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Vorrichtung zum Prüfen der Evolvente und des Schrägungsweikels an
Radzähnen
Vorrichtungen zum Prufen evolventenförmiger Zahnflanken arbeiten in der
Regel mit Wälzscheibe, Wälzlineal und einem anzeigenden oder schreibenden Feintaster.
Von diesen bekannten Vorrichtunen unterscheidet sich die vorrichtung gemäß dieser
Erfindung dadurch. daß der Feinstaster an zwei Geradfuhrungen verschiebbar gehalten
ist, wobei die eine in Achsrichtung des Prüflings verläuft, wahrend die andere in
bezug darauf ind ie Schragungswinkel des Prüflings eingeschwenkt werden kann.
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Zweckmaßig wird die in den Schrägungswinkel einschwenkbare Führung
an dem dan Wüzlineal tragenden Schlitten und die in Achsrichtung verlaufende Geradführung
an einem zweiten Schlitten befestigt. der den erstgenannten Schlitten trägt und
ebenfalls in den Walzrichtung bewegt werden kann.
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Mit dieser Vorrichtung kann nicht nur die Evolvente. sonderen auch
der Schrägungswinkel geprüft und etwaige Abweichungen aufgezeichnet weden.
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Vorteilhaft ist, daß die Erwiterung des Meßbereichs von der Evolventenprüfung
zur wahlweisen Evolventen- und Schrägungswinkelprüfung mit schr weigen zusätzlichen
Mitteln erreicht wird Außerordentlich wichtig für die Genauigkeit der Messung ist
auch die zentrale Anordnung der beiden Geradführungen, d. h. der Umstand, daß beide
unmittelbar auf das Gehäuse des Feintasters einwirken. Meßwegverluste durch Spiel
oder Elastizität werden dadurch vermicden oder doch so klein gehalten. daß einen
hohe meßgenaugikeit entsteht. In Fortführung des Erfindungsgedandkens wird dir Vorrichtung
zweckmäßig mit zwei Gewindespindeln versehen, eine für Bewegungen parallel zur Achse
und eine zweite für die Bewegungen in Wälzrichtung. Da zwei in Wälzrichtung bewegeliche
Schlitten vorhanden sind, trägt die Spindel für diese Bewegungsrichtung zwei Muttern.
Alle
Muttern sind ein- und ausschaltbar. Wie die anchfolgende Beschreibung
noch erkennen läßt, wird mit diesen einfachen Mitteln die Bedienung der Vorrichtung
sehr vereinfacht und die Bedienungszeit verkürzt.
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Weitere Einzelheiten der Erfidnung werden an Hand des beschriebenen
Beispiels und der Zeichnung erläutert.
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In der Schaubildlichen Zeichnung bezeichnet 1 das zu prüfende Zahnrad,
eine Stirnrad mit schrägen Zähnen, und 2 die fest mit dem Rad verbunden Wälzscheibe,
in diesem Beispiel in der Größe des Grundkreises ausgeführt. Prüfrad und Crundkreisscheibe
sitzen drehbar auf einem Dornm, der, weil diese Art der Aufnahme bekannt ist, in
der Zeichnung nicht dargestellt wurde.
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Im Vordergrund der Zeichnung befindet sich eine Schlittenführung 3
und darauf ein Schlitten 4. Die Bewegungsrichtung des Schlittens verläuft tangential
zur Wälzscheibe 2. Der Schlitten 4 hat einen Aufsatz 5 mit einer schlitzförmigen,
parallel zur Prüfradachse verflaufenden Geradführung 6.
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An dieser Geradführung eleitet der Träger 24 eines.
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Feintasters 7, der ind iesem Beispiel als schreibender Femtaster mit
dem Schreibhebel 8 und der Diagrammrolle 9 ausgerüstet ist.
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Der Feintaster 7 steht noch unter der Wirkung eienr zweiten Geradführung,
der Kulsse 10, die als eine runde Scheibe ausgebildet ist. der Feintaster gleitet
mit einem entsprechned abgeflachten Bund 12 in einen Schlitz 13 der Kulisse. Sie
selbst ist in einem ringförmigen Rahmen 14 gchalten, der als ein Teil des Schlittens
17 verschiebbar auf dem Schlitten 4 gleitet.
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Der Umfang der kreisförmigen Kulisse ist mit einer im Bild nicht sichtbaren
Geradeinteilung versehen. Der eingestellte Winkel ist mittels des Ablesemikroskops
15 abzulesen. Eine vorhandene Feststellvorrichtung ist nicht mit dangestellt. Der
Tastfinger des Feintasters ist mit einem kugel- oder linsenförmigen Kopf 16 zum
Anlegen an die zu prüfende Flanke ausgerüstet. Der Schlitten 17 kann mit Hilfe den
Stellschraube 18 fest mit dem Schlitten 4 verbunden werden.
