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Meß- und Prüfgerät für Zahnräder mit Evolventenverzahnung Die Erfindung
betrifft ein Meß- und Prüfgerät für Zahnräder mit Evolventenverzahnung, welches
die Messung und Überprüfung des absoluten Maßes jeder beliebigen Teilung für jeden
beliebigen Eingriffswinkel von o bis 300 ermöglicht. Dabei ist es gleichgültig,
ob die Zahnräder nach dem Zoll system oder nach dem Modulsystem und ob die Zähne
mit oder ohne Profilverschiebung ausgeführt wurden.
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Mit diesem Gerät können auch die anomalsten und schwierigsten Verzahnungsvethältnisse
in rascher und einwandfreier Weise und absolut resultatsicher, ohne jedwede oft
sehr zeitraubende Berechnung, an Zahnrädern klargestellt werden.
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Die Möglichkeit, mit diesem Gerät die Teilungen für jeden beliebigen
Eingriffswinkel messen und prüfen zu können, ist nicht nur ein besonderer Vorteil
für die Kontrolle von Zahnrädern mit kompliziertesten Profilverschiebungen, sondern
auch für sofortige und sichere Auffindung der genauen Werkzeugteilung und des richtigen
Eingriffswinkels der Verzahnung bei Zahnradbrüchen, selbst wenn die zu ersetzenden
Zahnräder in der anomalsten Verzahnung ausgeführt waren.
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Es sind Meßgeräte und Prüfgeräte bekannt, bei welchen die zu prüfende
Verzahnung mit einer Vergleichszahnstange in Eingriff gebracht wird, wobei die beiden
parallelen, in der Teilung liegenden Flanken derselben von zwei zwangsläufig um
den gleichen Winkel verdrehbaren Meßzungen gebildet werden, von welchen die eine
verschiebbar ist und gegen die andere feststehende Zunge bewegt werden kann.
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Die verschiebbare Zunge ist dabei mit etwas Spiel, das durch eine
Feder ausgeglichen wird und nur nach einer Seite wirskam ist, derart eingebaut,
daß bei Minusfehlern in der Teilung die Zungen
ohne Spindelbetätigung
etwas gegeneinander verschoben werden können, welche Bewegung auf einen die Größe
des Aus schlages genau registrierenden Fühlhebel übertragen wird Eine genaue -Zahnteilung
ist aber nur dann gegeben, wenn der Zeiger dieses Fühlhebelgeräts auf Null steht,
bzw. nur dann, wenn derselbe gerade beginnen will, aus der Nullstellung herauszutreten,
um eine Minusabweichung anzuzeigen. Dieser Zeitpunkt ist aber praktisch nur schwer
festzuhalten, wodurch die Ablesung sehr schwierig und, da sie von der Geschicklichkeit
Ides Ablesenden abhängt, auch ungenau wird. Weist die Teilung jedoch eine positive
Abweichung auf, so bleibt der Fühlhebel auf Null stehen. Positive Teilungsabweichungen
können -daher mit den bekannten Einrichtungen im normalen Meßgang überhaupt nicht
festgestellt werden. Sind auch positive Abweichungen zu erwarten, so muß bei den
bekannten Geräten vor Beginn des Meßvorganges eine etwas größere Teilung eingestellt
werden, um aus der Größe der daraufhin angezeigten Minusabweichung die tatsächlichen
Teilungsfehler errechnen zu können. Dies ist aber umständlich, zeitraubend und birgt
die Gefahr des Einschleichens subjektiver Fehler in sich.
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Efflndungsgemäß ist nun die eine, vorzugsweise die bewegliche Meßzunge
mit einem nach beiden Richtungen hin meßbaren Spiel eingesetzt, derart, daß sich
bei fester Teilungseinstellung diese Meßzunge den Plus- un-d Minusteilungsfehlern
entsprechend aus der Normalstellung bewegen und dieser Ausschlag mit den üblichen
Fühlhebelgeräten gemessen werden kann.
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Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, daß sowohl positive als
auch negative Teilungsabweichungen sofort und frei von subjektiven Fehlern abgelesen
werden können und daß das Meßergebnis sofort nachgeprüft werden kann. Darüber hinaus
ist auch der Meßbereich, -da jetzt nach beiden Seiten hin gemesesn wird, ein wesentlich
größerer.
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Die im folgenden beschriebene Konstruktion besitzt gegenüber den
bekannten Einrichtungen einen weiteren Vorteil, nämlich den, daß alle teuren und
werkstattmäßig schwer herzustellenden Teile, wie Schneckentriebe, die niemals gänzlich
genau eingepäß't werden können und daher immer Anlaß zu Fehlern geben, durch werkstättenmäßig
leichter herstellbare Einrichtungen, wie gesehliffene Gewindespindeln und -- Mikrometermuttern,
ersetzt worden sind, so daß das erfindungsgemäße Gerät nicht nur genauer und leichter
zu handhaben, sondem auch billiger in der Anscha-ffung ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Meßgeräts dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Meßgerät schematisch in
Vorderansicht und Fig. 2 einen Schnitt durch die Mutter mit Gleitstift; Gewindespindel
und Schiene, nach der Linie I-I der Fig. 1.
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Ber Grundgedanke der Erfindung liegt darin, -daßein fiktives, der
zu messenden Verzahnüng zugeordrietes Zahnstangenprofil r: (strichpunktiert in Fig.-r)
afs gemeinsames'Bezugsprofil$''für die zu-messende Verzahnung 2 und das Werkzeug,
mit welchem die Verzahnung erzeugt wurde, für die Messung der absoluten Teilungsgröße
t und des Eingriffswinkels durch,zwei Meßzungen ausgewertet wird. Die Auswertung
vollzieht sich nun derart, daß eine der beiden Zungen M2 gegen die nicht verschiebbare
Zunge M1 verschoben wird, wobei die Meßtläche der Zunge bei jeder beliebigen Größe
der Teilung und jedem beliebigen Eingriffswinkel immer in der theoretisch richtigen
Teilungsflanke p1 einer reellen Zahnstange(Bezugsprofil) liegt, die verschiebbare
Zunge hingegen erst während des Meßvorganges durch das Berühren mit dem zu messenden
Zahn aus ihrer strichpunktierten Lage r in die theoretisch richtige Teilungsflanke
p2 einer reellen Zahnstange gedreht wird. Außerdem werden die beiden Meßzungen zwangsläufig
mit gleichem Winkelausschlag in den Drehpunkten cl und c2 so weit verdreht, daß
die Meßfläche der Zunge M1 im gleichen Eingriffswinkel der Flanken einer reellen
Zahnstange liegt, während die Meßfläche der Zunge, erst während des Meßvorganges,
also durch das Berühren mit dem zu messenden Zahn, in den gleichen Eingriffswinkel
der Flanke einer reellen Zahnstange gedreht wird.
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Die senkrechten Abstände und a2 der beiden Meßflächen von den Drehpunkten
c1 und c2 müssen genau gleich sein; außerdem haben die Meßflächenwinkel a01 und
aO2 gleiche Größe. Die Mittenentfernungen b1 und b2 der Zungenschenkel von den durchmessergleichen
Bolzen d1 und d2 zu den Zungendrehpunkten c, und c2 haben gleiche Maße.
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Die Meßzunge M1 ist auf der Läuferschiene 3 im Drehpunkt c1 drehbar
gelagert und ist mit dem Noniussegment 4 mit Radialstrichteilung für Minutenablesung
verbunden Die Gradskala 5 für das Einstellen oder Ablesen des Eingriffswinkels ist
auf der Vorderseite der Läuferschiene eingraviert. Die Meßzunge M2 ist auf dem Läufer
6 im Drehpunkt c2 drehbar gelagert. Der Läufer läßt sich auf der Läuferschiene wie
bei einer Schublehre leicht hin und her verschieben. An den oberen Enden der beiden
Meßzungen sind die Bolzen dl und d2 eingepreßt) welche ständig, durch - die Federn
7 und 8 an die ebenen Flächen 9 und 10 der Muttern 11 und 12 angedrückt werden.
Die beiden Muttern 11 und 12 12 haben gleiche Gewindesteigungen-' s1- und s2 mit
gleicher Gewindegangrichtung (beide rechts oder links steilgend). Die-ldeiden Muttern
sind durch die Stifte 13 und 14, welche in einer Nut 15 der Schiene 3 gleiten gegen
Verdrehung gesichert. Die Mutter II verschiebt sich durch Drehen der Spindel 17
auf dem Gewindeteil I6. -Die Spindel'17 ist gegen', axiale Verschiebung durch das
auf der Läuferschiene befestigte Halslager 18 gesichert und zur Aufnahme der auf
dieser Spindel verschiebbaren Gewindebüchse 19 mit einer Nut 20 versehen,, in welcher.
die Gewindebüchse 19 mit eingesetztem Keil 21 gleitet Die mit einer Ringnut 22 versehene
Gewindebüchse - 19- gleitet und dreht sich-im Läuferauge 23 und hat in der Meßstellung,
also wenn die Meßfiächen -der Zungen M-,
und M2 in den theoretisch
richtigen Teilungsflanken p1 und P2. einer reellen Zahnstange liegen (Teilungsstellung),
beidseitig axiales Spiel 24 und 25. Die Gewindespindel I7 ist in der Bohrung der
Gewindebüchse 19-und diese im Läuferauge 23 des Läufers 6 gelagert. Ein am Läuferauge
23 befestigtes Fühlhebelgerät 28 tastet und drückt mit seiner Feder 36 und seinem
Tastbolzen 37 ständig über den Winkelhebel 29 und den im Läuferauge verschiebbaren
Stift 30 an die innere Stirnseite 31 der Ringnut 22 und drückt die Meßzunge M immer
in die strichlierte Lage r, so daß im Ruhezustand, also vor dem Messen, die Gewindebüchse
mit der inneren Stirnseite 38 der Ringnut 22 ständig an dem Läuferauge anliegt.
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Durch Drehen der Kordel schraube 27, welche an der Schiene 3 im Angenlager
32 gelagert und axial gesichert ist, wird der Läufer 6 mit Gewindebüchse 19 und
ihrer Mutter I2 sowie die am Läufer befindliche Meßzunge M2 und schließlich der
am Läuferauge montierte Winkelhebel 29 mit dem Fühlhebelgerät 28 verschoben. Wird
nun beim Messen der Teilung der Läufer gegen den Zahn geschoben, so berührt anfangs
die Meßzunge M2 den Zahn in der strichlierten Stellung r, bis die Meßfläche in die
theoretisch richtige Teilungsfianke p2, also in die parallelen Flanken einer reellen
Zahnstange, eingestellt ist. Bei dieser relativen Verdrehung der Meßzunge M2 von
der strichlierten Stellung r in die flankenparallele Lage P2 drückt der Zungenschenkel
b2 mit Bolzen d2 über Fläche Io und Mutter 12 mit Gewindebüchse 19 über Stift 30
und Winkelhebel 29 auf den Tastbolzen 37 des Fühlhebelgeräts und stellt bei richtiger
Teilung, also wenn beide Meßflächen in den parallelen Flanken des der Teilung entsprechenden
Bezugsprofils liegen, den Zeiger des Fühlhebelgeräts auf Null. Bei diesem Vorgang
wird die Feder 36, die in jedem Fühlhebelgerät eingebaut ist, gespannt und drückt
beim Zurückschieben des Läufers oder beim Abheben des Geräts vom Zahnrad die Meßzunge
:112 wieder in die strichlierte Ruhelage r zurück, wobei die innere Stirnseite 38
der Gewindebüchse an dem Läuferauge 23 zur Anlage kommt, so daß sich im Ruhezustand
das Spiel 24 verdoppelt, also um das Spiel 25 vergrößert.
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Durch diese Anordnung ist nun die Möglichkeit gegeben, daß bei eingestellter
Teilung, also wenn der Meßuhrzeiger beim Messen einer Teilung auf Null steht und
in dieser Stellung beidseitig axiales Spiel 24 und 25 vorhanden ist, die Plus-und
Minusabweichungen der Sollteilung überprüft werden können.
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Für die Abstützung des Geräts beim Messen der Zahnräder ist eine
im Schlitz 33 in Längsrichtung verschiebbare Stützzunge 34 vorgesehen, die auf den
Zahn eingestellt werden kann und mit der Kordelmutter 35 arretiert wird.
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Durch Drehen des Drehknopfes 26 werden die beiden Zungen M1 und M2
über die Muttern 11 und 12 mit gleichen Gewindesteigungen und über die Anschlagflächen
g und 10 und den Zungenhel:eln b1 und b2 aus ihrer Lage mit gleichen Winkelausschlägen
verdreht, sie können also gleichzeitig auf einen kleineren oder größeren Eingriffswinkel
a von o bis 300 eingestellt werden.
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In Fig. I sind z. B. die Zungen nach der Gradskala 5 auf einen Eingriffswinkel
a = I50 eingestellt. Die Stellung der Meßzungen bei dem größten Eingriffswinkel
von a = 300, der eingestellt werden kann, ist'in Fig. I eingezeichnet.
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Beim Messen der Verzahnung eines Zahnrades wird das Gerät für einen
zu wählenden Standardeingriffswinkel a (z. B. a = I50, Fig. I) mit Drehknopf 26
eingestellt und so auf den Zahn gesetzt, daß die Stützzunge 34 noch oberhalb der
Zahnabrundung zur Anlage kommt. Dabei soll die Meßfläche der festen Meßzunge :111
nicht zu nahe an den Zahnkopf zur Anlage kommen. Die Fühlzunge M2 darf beim Aufsetzen
des Geräts den zweiten Zahn noch nicht berühren. Man dreht nun so lange an der Kordelschrauhe
27, bis der Zeiger des Fühlbebelgeräts in seine Nullstellung getreten ist. Nunmehr
kann für den eingestellten Eingriffswinkel die ermittelte Werkzeugteilung von den
in übersichtlicher Weise angeordneten Strichteilungen für das Modul-und Zollsystem
abgelesen werden.