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Prüfgerät für Wälzfräser Die Erfindung bezieht sich auf ein Prüfgerät
zur Kontrolle von Rotationskörpern, insbesondere Abwälzfräsern, in Hinsicht auf
die bei der Fertigung bzw. Instandsetzung bezüglich der Form und Abmessungen erreichten
:Maße. Bei Abwälzfräsern und anderen Rotationsikörpern ist es für die einwandfreie
Wirkung von ausschlaggebender Bedeutung, daß die erforderlichen Abmessungen innerhalb
der durch dii,e Konstruktion und andere Gesichtspunkte gegebene Toleranzen eingehalten
sind. Die hierfür erforderlichen Kontrollmessungen können an dem Stück oft nicht
unmittelbar durchgeführt werden, sondern machen die Anwendung besonderer Meßeinrichtungen
notwendig, weil beispielsweise die Vergleichsmeßstrecke in einem bestimmten Winkel
zu dem zu messenden Körper liegen muß oder weil an einzelnen Stellen des Prüflings
Vergleichsmessungen unter gleichbleibenden Bedingungen durchzuführen. sind.
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Bisher sind für die an einem Werkstück durchzuführe@nden Messungen
verschiedener Art auch verschiedene Meßeinrichtungen verwendet worden, welche baulich
voneinander getrennt sind und daher bedingen, daß das Werkstück nacheinander in
mehreren Vorrichtungen aufgenommen werden muß. Dabei läßt es sich nicht vermeiden;,
daß einzelne oft recht wesentliche Teile der Meßvorrichtungen mehrfach vorhanden
sein müssen. Dies gilt insbesondere für die Werkstückaufnahme, dieAbleseeinrichtung
en für die jeweils vorhandenen Maße u. dgl. m., die in grundsätzlich gleicher Art
zu jederEinze@lmeßvorrichtung gehören. Außerdem
haben die bekannten
Meßeinrichtunbgen füir dies einzelnen Abmessungen an den Weirkstücken, insbesondere
Abwälz,fräs,eirn, noch beachtliche Nachteile; die vor allem darin liegen, ds.ß die
Messungen bei gründlicher Durchlührung teilweise viel Zeit breanspruchen. Dies,
gilt vor allem für Teilungs- und Steigungsmessungen an Ab-wälz= fräsern.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einerseits die Meßeinriohtungen
so zu vervoillkommnen, daß der für ordnungsgemäße Messungen erforderliche Zeitaufwand
gegenüber den- bekannten Einrichtungen verringert wird und anderseits Slic bisher
üblichen Einrichtungen zu einem einzigen Gerät zu vereinigen,. um auf diese Weise
das lästige Umsetzen des PrMlings zu vermeiden und gleichzeitig den für die Mefleinrichtungen
erforderlichen Aufwand auf ein Mindestmaß zu beschränken. Dies wird erfindungsgemäß
im wesentlichen dadurch erreicht, daß auf einer gemeinsamen Grundplatte einerseits
zu dem vorzugsweise schräg stehenden Alifniahimed0Y'n für den Prüfling, der zur
Anpassung- an verschiedene Bohrungsdurchmesser auswechselbar sein kann, ein einen
allseitig verstellbaren Stützfinger tragender Dorn parallelliegend angeordnet und-
andererseits ein zwei Meßfinger tragender schwenkbarer Meßkopf auf einer winkelverstellbaren
Führung verschiebbar gelagert ist. Es ist an sich bekannt, nachzumessende Abwälzfräiser
mittels eines, senkrecht oder auch geneigt stehenden Dornes aufzunehmen: Diese Einrichtung
wird verwendet, um insbesondere Eingriffswinkel zu messen.
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Bei der Einrichtung liegt das Werkstück nicht in axialer Richtung
fest, sondern es kann mit Hilfe des, allseitig verstellbaren Stützfingers in einem
seiner Gewindegänge odeir sonstigen Eindrehungen abgestützt werden, so daß -cler
Meßkopf beim Wechsel der Meßstelle in seiner Lage verbleiben kann. Hi@er!dwrch wird
auch sichergestellt, daß der Anlagedruck seines festen Meßfingers gegen das Werkstürk
ohne Nachstellung bei jeder Messung im wesentlichen gleichbleibt.
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Um auch in einfacher Weise und vor allem ohne -Verstellung des schwenkbaren
Meßkopfes Nachprüfungen des Werlzstückrun.dlaufes an z. B. bei Abwälzfräsern vorhandenen
sog. Prüfbunden und auch über die Schneiden vornehmen zu können, kann auf der gemeinsamenGrundplatte
zweckmäßig noch ein weiterer Dorn parallel zu den den Stützfinger.urnd :das Werkstück
tragendenDornem liegend angeordnet werden, der eine besonders zur Nachprüfung des
Rundlaufes dienende Meßeinrichtung trägt. Diese kann, um sowohl radial als auch
axial messen zu können, um 90'°' schwenkbar sein. Mit der derart vervollständigten
Meßeinrichtung lassen sich ohne Wechsel der Aufnähme für das Werkstück sämtliche
Messungen, die üblicherweise durchgeführt werden, vollziehen.
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Da der Meßdruck bei den in dem schwenkbaren Meßkopf gelagerten Meßfingern
noch abhängig ist von den Steigungsfehlern oder sonstigen. ähnlichen Maßabweichungen
des Prüflings und dieser Fehler sieh bei besonders genauen Messungen störend bemerkbar
machen könnte, kann der die Meßfinger tragende Teil des Meßkopfes nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung federnd abgestützt sein, wobei dann die Federung den Amil.agedruck
des festen Meßfingers innerhalb der möglichen kleinen Verschiebungen praktisch völlig
gleiahhült. Eine derartige federnde Absbiltzung des. die Meßwerkzeuge tragenden
Teils, ergibt auch bei nicht in unmittelbärer Verbindung mit dem erfindungsgemäßen
Gerät gebrauchten Meßköpfen erhebliche Steigerungen der Meigenauigkeit. Da die zu
diesem Zweck dienende Federung, die zweckmäßig durch zwei parallel angeordnete Blattfedern
gebildet wird, je nach.der Stellung des. Meßkopfes in bezug auf die Richtung der
durch die Meßfinger festgelegten Meßstrecke zur Senkrechten mehr oder weniger stark
durch die in senkrechter Richtung in bezug auf die Durchfederung wirksam werdende
Gewichtskomponente der federnd aufgehängten Teile beei,nfiußt werden würde, kann
eine weitere Federung derart angeordnet werden, daß ihre Vorspannung in Abhängigkeit
von der Schwenklage des Meßkopfes derart veränderlich ist, daß sie bei senkrechter
Stellung der Meßstrecke ihren Größtwert hat und bei waagerechter Stellung etwa Null
wird. Diese Aufgabe kann in besonders eünfacher Weise durch die Anwendung einer
auf Drehung bieanspruchten Feder, beispielsweise einer Schraubenfeder, gelöst werden.
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Um den jeweils. gegebenen Meßdruck auch unter verschiedenen Bedingungen
bzw. bei aufeinanderfolgenden Messungen in jedem Fäll völlig gleichhalten zu können.
und auch die Zahl der mit der Einrichtung durchführbaren Messungen noch zu erweitern,
kann eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise in Form einer Meßuhr vorgesehen werden,
welche die jeweilige Stellung des federnd abgestütztem Teils -der Meßeinrichtung
gegenüber dem festen Teil derselben. anzeigt und damit unter anderem auch ein. MaG
für die Größe der Vorspannurig, d. h. des jeweils gegebenen Meßdruckes, gibt.
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Zur Einstellung der den Schlitten für den Meßkopf tragenden Führung
auf einen bestimmten Winkels der beispielsweise durch den Eingriffswinkel eines:
Wälzfräsers unter Berücksichtigung des durch eine gegebenenfalls vorhandene Schrägstellung
des das, Werksstück aufnehmenden Dornes bestimmt ist, können bekannte Einrichtungen
verwendet werden. Als besonders zweclzmäßig und genau hat sich die Ausbildung des
die Führung tragenden Rahmens- als Sinuslineal erwiesen, da die hiermit in einfachem
Weise erreichbaren Genauigkeiten über denen liegen; die mit einer unmittelbaren
Einstallung nach einer Winkelskala od. dgl.,erziehbar sind.
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Da es, für die dwrchzuführenden Messungen auch wesentlich sein kann,
den den Meßkopf tragenden Schlitten nach einer Längsverschiebung wieder genau in
eine vorher eingenommene Stellung zu bringen, kann auf der Führung für den
Schlitten,
di; vorteilhaft durch zwei justierbare Zylinderführungen gebildet wird, ein Anschlag,
der dann auch die Verwendung vom Endmaßen od. dgl. ermöglicht, und gegebenenfalls
eine Meßuhr oder sonstige Anzeigeeinrichtung angebracht werden, die eine genaue
Kontrolle der Längslage des Schlittens gewährleistet.