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Zur waagerechten Verschiebung des Feintasters 7, bewirkt durch eine
Bewegung der Schlitten 4 und 17, dient eine mittels Kurbel 19 drehbare Gewindespindel
20, zu seiner senkrechten Verschiebung die Gewindespindel 21. die Drehbewegung der
Spindel 21 wird von der Spindel 20 abgeleitet, wenn die verbindenden Kegelräder
22 über die ein-und ausschaltbare Zahnkupplung 23 mit der Gewindespindel 20 verbunden
sind.
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Eine Mutter 25 überträgt die Spindelbewegung auf den Schlitten 4.
Sie umschließt die Spindel nach Art der bekannten Gewindebacken nur halb und kann
mit hlfe des Druckknopfs 26 ein- und ausgeschaltet werden.
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Ein Winkelhebel 27 verbindet den Druckknopf 26 derart mit der verschiebbaren
Kupplemutter der Zhankupplung 2, daß beim Einschalten der Mutter die Zahnkupplung
ausgeschlatet wird, und umgekehrt. Einzelheiten dieses Schalters, wie Federn usw.,
wurden der Einfachheit halber nicht mitgezeichnet.
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Eine zweite. ebenfalls ein- und ausschaltbare Mutter 28 überträgt
die Bewegung der Spindel 20 auf den Schlitten 17, Zum Ein- und Ausschlaten dient
der Knopf 29, der mit einem exzentrischen Zapfen 30 in eine Ringnut der Mutter 31
eingreift.
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In ähnlicher Weise ist der Träger 24 des Feintasters mit der Gewin
despindel 21 zu kuppeln. Dazu dient die Mutter 32 mit Schaltkopf 33.
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Der Einfachheit halber ist der Schaltkopf 33 in der Zeichnung von
Hand Bedienbar dargestellt.
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Zweckmäßig wird er automatisch geschaltet, und zwar durch Einschwenken
der Kulisse 10 in den Schrägungswinke.
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Der nun folgenden Beschreibung der Wirkungsweise der neuen Einrichtung
seine zum besseren Verständnis einige grundsätzliche Bemerkungen voraufgeschickt.
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Durch das Zusammenwirken einer geradlinigen Tangentiablewegung des
Tastkopfs und eine Dreh bewegung des Rads beschreibt der Trastlopf, auf das Rad
bezogen. eine theoretisch einwandfreie Evolvente. etwaige Abweichungen davon werden
von dem Feintaster angezeigt oder bei schredibenden Geräten als Abweichtungen von
einer Geraden aufgezeichnet. Die Größe der Wälzscheibe entspricht der Größe des
Grundkreises.
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Durch das Zusammenwirken eine geradlkinigen Axialkbewegung des Tastkopfs
dund eine Drehbewegung des Rads beschreibt der Tastkopf, auf das Rad bezogen. eine
theoretisch einwandfreie Schraubenlinie. Etwaige Abweichungen der Zahnrichtung.
der Zahnschräge. werden von dem Feintaster angezeigt oder bei schreibenden Geräten
als Abweichungen von einer Geraden aufgezeichnet.
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Da der Zahnschrägungswinkel in der Regel auf den Teilzylinderkopf
bezogen wird, hat in deiesem Falle die Wülzscheibe zweckmäßig den Druchmesser des
Teilkreises. Grungsätzlich kann die Grundkreisscheibe auch zur Ermittlung des Schrägungswinkelfehlers
benutzt werden. dann ist eine Umrecnung des Schrägungsweinkels am Teilzylidner auf
den am Grundzylinder vorzunehmen.
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Verwendet man für die Zahnschrägemessung Wälzscheiben ind en Größe
des Grundkreises und ist dieser kleiner als der Fußkreis oder liegt im Bereich des
Unterschnitts. so könnte der Schrägungswinkel nicht gemessen werden. wenn der Kopf
16 des Tastfindgers senktrecht über dem Wälzlineal liegen würde, wie dieses bei
der Evolventenpuüfung der Fall ist. Wie das Bild zeigt. ist der Feintaster radial
zur Wälzscheibe zu verstellen.
