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Meßgerät, insbesondere zum Prüfen der Zahnlücken von Zahn- und Kegelrädern
Beim
Prüfen von Zahnlücken von Zahn- und Kegelrädern ließ man bisher den meistens senkrecht
nach unten federnden Fühler einer Meßuhr in die zu prüfende Zahnlücke eindringen.
Beim Wechsel der zu prüfenden Zahnlücke wurde der Meßfühler an einem oberen Knopf
erfaßt, von Hand aus der geprüften Zahnlücke herausgezogen, das Rad um einen Zahnlückenabstand,
ebenfalls von Hand, weitergedreht und der Meßfühler hierauf wieder losgelassen,
worauf dieser unter der Wirkung seiner Federkraft in die neue darunterliegende Zahnlücke
eindrang. Bei diesem.Meßverfahren besteht der Übel stand, daß beim jedesmalignen
Hochziehen des Meßuhrfühlers infolge der großen Uhrwerks übersetzung der Zeiger
mehrmais über das ganze Zifferblatt läuft, und der rasche Umlauf der Uhrwerksräder
hat einen erueblichen Verschleiß und deren vorzeitige Zerstörung zur Folge. Da außerdem
der Meßuhrfühler unter der Einwirkung seiner Federkraft in die zu prüfende Lücke
mit leichtem Zwang eingeführt wird, wird der Fühler vielfach auf Biegung beansprucht,
wenn die Lücke nicht genau axial in der Bewegungsrichtung des Meßuhrfühlers verläuft.
Letzteres ist verhältnismäßig selten der Fall, da das zu prüfende Zahnrad von Hand
gedreht wird. Die Biegebeanspruchung des Fühlers hat wiederum eine einseitige Belastung
der Fühler-
lager zur Folge. Diese werden nach kurzer Zeit unrund,
und die Führung des Meßfühlers wird ungenau. Auch besteht die Gefahr, daß beim Prüfen
von größeren Zahnrädern der verhältnismäßig dünne Meßuhrfühler verbogen wird.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen Übelstand und besteht
in einem Meßgerät insbesondere zum Prüfen der Zahnflanken von Zahnrädern mit einem
gegenüber einem ortsfest angeordneten Anzeigegerät beweglichen Meßtaster mit zwei
Tastenden, von denen das eine Ende den zu prüfenden Gegenstand abtastet, während
das andere Ende das Steuerglied des Anzeigegeräts unmittelbar beeinflußt. Der Meßtaster
steht unter dem Einfluß einer besonderen Feder, die den Meßtaster in die zu prüfende
Zahnlücke einschiebt. Außerdem ist der Njleßtaster mit einer mechanischen, von Hand
zu bedienenden Vorrichtung versehen, mittels welcher der WIeßtaster gegen die Kraft
seiner Belastungsfeder aus der geprüften Zahnlücke herausgehoben wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigen Abb. 1 und 2 die Meßvorrichtung in Arbeitsstellung, in Seiten- und
Vorderansicht, Abb. 3 eine Teilansicht der Meßvorrichtung nach Abb. 1 in Ruhestellung.
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Abb. 4 ein Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise der Meßvorrichtung
nach der Erfindung.
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Wie insbesondere die Abb. 1 zeigt, ist an einem Tragarm 1 ein Halteglied
2 befestigt, das im wesentlichen die Gestalt einer Neun mit drei Querstegen 2a,
2b und 2c hat. Am mittleren Quersteg 2a ist eine Meßuhr 3 derart befestigt, daß
ihr Fühler 3a senkrecht nach oben steht. In den Querstegen 2b und 2c ist ein hochkant
stehender U-Bügel 4 geführt, dessen oberer Schenkel 4a als Anschlag für den Meßfühler
3a dient. Der am unteren Schenkel 4b des U-Bügels sitzende Lagerbolzen 4c dient
gleichzeitig als Einspannfutter für einen auswechselbaren Meßtaster 5, der z. B.
an seinem oberen Ende mit einem konischen Paßstück 5a für das Futter 4c und an seinem
unteren Ende mit einer Tastkugel 5b versehen ist (Abb. 4).
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Der Meßtaster ruht außerdem mit seinem unteren Schenkel 4b nicht
unmittelbar auf dem Quersteg 2c auf, sondern stützt sich auf dem gegabelten Hebelarm
6a eines Winkelhebels ab, der schwenkbar am Quersteg 2c gelagert ist und dessen
anderer Hebelarm 6b als Handgriff bzw.
