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Vorrichtung zum Prüfen von Zahnrädern und Schneckengetrieben nach
dem Einflankenabrollverfahren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen
von Zahnrädern und Schneckengetrieben nach dem Einflankenabrollverfahren, das jeweils
sämtliche Fehler derjenigen Zahnflanken, die bei einer bestimmten Drehrichtung der
Räder zum Eingriff kommen, anzeigt.
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Es sind bereits Geräte bekanntgeworden, die zur Prüfung von Stirnzahnrädern
nach dem Verfahren dienen. Diesen gegenüber hat die Vorrichtung gemäß der Erfindung
den Vorteil allgemeiner Auwendbarkeit, also sowohl für Stilrnräder als auch für
Kegel räder und Schneckengetriebe. Bei dem neuen Gerät sind in bekannter Weise die
Achsen der beiden Prüflinge mit zylindrischen Scheiben versehen, die als Meßorgane
(Meßzylinder) zusammenwirken und ein Übersetzungsverhältnis gleich demjenigen der
Prüflinge ergeben. Nun ist nach der Erfindung die Achse eines der Prüflinge mit
der gleichmittigen Achse des zugehörigen Meßzylinders über eine bewegliche Kupplung
verhunden, die eine Verschiebung einer der beiden Achsen gegenüber der anderen ermöglicht
und die Drehbewegung unverändert überträgt. Die Verschiebungsrichtung wird bestimmt
durch den die bewegliche Achse tragenden Schlitten, der senkrecht zu einer durch
die beiden Prüflingsachsen geben den Ebene hzw. parallel zur Schneckenachse beweglich
ist. Wird nun das Zahnrad- oder Schneckengetriebe langsam gedreht, so sind die Geschwindigkeiten
der sich unter Federdruck berührenden Zahnflanken infolge der durch die Meßzylinder
übertragenen Drehbewegung gleich groß, und allfällige Verzahnungsfehler bewirken
eine seitliche Verschiebung der beweglich gelagerten
Achse, die
durch eine Anzeigevorrichtung vergrößert aufgezeichnet wird.
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Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es
zeigt Fig. I eine Vorrichtung zum Prüfen von Stirnrädern (im Grundriß), Fig. 2 dieselbe
Vorrichtung im Auf riß, Fig. 3 und 4 Ansichten der beweglichen Kupplung, teilweise
im Schnitt, Fig. 5 einen motorischen Antrieb der Vorrichtung, Fig. 6 und 7 Kupplungsvorrichtung
für die Meßzylinder, Fig. 8 eine Vorrichtung zum Prüfen von Kegelrädern, Fig. 9,
10, II eine Vorrichtung zum Prüfen von Schneckengetrieben im Auf riß, Grundriß und
Seitenansicht, Fig. 12 ein verstellbares Kegelgetriebe.
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Auf dem Bett 1 der Vorrichtung (Fig. 1 und 2) sitzt ein Schlitten
2, verstellbar entsprechend dem Achsabstand der beiden Prüflinge. In dem Schlitten
ist leicht drehbar eine Achse 3 gelagert, an deren oberem Ende eines der zu prüfenden
Stirnräder, der Prüfling 4 (zweckmäßig der größere) genau rund laufend auf gespannt
ist. Das untere Ende enthält eine auswechselbare kreisrunde Scheibe, den Meßzylinder
5 vom Durchmesser des Teilkreises des Prüflings. Der Meßzylinder wird mittels der
Spindel 6 gegen einen zweiten Meßzylinder 7 gepreßt, dessen Achse 8 im Bett I auf
Kugeln gelagert ist.
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Der zweite Prüfling I2 sitzt fest auf einer Achse 9, die in einer
Büchse 10, lagert, welche mit einem Schlitten 11 verschraubt ist. Dieser wird durch
Kugelbahnen I3 auf Bett 1 abgestützt, er läßt stich infolgedessen in Richtung senkrecht
zu einer Ebene, die durch die Mitten der beiden Achen 3, 8 geht, leicht bewegen.