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Seine radiale Lage wird an der Strichteilung 34 abgelesen. Druch eine
leichte Rechnung kann man in einem solchen Falle denjenigen Steigungswinkel der
Kulisse 10 feststellen. der dem gewünschten Schrägungsweinkel entspricht. So kann
amn den Schrägungswinkel an jeder beliebigen Stelle der Zahnhöhe, z. B. auch am
Kopf. ermitteln, Soll die Zahlform des Rads 1 untersucht werden,
so
verwendet man eine Walzscheibe 2 in Größe des Grundkreises. Die Kulisse 10 ist dabei
auf 0@ eingestellt. d. h. der Schlitz 13 fluchtet mit der Garadführung 6. Bei ausgeschalteten
muttern 25 und 28 und eingeschalteten Muttern 32 kann man den Feintaster 7 durch
Drehen der Kurbel 19 in diejeinge Ebene heben oder senken, in der die Zahnformprüfung
vorgenommen werden soll, Kulisse 10 auf Schrägungswinkel einstellen. Dann wird durch
Drücken des Kopfs 26 die Mutter 25 ein-, die Kupplung 23 aus-. und durch Drehen
des Kopfs 33 die Mutter 32 ausgeschaltet.
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Schlitten 17 und 4 sind durch Anziehen der Schraube 18 fest miteinander
verbunden. Der Umfang der Wälzscheibe 2 ist fest gegen die ihr zugekehreten Flächen
des Schlittens 17 gepreßt. Diese Flache 17 ist vollkommen eben gearbeitet, sie bildet
das Wälzlineal.
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Dreht man nun die Kurbel 19, so verschiebt die Spindel 20 den Schlitten
4 mit dem darauf gelagerten Feintaster 7 tangential zum Rad. Der dabei mitgehende
Schlitten 17 versetzt die Wälzscheibe 2 in Druehung. Es wird also so gearbeitet,
wie es allgemein bekannt ist und hier nicht näher beschrieben zu werden braucht.
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Soll danach der Schrägungswinkel des Rads 1 geprüft werden. etwa
auf dem Crunzylinder, so wird die Kulisse zunächst so schräg gestellt, daß der Schlitz
13 mit der Ceradführung 6 einen Winkel bildet. der dem Schrägungswinkel entspricht.
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Schlitten 4 und Schlitten 17 werden bei eingeschalteter Mutter 25
so verschoben, daß die verlängert gedachte Achse des Feintasters die Radachse schneidet.
Dann wird die Mutter 25 aus-und die Kupplung 23 eingerückt, ebenfalls auch die Mutter
32 eingerückt. Die Klemmschraube 18 wird gelöst.
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Dreht man nun nach Anlegen des Tastkopfs an die zu messende Flanke
das Handrad 19 so wird der Träger des Feintsters 7 infolge der Drehung der Gewindespindel
21 je nach der Drehrichtung gehoben oder gesenkt. Infolge der Schrägstellung des
Schlitzes 13 drückt dabei der zweiflächige Bund 12 die Kulisse 10 und damit auch
den Schlitten 17 zur steite. Das Walzlineal des Schlittens 17 versetzt die Wälzscheibe
2 und dieses Rad 1 in eine entsprechende Teildrehung. Es ist ohne weiteres ersichtlich,
daß durch beide Bewegungen der Tastkopf 16 in bezug auf das Rad eine Schraubenlinie
erzeugt. deren Abweichtungen von der wirklich am Rad vorhandenen Schraubenlinie
angezeigt werden.
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Soll eine Zahnschräge über 45 Schrogungswinkel gepruft werden. wie
diese z. B. bei-Schnecken vorkommt. die im Rahmen dieser Erfindung ja auch als Zahräder
oder Schraubenrader anzusprechen sind, so erfährt die Arbeitsweise folgende Abänderung
: die Muttern 25 und 32 sind aus-, die Mutter 28 ist eingerückt. Dreht man das handrad
19. so verschiebt die Sindel 20 den Schlitten 17 und gibt dem Rad 1 damit eine Teildrehung.
Bei der Verschiebung des Schlittens 17, der ja auch die kulisse 10trägt, drückt
sie den als schiefe Ebene wirkenden Schlitz 13 auf den zweiflächigen Bund 12, wodurch
der Feintaster, geleitet an der Ceradführung 6, gehoben oder gesenkt wird. und zwar
ind emjenigen Ausmaß, wie es die theoretische Schraubensteigung vorschreibt.
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Die weiteren Arbeitsgänge sind dann wirder an Hand der vorausgeangenen
Erklärungen ohen weiteres verständlich.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestllten Beispiele beschlänkt.
Sie könnte z. B. anch an einer Evolventenprüfvorrichtung verweirklicht werden. bei
welcher die Wälzkreise nicht durch feste. austauschbare Scheilben. sonden durch
einen Kreis mit einstellbarer, wirksamer Größe verweirklicht werden.