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Vorrichtung zum Prüfen von Zahnflanken Die Erfindung betrifft eine
zum Prüfen von Zahnflanken auf ihre Abweichung von der Evolventenform dienende Vorrichtung
mit einem Rollkörper, der an dem im Ruhezustand zu prüfenden Zahnrad befestigt ist
und an dessen Zylinderfläche sich schlupffrei ein Wälzlineal abwälzt, an welchem
ein Anzeigegerät mit einem die Zahnflanke berührenden Taster gleitend geführt und
feststellbar ist. Man verwendet solche Vorrichtungen für große und schwere Räder.
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Bei einer bekannten Prüfvorrichtung dieser Art sind das Wälzlineal
und der Rollkörper durch Bänder schlupffrei verbunden.
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Es ist jedoch erwünscht, die schlupffreie Führung des Wälzlineals
auf dem Rollkörper durch Fortfall der biegsamen Bänder zu vereinfachen. Erfindung
gemäß wird diese Aufgabe durch magnetische Ausgestaltung von Rollkörper und Wälzlineal
gelöst, derzufolge ein magnetischer Kraftfluß durch die Berührungsstelle beider
fließt und einen gegenseitigen Schlupf durch Reibung verhindert. Diese Ausgestaltung
bietet auch den Vorteil, daß die Wälzbewegung völlig schlupffrei und äußerst genau
stattfindet und daß man nach Aufhebung des magnetischen Kraftflusses das Lineal
in Längsrichtung verschieben und damit den Taster bequem an einen anderen Zahn anlegen
kann.
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Vorzugsweise ist der Rollkörper als Zylindersegment ausgebildet,
das verstellbar auf der am Zahnrad befestigten Tragplatte sitzt, die vorwiegend
aus nichtmagnetischem Werkstoff besteht.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigt Fig. 1 einen Grundriß der Vorrichtung mit magnetischer Haftung des
Wälzlineals am Rollkörper,
Fig. 2 den zur Fig. I gehörigen Aufriß,
Fig. 3 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung, teilweise im Schnitt nach der Linie
III-III, und Fig. 4 die Aufzeichnungsvorrichtung im Grundriß, teilweise im Schnitt
nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
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Auf die Stirnfläche des zu prüfenden Zahnrades 1, die in einer Ebene
senkrecht zur Achse dieses Zahnrades liegt, wird eine Grundplatte 2 aufgelegt und
mittels Schrauben 3 und einer Schiene 4 am Zahnrad befestigt. Die Schiene 4 liegt
unten am Zahnrad an. Die Schrauben gehen durch radiale Schlitze 40 der Platte 2
hindurch, so daß sich ein und dieselbe Platte 2 auf Rädern verschiedenen Durchmessers
befestigen läßt, wobei die Schrauben 3 dicht am äußeren Umfang des Zahnrades verlaufen.
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Auf der oberen, ebenen Fläche der Grundplatte, die senkrecht zur
Radachse verläuft, sind die Wälzorgane angebracht, die aus einem Rollkörper 5 und
einem Wälzlineal 6 bestehen. Im vorliegenden Fall ist der Rollkörper als Zylindersegment
5 ausgebildet. Er ist auf der Grundplatte 2 durch zwei Schrauben 7 einstellbar befestigt.
Zu diesem Zweck hat die Platte 2 radiale Schlitze2a, durch welche die Schrauben
7 hindurchgehen Der Radius der Zylinderfläche des Rollkörpers 5 ist ebenso groß
bemessen wie der Radius des Grundkreises Do (Fig. 4). Das Segment muß so eingestellt
werden, daß sich seine Zylinderfläche mit diesem Grundkreis Do genau deckt. Um das
zu erreichen, sind in Ansätzen 41 der Platte 2 parallele, waagerechte Einstellschrauben
s angeordnet, an die sich der Rollkörper 5 anlegt. Als Maß für die Einstellung kann
entweder der Abstand der Zylinderfläche des Segments von der Radachse oder von den
Zahnköpfen benutzt werden. Im letzteren Fall muß der Außendurchmesser des Zahnrades
bekannt sein.
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Das Wälzlineal 6, das sich an dem Rollkörper 5 schlupffrei abwälzen
soll, wenn es geschwenkt wird, ist auf der Grundplatte 2 gleitend geführt. Vorzugsweise
ist eines der beiden Wälzorgane 5, 6 als Elektromagnet und das andere als ein daran
magnetisch haftender Anker ausgebildet, während die Tragplatte 2 aus einem nichtmagnetischen
Stoff besteht. Im vorliegenden Fall ist es das Wälzlineal, welches einen Elektromagnet
darstellt. Es enthält. zu diesem Zweck eine Magnetspule g; die von einer Nut aufgenommen
wird, welche zwei in der Längsrichtung der Schiene verlaufende, parallele Abschnitte
hat, die dicht an den Enden der Schiene durch quer verlaufende Abschnitte verbunden
sind.
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Die Spule ist durch biegsame Kabel 42 an eine Gleichstromquelle angeschlossen,
die im vorliegenden Fall aus einem Gleichrichter 30 besteht, der seinerseits mit
einem Wechselstromnetz verbunden ist Eine der Zuleitungen enthält einen Schalter
3I.
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Zur Erzeugung der Wälzbewegung wird das Lineal 6 auf der Grundplatte
2 um den Rollkörper 5 herum mittels einer Schraubspindel 10 geschwenkt.
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Diese läuft drehbar in einem Spurlagerkörper 43, der um eine lotrechte
Achse schwenkbar am Lineal 6 gelagert ist. Eine auf der Schraubspindel Io befindliche
Mutter II sitzt um eine lotrechte Achse schwenkbar auf einem Halter I2, der seinerseits
auf der Grundplatte 2 befestigt ist. Die Schraubspindel trägt ein Handrad 44.