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Das mit diesen Einrichtungen ausgerüstete Prüfgerät ermöglicht sämtliche
nur denkbaren Messungen mit größter Genauigkeit bei einem geringen Zeitaufwand,
wobei die gegebenen Möglichkeiten vor allem auf Grund der Verwendung neuartiger
Elemente, wie insbesondere des einstellbaren Stützfingers und der federnden Abstützung
des Meßkop fes, den durch eine einfache Kombination. bekannter Einrichtungen gegebenen
Rahmen weit überschreiten.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt Fig. i eine schaubildlicheAnsicht des Prüfgeräts, Fig. 2 eine
Draufsicht auf den den Meßkopf aafnehmenden Schlitten, Fig. 3 einen Schnitt III-III
nach Fig. 4. durch den Meßkopf, Fig. d. einen Schnitt IV-IV nach Fig. 3.
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Das Prüfgerät besteht im wesentlichen aus einem Fundamentkörper 5,
auf welchem zwei als Gewindespindeln ausgebildete Dorne 6 und 7 mit Hilfe von Platten
8 und 9 und eine Halterung io für auswechselbare zur Aufnahme der Prüflinge dienende
Dorne i i verschraubt sind und der außerdem Lager 12 für eine den Meßko.pf 13 tragende
Führung 14 sowie eine Stützfläche 15 für Endmaße 16 und eine Schlitzführung 17 für
die Feststellung der Führung 14 trägt.
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Auf dem als Gewindespindel ausgebildeten Dorn 6 ist mit Hilfe von
Muttern 18 eine Führung i9 verstellbar, die einen den Stützfinger 2o tragenden Schlitten
aufnimmt. Der Stützfinger 2o ist insbesondere zum Eingriff in die Gewindegänge von
A.lywälzfräsern bestimmt, um diesee unter entsprechender Höhenverschiebung auf dem
Aufnahmedorn i i `oerschrauben zu können. Seine Breite wird vorteilhaft schmaler
gewählt als die Breite der an den Prüflingen angebrachten Spannnuten, um hier eine
schnelle Längsverschiebung zu ermöglichen.
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Der ebenfalls als Gewindespindel ausge bildete Dorn 7 nimmt gleichfalls
eine Führung 21 höhenverstellbar auf, die einen im wesentlichen eine Meßubr 2@2
tragenden Schlitten führt. Die Meßu hr wird von .einem beweglichen Meßfinger 23
gesteuert, wobei die Anordnung so getroffen ist, da.ß die Meßeinrichtung um 9o°
schwenkbar ist, um mit der gleichen Einrichtung dein Rundlauf des Prüflings radial
und axial messen zu können.
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Die Führung 14 besteht im wesentlichen aus einem Rahmen,, der in den
Lagern 12 schwenkbar aufgenommen ist und einen als Handhabe dienenden Griff 24 trägt.
In dem Rahmen 14 sind beiderseits Führungszylinder 25 justierbar aufgenommen, auf
denen ein Schlitten 26 einerseits mit zwei Armen 27 und 28 und anderseits mit einem
Arm 29 gleitend abgestützt ist. Auf dem dem Arm 29 zugeordneten Führungszylinder
ist e n: verstellbarer Anschlag 3o angebracht, der einen unmittelbaren Anschlag
des Armes 29, gegebenenfalls auch unter Verwendung von Endmaßen, ermöglicht und
daneben in Verbindung mit einer Meßuhr 31 zu verwenden ist, die in einem Zapfen
des Schlittens 26 sitzt. Die Meßuhr 31 dient insbesondere zur genauen Bestimmung
der Längslage des Schlittens 26. Schlitten 26 ist einstellbar mit Hilfe- der einen
Griffkopf tragenden Spindel 32.
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Auf dem Schlitten 26 ist der Meßkopf 13 verschieblich und feststellbar
gelagert. Dieser weist einen Lagerteil auf, der aus einer Grundplatte 33 und den
mit dieser verbundenen Lagerböcleen 34 und 3.5 besteht. In dem Lagerbock 34 ist
ein hohler Zapfen 36 des schwenkbaren Gehäuseteils 37 drehbar und feststellbar aufgenommen.
