DE957522C

DE957522C - Rundlauffehler-Pruefgeraet fuer Zahnraeder

Info

Publication number: DE957522C
Application number: DESCH16593A
Authority: DE
Inventors: Alfons Dinger
Original assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Current assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Priority date: 1954-10-27
Filing date: 1954-10-27
Publication date: 1957-02-07

Description

Rundlauffehler-Prüfgerät für Zahnräder Zur genauen Ermittlung des Rundlauffehlers eines Zahnrades benutzt man einen in eine Kugel oder einen Dorn auslaufenden Taster, der nacheinander von Hand in die einzelnen Zahnlücken des jeweils ebenfalls von Hand um einen Zahn weitergedrehten Rades eingeführt wird. Der Durchmesser der Kugel bzw. die Gestalt des Dornes wird derart gewählt, daß der Taster bei weitest möglicher Einführung in die Zahnlücke die Zähne etwa im Teilkreis berührt. Die Lage des Tasters in diesem Zustand weitest möglicher Einführung wird gemessen oder registriert und die Schwankungen des Meßwertes geben über den RundlauffehlerAufschluß.
Gegenüber anderen Methoden zur Prüfung von Rundlauffehlern, wie z. B. die bekannte Abwälzmethode, hat das eben beschriebene Tastverfahren den Vorzug großer Genauigkeit, da der Taster genau maßhaltig herstellbar ist. Selbst kleinste Fehlerwerte bis zu Bruchteilen eines u können mit der Tastmethode ermittelt werden, so daß auch Lehrräder nach diesem Verfahren gemessen werden können.
Es ist auch schon bekannt, bei einem solchen Rundlauffehler-Prüfgerät die Abtastung und die Weiterschaltung des Zahnrades automatisch durchzuführen, so daß selbsttätig eine Rundlauffehlerprüfung über den ganzen Umfang erfolgt.
Bei einer bekannten Einrichtung wird der Taster durch einen Exzenter hin- und herbewegt und zugleich eine Blattfeder, die nach Art einer Ratsche in die Verzahnung des Zahnrades eingreift und bei der Hin- und Herbewegung das Zahnrad, sobald es von dem Taster freigegeben wird, um einen Zahn weiterdreht. Es ist auch schon bekannt, die Weiterbewegung des Zahnrades durch eine elektromagnetisch gesteuerte Einrichtung vorzunehmen.
In beiden Fällen ist also eine besondere Einrichtung für die Weiterbewegung des Zahnrades vorgesehen, die getrennt von dem Taststift eingreift.
Bei der Messung von Zahnrädern verschiedener Abmessung müssen diese Einrichtungen gesondert justiert werden.
Durch die Erfindung werden derartige gesonderte Einrichtungen vermieden, und zwar dadurch, daß'dem Taster durch ein Getriebe beim Einfahren in die Meß stellung und beim Ausfahren aus der Meßstellung eine solche zusätzliche seitliche Bewegung erteilt wird, daß er das Zahnrad jeweils um eine halbe Teilung weiterdreht. Es wird also die Weiterbewegung des Zahnrades durch den Abtaststift selbst erzielt, so daß keine zusätzliche Einrichtung, die in das Zahnrad eingreift, und nur eine Justierung des Abtaststiftes bei Änderung der Zahnradabmessung notwendig ist.
Die Erfindung sei an Hand der Abb. I bis 5 näher beschrieben.
Abb. I stellt das vollständige Prüfgerät in Seitenansicht dar. Auf einem Gerätebett I ist eine Lagerung 2 für das zu prüfende Zahnrad 3 montiert. Der in eine Kugel auSlaufende Taster 4 geht von einem Meßaufsatz 5 aus, der auf einem Meßschlitten 6 befestigt ist. Letzterer kann sich durch eine Führung in Richtung des Doppelpfeiles 9 hin-und herbewegen. Das ist in der Abbildung durch Rollen 3I angedeutet. Dem Taster wird durch ein im Meßaufsatz 5 enthaltenes Getriebe, das später beschrieben ist, eine solche Bewegung erteilt, daß er sich unter laufender Weiterdrehung des zu prüfenden Rades nacheinander in alle Zahnlücken einschiebt. Je nach der Tiefe seines Eindringens verschiebt er den Schlitten mehr oder weniger nach rechts. Diese Verschiebung wird von einem Längenmeßgerät 8 aufgenommen und angezeigt oder registriert. Eine Feder -7 hält das Ende 32 des Schlittens ständig in Berührung mit dem Meßfühler des Längenmeßgerätes.
In Abb. 2 ist der Meßaufsatz 5 im einzelnen dargestellt und seine Zusammenarbeit mit dem zu prüfenden Zahnrad veranschaulicht. Das zu prüfende Zahnrad 3 ist auf der Lagerung 2 ortsfest, aber drehbar angeordnet. Der Taster 4 sitzt an einer beweglichen Platte IO. Dieser wird eine solche Bewegung erteilt, daß die Kugel, in die der Taster ausläuft, einen ganz bestimmten, durch die gestrichelte Linie 25 dargestellten Weg beschreibt.
Dieser Weg ist derart gewählt, daß der Taster das Zahnrad beim Ausfahren aus der Zahnlücke um eine halbe Teilung weiterdreht und bei seinem nächsten Einfahren das Zahnrad um eine weitere halbe Teilung im gleichen Sinne dreht, so daß er sich nunmehr in die nächste Zahnlücke einschiebt.
Dieser Vorgang ist später in den Abb. 3 und 4 noch näher erläutert. Die für diese Bahn des Tasters notwendige Bewegung der Platte IO wird auf folgende Art erreicht. Platte 10 enthält eine zylindrische Bohrung 17, in der ein um die Achse 12 drehbarer Exzenter II (Meßexzenter) sitzt, sowie eine Gleitführung 33, in der ein um die Achse 14 drehbarer Exzenter I3 (Steuerexzenter) formschlüssig angeordnet ist. Die Achsen 12 und 14 werden samt den fest mit ihnen verbundenen Exzentern II bzw. I3 in Umdrehung versetzt. Das wird über die Zahnräder 22, 21, 20, I9, I8, I5 und I6 von einem Antriebsmotor 23 besorgt, der über ein Untersetzungsgetriebe 24 arbeitet. Alle Achsen dieses Antriebsmechanismus können auf dem Meßschlitten 6 (Abb. I) fest gelagert sein. Da der Meßschlitten 6 sich stets nur ganz geringfügig hin-und herbewegt, genügt es auch, wenn man lediglich einen Teil der Achsen des Tastergetriebes - mindestens aber die beiden Exzenterachsen -auf dem Meßschlitten fest lagert, den anderen Teil jedoch auf dem Gerätebett, wobei die Bewegung des Meßschlittens durch entsprechendes Spiel zwischen denZahnrädern, die den auf dem Meßschlitten und den auf dem Gerätebett angeordneten Teil des Tastergetriebes verbinden, ermöglicht wird. Um die gewünschte Bahn der Tasterspitze zu erhalten, müssen der Abstand der Exzenter, ihre Größe, Exzentrizität und Stellung zueinander sowie das Verhältnis ihrer Umdrehungsgeschwindigkeiten entsprechend gewählt werden. Eine günstige Bahn der Tasterkurve erhält man, wenn die Exzentrizität des Meßexzenters II etwa viermal so groß ist wie diejenige des Steuerexzenters 13 und wenn der Steuerexzenter I3 doppelt so schnell umläuft wie der Meßexzenter II. Sind diese Größen passend gewählt, dann hat der Weg 25 der Tasterspitze eine den Abb. 3 und 4 entsprechende Form. Er läuft in Richtung auf das Zahnrad 3 in eine Spitze aus und werde beispielsweise in Richtung des Pfeiles durchlaufen. Abb. 3 zeigt den Taster in der Meßstellung.
Seine Kugel befindet sich an der Spitze der Bahnkurve. Je nach dem Rundlauffehler des Zahnrades stößt die Tasterspitze beim Einlaufen in diese Stellung früher oder später auf Widerstand. Die dadurch auf die Tasterspitze ausgeübte Kraft überträgt sich über die Platte IO und den Exzenter II auf die Achse 12 (Abb. 2) und damit auf den Meßschlitten 6. Dieser bewegt sich daher dementsprechend mehr oder weniger in Richtung auf das Längenmeßgerät 8 und erzeugt so einen mehr oder weniger großen Ausschlag des Anzeige- oder Registriergerätes. Beim Ausfahren aus der Zahnlücke dreht der Taster das Zahnrad um eine halbe Teilung weiter und durchläuft dann den der Bahnspitze gegenüberliegenden Teil der Bahn. In Abb. 4 ist die Stellung gezeigt, bei der der Taster den der Bahnspitze genau gegenüberliegenden Punkt der Bahnkurve erreicht hat. Das Zahnrad steht dann in der gezeigten Stellung, d. h. es ist eine halbe Teilung gegenüber seiner Stellung in Abb. 3 weitergedreht. Bei seinem erneuten Einfahren stößt dann der Taster wieder auf das Zahnrad, und zwar an der Stelle 26, dreht das Zahnrad um eine weitere halbe Teilung weiter und erreicht schließlich wieder die in Abb. 3 gezeigte Meßstellung, diesmal jedoch bei einer um einen Zahn weitergedrehten Stellung des Zahnrades. Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Drehung beim Ein- und Ausfahren des Tasters genau eine halbe Teilung beträgt. Ab- -weichungen sind zulässig, solange der Drehwinkel beim Ausfahren ausreicht, um beim Einfahren ein Auftreffen des Tasters auf die Zahnflanke zu gewährleisten. -Der in Abb. 4 mit a bezeichnete Öffnungswinkel wird zweckmäßig durch entsprechende Dimensionierung der Exzenter so groß gewählt, daß das Gerät für einen großen Modulbereich brauchbar ist, soweit nur der Hub in Meßrichtung ausreicht, den Taster über den Zahnkopf zu führen. Da für andere Module auch andere Tastergrößen erforderlich sind, ist der Taster auswechselbar an der Platte 10 befestigt. Da der Taster an der Spitze der Bahnkurve 25 seine Bewegungsrichtung umkehrt, wird an diesem Punkt, d. h. gerade in der Meßstellung, seine Geschwindigkeit zu Null. Dadurch wird die Meßgenauigkeit erhöht. Durch besondere Ausgestaltung des Tastergetriebes kann man noch zusätzlich für eine Verlangsamung der Tasterbewegung in der Nähe der Meßstellung sorgen. Wie Abb. 2 zeigt, ist bei der Übertragung der Drehung des Antriebsmotors 23 auf die Exzenter ein Ellipsenradpaar 2I, 22 benutzt.
Bei geeigneter Bemessung dieser Räder kann dadurch erreicht werden, daß der Antrieb des Tasters in der Nähe der Meßstellung mit langsamer Geschwindigkeit erfolgt, während des übrigen Weges jedoch mit großer Geschwindigkeit. An Stelle des Ellipsenräderpaares kann auch ein anderes, diese Aufgabe lösendes Getriebe benutzt werden.
In Abb. 5 ist dargestellt, wie ein mit einem solchen Gerät aufgenommenes Fehlerdiagramm aussieht. Auf dem Registrierstreifen 30 gehen von der Nullinie 29 einzelne Zacken 28 aus, deren Höhe je nach der Eindringtiefe des Tasters in die Zahnlücken verschieden groß ist. Die durch Verbindung der Zackenspitzen. entstehende Kurve 27 .läßt die Größe und Art der Abweichung des Zahnkranzes von der idealen Kreisform erkennen.
Das, erfindungsgemäße Rundlauffehler-Prüfgerät kann auch so ausgebildet sein, daß Schlitten und Meßaufsatz ortsfest sind, der Taster jedoch gegenüber der Platte 10 in Richtung ihrer Längsachse - und nur in dieser Richturig - beweglich ist.
Das Längenmeßgerät samt Anzeige bzw. Registriergerät befindet sich dann zwischen Taster 4 und Platte IO.
PATENTANSPROCHE: I. Rundlauffehler-Prüfgerät für Zahnräder, bei dem die Messung automatisch über den ganzen Zahnradumfang dadurch bewirkt wird, daß selbsttätig ein Taster in die Zahnlücken eingeführt und seine Lage in der Stellung weitest möglicher Einführung angezeigt oder registriert wird und zwischen den einzelnen Tasterbewegungen das Zahnrad um einen Zahn weiterbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Taster durch ein Getriebe beim Einfahren in die Meßstellung und beim Ausfahren aus der Meßstellung eine solche zusätzliche seitliche Bewegung erteilt wird, daß er das Zahnrad jeweils um eine halbe Teilung weiterdreht.