Die beiden Achsen 8, 9 sind gleichmittig angeordnet und durch zwei Kreuzgelenke
I4-19 (Fig. 2i, 3 und 4) gekuppelt. Jedes Kreuzgelenk besteht aus einer Gabel 14,
die fest auf der Achse 8 bzw. 9 sitzt. Ein Gelenkring 15 ist mit vier diametralen
Bohrungen versehen. In zwei davon greifern Stifte I7 ein, die mit der Gabel 14 verschraubt
sind, in die anderen beiden ein Bolzen 18, der durch die Nahe 19 des Zwischenstücks
16 geht.
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Diese doppelte Kreuzgelenkkupplung ermöglicht eine kleine seitliche
Verschiebung der Achse g parallel zur Achse 8, während die Drehbewegung vollkommen
unverändert übertragen wird. An dem Schlitten 11 (Fig. 1) ist ein Stift 20 befestigt,
der allfällige Bewegungen des Schlittens einem Hebel 21 mitteilt, welcher sie vergrößert
auf den Schreib hebel 22 überträgt. Eine Feder 23 sorgt für spielfreie Berührung
aller Glieder. Die Schreibfeder 24 zeichnet nun die Verschiebungen des Schlittens
II bzw. des Prüflings 12 auf einem Papierstreifen der Trommel 25.
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Der Antrieb der Vorrichtung könnte von Hand erfolgen, im Ausführungsbeispiel
ist ein motorischer Antrieb dargestellt (Fig. I, 2 und 5). Ein Elektromotor 26 dreht
ürbler ein Schneckengetriebe 27, 28 eine Vorgelegewelle 29, die zwei Zahnräder 30,
31 enthält. Im Eingriff damit stehen die Räder 32, 33, die über eine Wechselkupplung
34 wahlweise mit der Welle 35 verbunden werden können. Diese treibt mittels -des
Kegelräderpaares 36, 37 das Zahnrad 38 an, dessen Welle 39 im Bett I gelagert ist.
Mit diesem Zahnrad 38 sind nun im Eingriff ein Zahnrad 40, das auf der Achse 8 des
Meßzylinders 7 festsitzt, und ein Zahnrad 4I, dessen Welle 42 ebenfalls im Bett
I gelagert ist. Das obere Ende dieser Welle trägt eine Scheibe 43, mit der eine
senkrecht dazu angeordnete Scheibe 44 durch Reibung gekuppelt ist. Die letztere
läßt sich auf der Schreibtrommelachse 45 verschieben zur änderung der Trommeldrehung
bzw. des Papiervorschubes. Während des Aufspannes des Prüflinge I2 wird der bewegliche
Schlitten II durch eine Stellschraube 46 (Fig. I) in der Mittellage festgehalten.
Bei der Messung ist diese Schraube gelöst, und Federn 47 drücken durch Verschieben
ihres Halters 48 über einen Arm 49 den Schlitten II nach der gewünschten Richtung.
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Die beiden Meßzylinder 5, 7 können auch kleiner gewählt werden als
die Teilkreise der beiden Prüflinge 4, 12, jedoch mit demselben Übersetzungsverhältnis.
In diesem Fa'll werden sie entweder durch ein dünnes Stahlband miteinander verbunden
oder mittels Rollen 50, 5I (Fig. 6), die an gabelförmigen Haltern 52, 53 sitzen,
welche von einem Schlitten 54 getragen werden. Dieser läßt sich auf einem zweiten
Schlitten 55 gegen die Meßzylinder 5, 7 hin bewegen und mittels des Schlittens 55
auf einer am Bett 1 befindlichen Gleitbahn 56 quer dazu verschieben.
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Die Wirkungsweise des Gerätes ist leicht ersichtlich. Der Motor 26
dreht mittels des Zahnrades 38 langsam die Achse 8 und die Schreibtrommel 25.
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Der Meßzylinder 7 überträgt die Drehung der Achse 8 über den Meßzylinder
5 im Verhältnis der Teilkreise auf den Prüfling 4, während die gleichmittigen Achsen
8 und 9 und damit auch Prüfling 12 genau dieselbe Drehgeschwindigkeit haben. Die
Achsen der beiden Prüflinge sind auf die vorgeschriebene Achsdistanz eingestellt,
und unter dem Druck der Federn 47 auf den leicht beweglichen Schlitten 11 kommen
die Flanken je einer Zahnseite der Verzahnungen nacheinander zum Eingriff. Sind
diese mit Fehlern behaftet, so hat das zur Folge, da ja die Drehung beider Räder
mit gleicher Teilkreisgeschwindigkeit zwangsläufig erfolgt, daß der Schlitten II
durch die Federn 47 um den Fehlerbetrag verschoben wird. Diese kleinen Schlittenbewegungen
zeichnet die Schreibfeder 24 auf dem Papier der Trommel 25 in Abhängigkeit von der
Drehbewegung der Prüflinge stark vergrößert auf.
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Die links- oder rechtsseitigen Zahnflanken können durch einfaches
Umstellen des Federnhalters 48 in beliebiger Drehrichtung zum Eingriff gebracht
werden. D'ie Drehgeschwindigkeit wird mittels der Räder 30, 32 bzw. 31, 32 den Größenverhältnissen
der Prüflinge angepaßt.
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In Fig. 2 kann ohne weiteres die Anordnung auch so getroffen werden,
daß die Prüflinge und die Meßzylinder ihre Plätze miteinander tauschen, d. h. die
beiden Zahnräder 4, I2; kommen an das untere Ende
der Achsen 3,
8 und di<e Meßzylinder 5, 7 an das ohre Ende der Achsen 3, 9. Wirkungsweise und
Meßergebnisse sind bei dieser Verwendungsart des Gerätes dieselben wie oben beschrieben.
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Fig. 8 zeigt die Vorrischtung zur Prüfung von Kegelrädern, die in
gleicher Weise wie bei Stirnrädern erfolgt. Da aber die Kegelradachsen sich kreuzen,
so ist zur Drehbewegungsübertragung ein kegeliges Getriebe von gleichem Acliswinkel
wie die Prüflinge zwischen diese ein geschaltet. Die Prüflingsachse 9 des Kegel
rades 112 ist mit der gleichmittigen Meßzylinderachse 8 durch die oben beschriebene
Kreuzgelenkkupplung verbunden. Der Meßzylinder 7 dreht entweder direkt den Meßzylinder
5 oder über eine Rolle 150 (Fig. 7), die durch. schwenkbare Hebel 152', I53 gehalten
und unter dem Druck der bei I54 befestigten Feder I59 gegen die Meßzylinder gepreßt
wird. Mit dem Meßzylinder 5 ist eine Kegelrolle 157 verbunden, die eine zweite Kegelrolle
158 antreibt. Ihre Achse I60 ist, um die beiden Rollen aneinanderpressen zu können,
in einer um die Kegelspitze schwenkbaren Gabel 161 gelagert. Die gleichmittige Achse
I62 ist mit der Achse 160 durch eine der oben beschriebenen Kreuzgelenkkupplungen
verbunden. Natürlich könnte das Kegelrollenpaar I57, r5g auch durch fehlerlose Kegel
räder ersetzt werden. Ein weiteres Meßzylinderpaar 163, 164, eventuell mit Zwischenrolle
150, überträgt die Drehbewegung schließlich auf die Achse 103 und den zweiten Prüfling
104, wobei die Durchmesser der Meßzylinder so gewählt sind, daß sich die Drehzahlen
der Prüflinge umgekehrt wie ihre Zähnezahlen verhalten. Die Schlitten I65 und I66
werden den Kegelraddurchmessern entsprechend eingestellt.
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Der Antrieb erfolgt wiederum durch einen Motor 26 und ein Zahnrad
38 über die Achse 8.
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Um mit dem Gerät Schneckengetriebe prüfen zu können, ist lediglich
noch eine parallele Verschiebung der Achse des zweiten Prüflinge, in die!sem Fall
der Schnecke, um den Betrag des Schneckenradhalbmessers erforderlich. Zweckmäßig
wird mit Rücksicht auf das meist große Übersetzungsverhältnis eines Schneckengetriebes
die Schneckenachse angetrieben. In den Fig. 9, 10 und II sitzt das Schneckenrad
212 auf der Welle g des beweglichen Schlittens 1 1. Die Schnecke 204 ist in bekannter
Weise zwischen Spitzen gelagert und durch den am Schlitten 265 befestigten Arm 268
geführt. Ein Mitnehmer 269 verbindet die Schneckenwelle mit der Achse 203.
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Zur genauen Einstellung der Schnecke in bezug auf Schneckenraddurchmesser
und -mitte dienen die Schlitten 266 und 265. D.er Motor 26 dreht über das Schneckengetriebe
27, 28 und die Zahnräder 30; 31 einerseits die Schreibtrommel 25, andererseits über
die Kegelradgetriebe 270, 217 und 272 eine Keilwelle 273. In diese greift eine Hohlwelle
274 ein, die mittels Kegelrädern 275, 276 die Achse 203 antreibt. Von hier aus wird
die Drehbewegung über das Meßzylinderpaar 164, 163 mit Zwischenrolle I50 auf die
Achse 162 und über zwei Kreuzgelenke mit Zwischenstück 116 auf die Achse 160 übertragen.
Der weitere Verlauf über die Kegelrollen I5S, I57 auf das erste Meßzylinderpaar
5, 7 und schließlich zum Schneckenlrad 212 erfolgt analog wie beim Kegelradgerät.
In Fig. 9 ist die Gabel 161 ersichtlich, die zum Anpressen der Kegelrolle 158 an
Kegel rolle I57 dient. An Stelle der Gabel könnte auch ein festes Lager vorgesehen
werden. Die Kegelrolle 158 müßte dann auf ihrer Achse 160 längs verschiebbar angeordnet
sein und unter Federdruck stehen.
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Auf der Achse g des beweglichen Schlittens II sitzt das Schneckenrad
212, das beim Abrollen entsprechend seinen <eigenen Verzahnungsfehlern und denjenigen
der Schnecke Verschiebungen parallel zur Schneckenachse erfährt, die durch die Anzeigevorrichtung
auf dem Papierstreifen der Trommel 25 aufgezeichnet werden. Die Drehgeschwindigkeit
des Schneckenrades wird um so geringer gewählt, je größer sein Durchmesser bzw.
je höher das; Übersetzungsverhältnis des Schneckenradgetriebes ist.
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Fig. 12 zeigt ein verstellbares Kegelgetriebe für dile Geräte zur
Prüfung von Kegelrädern und Schneckengetrielben. Wenn nämlich die Durchmesser der
verschiedenen Meßzylinder nicht genau dem Übersetzungsverhältnis der beiden Prüflinge
entsprechen, so hätte dies zur Folge, daß die aufgenommene Fehlerkurve schräg zur
Geraden verlaufen würde. Das Kegelgetriebe ermöglicht nun eine Korrektur des Übersetzungsverhältnisses
sämtlicher Meßzylinder innerhalb bestimmter Grenzen.
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Die Kegelrolle 158 ist auf einem Schlitten I79 gelagert, der auf dem
Bett 180 gleitet. Die Kegelrolle I57 wird mittels zweier Schrauben I77, 178 auf
der Achse I67 entsprechend dem Fehler des Übersetzungsverhältnisses verschoben und
hierauf die Kegelrolle 158 durch Verschieben des Schlittens I79 gegen die andere
Kegelrolle gedrückt. Damit der Meßzylinder 163, der die Bewegung der Achse I60 mitmacht,
mit dem Meßzylinder I64 in der Lage übereinstimmt, wird der erstere auf der Achse
160 entgegengesetzt der Kegelrollenverstellung verschoben. Er sitzt zu diesem Zweck
auf einer Buchse 181, die auf der Achse entsprechend verstellt und durch die Überwurfmutter
182 festgeklemmt wird.