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Das Lineal 6 ist auf seiner Vorderseite mit einer längs verlaufenden
Schwalbenschwanzführung 45 versehen, auf welcher ein Schlitten I3 gleitet. Der Schlitten
kann an jeder beliebigen Stelle der Gleitführung durch zwei an ihm gelagerte Klemmschrauben
14 festgestellt werden. Der Schlitten trägt den Taster und die Aufzeichnungsvorrichtung
Er hat zu diesem Zweck eine lotrechte Bohrung zur Aufnahme einer Säule 15 sowie
eine Klemmschraube I7, mit deren Hilfe die Säule in jeder beliebigen Lage eingestellt
werden kann. Die Säule 15 ist gegen Drehung im Schlitten I3 gesichert.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, daß
die Säule durch ein Querhaupt 46 mit einer zu ihr parallelen Stange 32 verbunden
ist, die durch eine weitere lotrechte Bohrung des Schlittens I3 hindurchgeht. Unten
an der Säule 15 sitzt ein Gehäuse 22, in welchem um eine lotrechte Achse 47 schwenkbar
der zweiarmige Tasthebel I6 gelagert ist, dessen einer Arm in der Richtung des zu
prüfenden Zahnrades aus dem Gehäuse 22 herausragt und zur Anlage an die zu prüfende
Zahnflanke F gebracht werden kann, während der andere Arm I8 durch ein Kuppelglied
48 mit dem kürzeren Arm eines Winkelhebels 19 verbunden ist, dessen längerer Arm
eine Schreibfeder 20 trägt. Der Winkelhebel 19 ist im Gehäuse 22 um eine lotrechte
Achse 49 schwenkbar gelagert. Ferner trägt das Gehäuse 22 ein Lager 50 für die waagerechte
Welle ei einer Schreibtrommel2I, auf der das Schreibpapier aufgespannt ist, über
welchem die Schreibfeder 20 spielt. Die Welle 51 ist mittels eines Reibradgetriebes
24 von verstellbarem Übersetzungsverhältnis mit einer Scbsblrscheibe 26 gekuppelt,
die in einem am Gehäuse 22 sitzenden Lager 52 läuft.
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Um die Schnurscheibe 26 herum ist eine Saite 25 (Fig. 3) geschlungen,
deren unteres Ende durch ein Gewicht 28 belastet ist, während das obere Ende über
eine Ablenkrolle 27 zu einem Schieber 29 verläuft. Die Rolle 27 ist an einem Halter
53 gelagert, der mittels -eines Tragarmes 54 am Schlitten I3 befestigt ist. Der
Schieber 29 ist in einer T-Nut 55 auf der Stirnfläche der Platte 2 verschiebbar.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Der Taster I6 berührt die Zahnflanke
auf der Eingriffslinie E.
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Diese Eingriffslinie liegt in der Ebene der Rückseite 6a des Wälzlineals
und verläuft daher tangential zum Grundkreis Do (Fig. 4). Die Seite 6a des Lineals
haftet infolge der magnetischen Anziehung schlupffrei an der Zylinderfläche des
Rollkörpers.
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Dreht man nun das Handrad 44, so wälzt sich das Lineal 6 am Rollkörper
5 ab. Dabei wird der Taster I6 an dem Zahnprofil F waagerecht entlang geführt und
überträgt etwaige Abweichungen des Profils von der Evolventenform über den Winkelhebel
19 auf die Schreibfeder 20. Während dieser Schwenkung des Lineals ändert sich der
Abstand der Ablenkrolle 27 von dem Schieber 29, und daher
wird die
Schnurscheibe 26 in Umlauf versetzt.
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Diese Umlaufbewegung wird durch das Reibradgetriebe 24 auf die Schreibtrommel
2I übertragen.
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Die Feder 20 zeichnet daher eine Linie auf, welche etwaige Fehler
des Profils in Gestalt einer Kurve i wiedergibt.
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Durch Lösen der Klemmschraube I7 und Verstellen der Säule 15 kann
man den Taster I6 parallel zur Achse des zu prüfenden Zahnrades verstellen und daher
die Zahnflanke in verschiedenen Höhenlagen prüfen.
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Will man die nächste Zahnflanke prüfen, so braucht man hierzu lediglich
die Klemmschrauben I4 zu lösen und den Schlitten I3 auf der Gleitbahn 45 um eine
Zahnteilung zu verschieben.
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Will man die auf der anderen Seite der Zähne gelegenen ZahnflankenG
prüfen (Fig.4), so muß hierzu der Taster I6, der gemäß Fig. 4 rechts steht, in die
gleiche Stellung links von der Radmitte gebracht werden. Dies geschieht durch Verschieben
des Lineals 6 gegenüber dem Rollkörper 5, nachdem zuvor die magnetische Haftung
durch Öffnen des Schalters 3I gelöst worden ist. Nach Wiedereinschalten des Stromes
wird der Schlitten I3 auf der Gleitbahn45 des Lineals 6 derart eingestellt, daß
der Taster I6 die Zahnflanke G berührt. Der Trommelantrieb wird dann umgestellt,
worauf das Gerät zur Aufnahme bereit ist.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht
abgeändert werden. So wäre es möglich, dem Rollkörper die Gestalt eines vollen Ringes
zu geben, wenn es sich um die Prüfung kleinerer Räder handelt. Das bietet den Vorteil,
daß Messungen an verschiedenen Stellen des Radumfanges möglich sind.
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Auch war davon ausgegangen worden, daß das zu prüfende Zahnrad I
in liegender Lage ruht, so daß seine Achse lotrecht steht. Es versteht sich jedoch,
daß die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist.