteten Arm 44. Dieses Zahnsegment kämmt mit einem am Lagerkörper 35 geM
lagerten, mit einem Zeiger45 ausgerüsteten Zahnrad 46, wobei der Ausschlag dieses
Zeigers auf einer an dem Tragkörper 36 vorgeseltenen Teilung 47 abgelesen werden
kann.
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Der Lagerkörper 35 ist mit einer Zahnstange 48 versehen, die mit einem
am Tragkörper 36 gelagerten, mit einem Zeiger 49 versehenen Zahnrad 50 kämmt. Die
Schwenkbewegung des Zeigers 49 kann auf einer an dem Tragkörper 36 vorgesehenen
Teilung abgelesen werden. Der Lagerkörper35 besitzt weiterhin einen Anschlag 52,
der mittels einer zwischen dem Lagerkörper 35 und dem Tragkörper 36 angeordneten
Druckfeder 53 gegen die Führungsleiste 37 gedrückt wird. Auf dem Schenkel 1 ist
zur Bestimmung des Abstandes des Ergänzungkegels von der Kegel spitze ein Anschlag
54 verschiebbar angeordnet, der mit einem Nonius 55 versehen ist. Mit Hilfe dieses
Nonius kann an der auf dem Schenkel 1 vorgesehenen Teilung 56 der Abstand unmittelbar
abgelesen werden. Ein schienenförmiger Anschlag 57 ist an den beiden Schenkein I
und 2 sowohl um dieAchseA-A als auch um die Achse B-B schwenkbar angeordnet. Zu
diesem Zweck ist ein für diesen Anschlag bestimmter Lagerteil 58 mit einem Zapfen
59 versehen, der in dem als Hohlwelle ausgebildeten Zapfen 23 sitzt und mittels
der beiden Muttern 60 gesichert ist. Mit einem Zeiger 61 kann die Lage des Anschlages
57 an einer am Lagerteil 58 vorgesehenen Teilung 62 eingestellt werden. Der Anschlag
57 wird auf den Grundkegel des zu messenden Kegelrades, wie aus Abb. 2 ersichtlich
ist, aufgesetzt. Der schienenförmige Anschlag 57 kann auch als Kugel ausgeführt
sein, die zwischen zwei Zähnen so eingelegt wird, daß sie die Zahnflanken in der
Nähe des Teilkegels be rührt. Mit 63 ist ein am Lagerteil 58 angeordneter Schwenkbolzen
bezeichnet. Bei der Messung mit diesem Gerät werden zunächst die Meßflächen 3 und
4 auf den Sollwert der Zahnweite eingestellt. Dann wird das Gerät mit dem Anschlag
57 auf den Zahnfußkegel aufgesetzt und mit der ebenen Meßfläche 4 an der anliegenden
Zahnflanke so verschoben, daß der Zeiger 49 an der Teilung 51 in seiner Nullstellung
steht. Befindet sich der Zeiger 45 an der Teilung 47 nicht in seiner Nullstellung,
so kann an der Teilung 47 bei entsprechender geeichter Teilung unmittelbar das Maß
der Abweichuhng von dem errechneten Zahnweitensollwert abgelesen werden.
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In Abb. 9 ist schematisch die Wirkungsweise einer t-eiteren Ausführungsform
des Meßgerätes dargestellt, die im wesentlichen der Anordnung nach Abb 6 entspricht.
Die Achse 34 des Tasters 33 ist auf einem Schwenkkörper 64 angeordnet, der um eine
parallel zu dieser Achse liegende Achse 65 schwenkbar gelagert ist. Auf dem Schwenkkörper
64 ist das mit dem Zeiger 45 ausgerüstete Zahnrad 46 -angeordnet, ferner ist auf
ihm die Teilung 47 vorgesehen. Die Schwenkbewegung der Achse 34 um die Achse 65
wird mittels eines Zahnradsegmentes 66 auf ein am Tragkörper 36 gelagertes Zahnrad
67 übertragen. Durch einen mit diesem Zahnrad verbundenen Zeiger 68 wird die Schwenkbewegung
auf einer Teilung 69 angezeigt.
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Der Schenkel 2 trägt ein Zahnradsegment 70, während ein mit diesem
Segment kämmendes, mit einem Zeiger 7I verbundenesZahnrad 72 an einem an dem Schenkel
I sitzenden Tragarm 73 gelagert ist. An einer Teilung 74 wird der von den beiden
Meßflächen eingeschlossene Winkel angezeigt. Der Anschlag 57 nach Abb. 6 ist der
Übersicht halber nicht mit eingezeichnet.
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Die in Abb. 10 und 11 in perspektivischer Ansicht dargestellten Meßgeräte
veranschaulichen eine Messung der Zahnteilung mittels der beiden Äießflächen 3 und
5, bei der durch Schwenken des Gerätes in der durch Pfeile angegebenen Richtung
der kleinste zwischen den Meßflächen eingeschlossene Winkel bestimmt wird. Das Gerät
nach Abb. II unterscheidet sich von dem nach Abb. I0 dadurch, daß die Schwenkachse
der beiden Schenkel jede der beiden Meßflächen 3 und 5 unter dem Eingriffswinkel
schneidet, da die Messung im Gegensatz zu der nach Abb. I0, die zur Bestimmung der
Eingriffsteilung dient. auf den Teilkegel bezogen durchgeführt wird.
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Älit 75 ist die Teilebene des Planliegelrades angedeutet.