Dieses ist vorderseitig über justierbare, als Lagerrollen dienende Kugellager 38
in dem als Ringführung ausgebildeten Lagerbock 35, der mit einer Winkelteilung versehen
ist, geführt. An einem Zapfen 39 des Lagerbockes 34 iis,t einerseits eine auf Drehung
beanspruchte Schraubenfeder d.o abgestützt, deren Ende in eine Ausnehmung eines
Führungsträgers d l eingreift. Die Anordnung ist dabei so getroffen und die Vorspannung
der Feder .4o so. gewählt, daß bei senkrechter Stellung des Führungsträgers .41
von der Feder do eine Kraft aufgebracht wird, welche dem Eigengewicht des. Führungsträgers
41 e@inschlieBlich der mit ihm verbundenen Teile das Gleichgewicht hält und im Maße
der Verschwenkung des Gehäuseteils 37 derart kleiner wird, daß bei waagerechter
Stellung desselben die von ihr geäußerte Kraft etwa Null wird. Diese Einrichtung
hat den Zweck, die zur Aufhängung des Führungsteils 41 in dem Gehäuseteil 37 dienenden
parallel liegenden Blattfedern a.2 und .43 von der Beansp@ruchung durch das Eigengewicht
des, aufgehängten Teils in be:zug auf die sich auf die Durchfederung auswirkende
Komponente weitgehend zu entlasten.
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Der Führungsträger 41 trägt die Schlitten .4.1 und 45, welche durch
eine an sich bekannte Spindelanordnung 46 unter Verwendung von. Klemmschrauben gleichzeitig
oder voneinander unabhängig verstellbar sind. Der Schlitten 45 trägt den im allgemeinen
festen M eßfinger 47, während der Schlitten 44 den beweglichen Meßfinger 48 aufnimmt,
der durch eine schwache Blattfeder 49 belastet ist und dessen Stellung durch eine
an sich bekannte Einrichtung auf die in einem an dem Schlitten ..14 sitzenden Halter
befestigte Meßuhr 5o übertragen wird und hier ablesbar ist.
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Die Stellung des Schlittenträgers 41 gegenüber dem schwenkbaren Gehäuseteil
37 kann mittels der Meßuhr 51 nachgeprüft werden, welche in. de-in Gehäuseteil 37
befestigt ist und über eine Stützfläche 52 des mittels der Federn 42., 43 aufgehängten
Führungsträgars .41 beeinflußt wird.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Prüfprätes sei an Hand einiger
Arbeitsbeispiele, für Messungen an Abwälzfräs:rn .erläutert. Für die
übliche
Rundlaufmessung des Prüfbades wird dex Prüfling auf einen in der Halterung io befestigten,
seinem Durchmesser entsprechenden Dorn i i geschoben; so daß er mit seiner unteren
Stirnfläche aufliegt. Der an dem Dorn 6 sitzende Stützfinger wird ebenso außer Eingriff
gebracht wie der Meßkopf 13. Die Messung erfolgt mittels: der Meßeinrichtung 23--,:2t2"
die so eingestellt wied, daß sie die zylindrische Oberfläche des Bundes abtastet.,
wenn der Fräser auf denn Dorn i z gedreht wird. Durch die Schrägstellung das Aufnahmedornes
i i, die in dem gezeichneten Ausführungsbeispel 2,01°' beträgt; wird erreicht, daß
dass Spiel des Pirüdlnngs auf dem Dorn z i sich nicht als, Maßfehler auswirken kann.
Für die Mesisung des Rundlaufes der Stirnfläche des Prüfbundes, wird die Meßei.nrichtung
2131, 221 um 13d° geschwenkt und dämm, die Stirnfläche des in Drehung versetzten
Prüflings mit Hilfe das Meßfinggers 23 abgetastet.
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In etwa der gleichen Weise wie die Messung des Prüfbundzylinders kann
der Rundlauf der Zahnkopfschneiden geprüft weirden. Für dieisen Fall wird jedoch
zweckmäßig der an dem Dorn 6 sitzende Stützfinger 2o mit einem Gewindegang des Fräsers
in Eingriff gebracht, so daß dieser der Höhe nach an. dem Tastfingeer 213 entlang
verschraubt werden kann und in dieser Weise schnell und ohne Verstellung des eigentlichen
Meßamordnung über säimtliche Schneiden zu kontrollieren ist.
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Für die Messung der Normalteilung und der Eingriffsteilung wird der
Meßkopf 13 verwendet, wobei :das Werkstück auf dem Stiltzfinger 20 Verschraubibarr
abgestützt ist: Die durch die Finger 47 und 48 gegebene Maßstrecke, die beispielsweise
mittels Lehren, auf das Sollmaß eingestellt ist, wird zu diesem Zweck durch Verdrehung
des schwenkbaren Gehäuseteils 37 in die Maßrichtung gelegt; dann `kann durch Drehen
des Fräsers, d. h. Verschrauben über den Stützfinger 20 ohne weitere Verstellung
des. M2fikopfes das. gesamte Werksstück in dieser Hinsicht Überprüft werden, wobei
durch die federnde Aufhängung des die Maßeinrichtung enthaltenden Führungsträgers
41 unabhängig von irgendwelchen sonstigen Toleranzen in jedem Fäll der feste Maßfinger
47 mit gleichem Me:ßdruck gegen dass Werkstück anliegt. In ähnlicher Weise kann
daneben auch die Steigung gemessen werden, wobei es nur erforderlich- ist, den den
Maßkopf 13 tragenden Schlitten auf @seinex Führung eutisprechend einzustellen. Schließlich
läßt sich auch die Zahnstärke in grundsätzlich gleicher Weise bestimmen,.
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Für die Messung bzw. Kontrolle der Umfangsteilung wird der schwenkbare
Gehäuseteil 37 mit den die Maßstrecke tragendem. Teilen in die erforderliche Lage
gebracht. Hierbei wird nach jeder Messung der Maßkopf durch Verschiebung auf der
Führung 14 zum Weiterdrehen des Fräsers außer Eingriff gebracht. Der hierfür erforderliche
Zeitaufwand ist jedoch nur klein, weil die Maßstellung mit Hilfe des Anschlags 30
bzw. der Maßuhr 31 leicht wieder eingestellt werden kann.
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Für die Bestimmung von Eingriffswinkeln und andere sich im wesentlichen
als Winkelmessungen darstellende Untersuchungen wird die Schwenkbarkeit der Führung
14 ausgenutzt, wobei deren genaue Einstellung auf bestimmte Winkel zweckmäßig mit
Hilfe von Endmaßen erfolgt, die zwischen die Rührung und die Stültzfläche 15 gebracht
werden. In der auf diese Weise eingestellten Lage kann die Führung durch Festsetzung
an der Schlitzführung 17 gesichert: werden.
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Mit den genannten Messungen ist die Reihe der Meßmöglichkeiten bei
weitem nicht erschöpft. Das erfindungsgemäße Prüfgerät läßt auch bei vielgestaltigen
Werkstücken alle etwa intereissierende@n Untersuchungen in kurzer Zeit und mit hoher
Genauigkeit durchführen. Für eine Reihe von Messungen, z. B. Nachprüfungen der Spanwimlzel,
des Steigungssprunges usw., kann der Maßfinger 23 als Anschlag verwendet werden,
indem das Werkstück für jede Messung bis zu einer gleiche Stellung der Anzeigevorrichtung
22s, 2e3 gedreht wird: Für Winkelmessungen kann; dann, beispielsweise die in bezug
auf ihre Lage zu prüfende Fläche mit dem Maßfinger 4$ in der jeweils wesentlichen
Richtung abgetastet werden, wobei der im allgemeinen als feste Maßfläche dienende
Maßfinger q.7 dann nicht verwendet wird. Schließlich kann für andere Messungen auch
der Meßfngger 47 unmittelbar herangezogen werden, indem dessen Stellung zu dem Maßkopf
13 mit Hilfe der Maßuhr 51 kontrolliert wird.
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Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung nur eine beispielsweise
Verwirklichung der Erfindung und diese: isst nicht darauf beschränkt. In bezug auf
die Gestaltung der baulichen Einzelheiten sind mannigfache Abwandlungen möglich.
An Stelle der dargestellten, zur Verstellung und zur, Führung dienenden Mittel könnten
auch andere an sich bekannte verwendet werden. Das gleiche gilt für den Aufbau der
Maßeinrichtungen, also insbesondere die der Übertragung der Maßwerte auf die Anzeigevorrichtungen
dienenden Mittel. Schließlich könnten je nach den gestellten Anforderungen auch
andere Maßeinrichtungen an Stelle der dargestellten Maßuhren: verwendet werden:.
Beispielsweise ließen sich für diesen Zweck Testschreiber verwenden, um z. B,. für
besonders hoch"vertige Prüfstücke diagrammarti:ge Unterlagen über den Befund zu
erhalten. Zur Einstellung von Me:ßstrecken oder bestimmten Winkelstellungen können
Lehren verwendet werden, deren: Gestaltung sich aus den jeweils vorliegenden Verhältnissen
ergibt. Derartige Lehren können insbesondere dann verwendet werden, wenn. bestimmte
Beziehungen zwischen verschiedenen Maß- bzw. Tasteinrichtungen herzustellen sind,
um die gewünschte Untersuchung durchführen zu können.