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Druckfinger ausgebildet ist. Durch eine Feder 7 ist der U-Bügel 2
von oben her belastet. Die Spannung der Feder 7 ist durch eine Schraubmuffe 8 einstellbar.
Außerdem ragt vom Winkelhebelarm 6a, 6b ein dritter Schwenkarm 6c nach unten, mit
einem gegebenenfalls unter der Wirkung einer Feder begrenzt nach unten ausschwingenden
Rasthaken 6d.
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Der Tragarm I sitzt längs verschiebbar an einer Standsäule 9 und
kann dort durch einen Knebel 10 festgestellt werden. Die Säule 9 steht auf einer
Fußplatte 11, und letztere weist eine Ausnehmung 12 mit einer Kordelschraube 13
(Abb. 1) auf, mittels welcher die Platte 11 z. B. auf dem Spitzenstock 14 zwischen
den Körnerspitzen 15 (Abb. 2) der Reitspindelstöcke 16 einer Drehbank befestigt
werden kann.
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Die Handhabung und Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Das
zu prüfende Rad 17 wird auf einen an beiden Stirnseiten angekörnten passenden Drehzapfen
IS aufgeschoben und der Drehzapfen IS zwischen den Körnerspitzen 15 der Drehbank
unter dem Meßtaster 5 eingespannt (Abb. 2), wobei der Rasthaken 6d in eine der Zahnlücken,
z. B. nach Abb. I in die Zahnlücke I7a eingreift. Außerdem wird die Meßvorrichtung
durch eine entsprechende Festlegung des Tragarmes 1 an der Säule g derart eingestellt,
daß bei einer genauen Nennmaßbearbeitung der Zahnflanken der Uhrzeiger 3b auf Null
steht. Außerdem ist die Meßuhr 3 derart eingestellt, daß der Meßuhrzeiger etwas
vor die Stellung a" zurückgeht, sobald die Berührung zwischen dem Anschlag 4a und
dem Meßuhrfühler 3a abreißt.
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Die Messung geht nun in folgender Weise vor sich: Zunächst wird der
Bügel 4 durch Yerschwenken des Winkelhebels 6a, 6b von Hand aus der in Abb. I gezeigten
Stellung in die Stellung von Abb. 3 angehoben und dadurch der Meßtaster 5 so weit
über der Verzahnung 17 in der Schwebe gehalten, daß das Rad 17 ohne weiteres gedreht
werden kann. Mit dem Verschwenken des Winkelhebels 6a, 6b wird auch der Hebelarm
6c im Uhrzeigersinn verschwenkt, und der an seinem freien Ende sitzende Rasthaken
6d verdreht das Rad 17 gerade so weit entgegen dem Uhrzeigersinn, daß die Zahnlücke
17a gerade unter den Meßtaster 5 zu liegen kommt. Dadurch ist die Zahnlücke 17a
in Prüfstellung gebracht. Daraufhin läßt man den Winkelhebelarm 6a, 6b wieder los,
worauf der Winkelhebelarm 6a, 6b unter der Einwirkung der Kraft der Feder 7 bzw.
unter der Einwirkung des Bügeldruckes 4b auf den Hebelarm 6a wieder in seine ursprüngliche,
in Abb. 1 dargestellte Lage zurückgeht. Dabei wird zunächst der Rasthaken 4d aus
der Zahnlücke 17a herausgezogen, und der Bügel 4 mit dem Meßtaster 5 bewegen sich
unter dem Einfluß der sich entspannenden Feder 7 wieder nach unten, bis die Tastkugel
5b sich zwischen den Zahnflanken eingespielt hat und die Tastkugel in einer gewissen
Höhe über dem Zahnlückenboden hängenbleibt. Die Uhr zeigt dann den entsprechenden
Meßwert an, und zwar ist der Fehler um so geringer, je näher der Zeiger 39 in der
Nullstellung steht. Am Zahnrad in Abb. 4 kennzeichnen- die Linie b das Nennmaß und
die Linien a und c das obere und untere Abmaß. Dementsprechend kennzeichnen an der
Uhr die Zeigerstellung b" den Nennmaßwert und die Zeigerstellungen a" und c" die
zulässigen Abmaßtoleranzgrenzen. Der unteren Abmaßtoleranzgrenze c entspricht die
Stellung c' des Meßuhrfühlers 3a; die Stellung b' des Meßuhrfühlers entspricht dem
Nennmaß des Uhrzeigers, und die Stellung a' entspricht der oberen Abmaßstellung.
Es stellt die gezeigte Stellung a' von An-
schlag a und Meßuhrfühler
3a gerade jene Stellung dar, in welcher sich die beiden genannten Teile eben berühren.
Wenn die Kugel 5b ein klein wenig höher in der Zahnlücke hängenbleibt, so wäre das
obere Abmaß der Bearbeitung in unzulässiger Weise überschritten, der Zeiger 3b stände
um einige Winkelgrade links vor dem oberen Abmaßtoleranzwert, und eine Berührung
zwischen Anschlag 4a und Meßuhrfühler 3a hätte nicht stattgefunden. Die Meßuhr ist
auf diese obere Toleranzwertgrenze eingestellt und geht auch dann nicht weiter zurück,
wenn sich der Anschlag 4a vom Meßfühler 3a abhebt. Demzufolge wird das Uhrwerk nicht
weiter beansprucht, als dies für den Bereich des Zeigerausschlages innerhalb der
Toleranzgrenzen unbedingt notwendig ist. Auch wird durch die Anordnung nach der
Erfindung der Meßuhrfühler nicht durch Biegebeanspruchungen belastet. Es treten
diese lediglich an dem Meßtaster 5 auf. Doch kann dies hier ohne weiteres geschehen,
weil der Meßtaster 5 und der Bügel 4 sowie die Feder 7 beliebig kräftig gemacht
werden können.
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Nachdem der Rasthaken, wie oben bereits erwähnt, aus der Lücke 17a
herausgezogen worden ist, ist dieser in die nächste Zahnlücke (Abb. 3) eingesprungen.
Beinm nächsten Verschwenken des Winkelhebels 6a, 6b wird als das Rad 17 um einen
Zahnteilungswindkeil weitergedreht und die Lücke unter den Meßtaster gebracht.
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Es ist nicht notwendig, daß der Zeiger 3b gerade im Bereich der Nullstellung
der Meßuhr spielt. Es kann vielmehr eine beliebige, bisher gebräuchliche Meßuhr
angeordnet werden, deren Zeiger bei unbelastetem Meßuhrfühler bis in die Stellung
d zurückgeht. In diesem Falle schlägt dann, bei der Annahme der gleichen Toleranzgrenzen,
der Zeiger eben um den Winkel e aus. Es ist also das Ablesen der eingestellten Toleranzwerte
nicht an einen bestimmten Zifferblattabschnitt gebunden.
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Das Meßgerät ist auch zum Prüfen von Keilnuten und als Tiefenmaß für
Bohrungen od. dgl. verwendbar. Die Form des austauschbaren Meßtasters 5 ist dem
jeweiligen Verwendungszweck anzupassen. An Stelle der Berührungskupplung zwischen
Handhebel 6a, 6b und Bügel 4 kann selbstverständlich auch eine zwangsläuflge Verbindung
durch eine Führung mit Schlitz und Zapfen durch eine Verzahnung, durch einen Kettentrieb
od. dgl. hergestellt werden. Die Uhr kann auch durch eine Anzeigevorrichtung mit
einer längs einer Geraden sich bewegenden Anzeigen adel oder durch ein Schreibgerät,
durch eine elektrische oder optische Anzeigevorrichtung ersetzt werden. Die Feder
7 kann auch an einer beliebigen anderen Stelle, z. B. zwischen dem oberen Schenkel
4a des Bügels 4 und dem oberen Quersteg 29 des Haltegliedes 2, eingesetzt werden.
Ebenso kann in sinngemäßer Weise eine Zugfeder Anwendung finden. Gegebenenfalls
genügt auch das Gewicht der Teile 4 und 5 allein, um den Meßtaster 5 in die unter
ihm liegende Zahnlücke einzuführen. Man kann die Feder 7 auch nach oben wirken lassen
und beim Messen den Meßtaster 5 gegen die Kraft dieserFeder nach unten drücken.
Selbstverständlich sind die einzelnen Teile in möglichst weiten Grenzen gegeneinander
einstellbar und feststellbar, um das Meßgerät für möglichst viele Meßobjekte geeignet
zu machen.