Claims

2. Rundlauffehler-Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster an einer beweglichen Platte angebracht ist, die durch zwei Exzenter, von denen der eine (Meßexz .cer) in einer Bohrung der Platte sitzt und der andere (Steuerexze--:er) formschlüssig in einer Gleitführung der Piatte, so geführt wird, daß der Taster die gewünschte Bewegung ausführt.

3. Rundlauffehler-Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität des Meßexzenters etwa viermal so groß ist wie diejenige des Steuerexzenters.

4. Rundlauffehler-Prüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Steuerexzenters doppelt so groß ist wie die des Meßexzenters.

5. Rundlauffehler-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch an sich bekannte Mittel der Antrieb des Tasters in der Nähe der Meßstellung mit langsamer Geschwindigkeit erfolgt, während des übrigen Weges jedoch mit großer Geschwindigkeit.

6. Rundlauffehler-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastergetriebe fest auf einem in Meßrichtung verschiebbaren Schlitten (Meßschlitten) angeordnet ist, dessen Verschiebung mit einem Längenmeßgerät angezeigt bzw. registriert wird.

7. Rundlauffehler-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Achsen des Tastergetriebes - mindestens aber die beiden Exzenterachsen - auf dem Meßschlitten fest gelagert ist, der andere Teil auf dem Gerätebett, wobei die Bewegung des Meßschlittens durch entsprechendes Spiel zwischen den Zahnrädern, die den auf dem Meßschlitten und den auf dem Gerätebett angeordneten Teil des Tastergetriebes verbinden, ermöglicht wird.

8. Rundlauffehler-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster aus einer Tastspitze besteht, die in eine Kugel endet.

9. Rundlauffehler-Prüfgerät nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster aus einem Dorn besteht.

IO. Rundlauffehler-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster auswechselbar ist.

11. Rundlauffehler-Priifgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel bzw. Spitze des Tasters eine Kurve beschreibt, die . in Richtung des Zahnrades in eine Spitze ausläuft.

12. Rundlauffehler-Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Abstimmen der Maße der Exzenter und ihres Abstandes eine solche Bewegung der Tasterspitze erreicht wird, daß die Anordnung für alle Zahnradmodule brauchbar ist, sofern der Hub ausreicht, um den Taster über den Zahnkopf zu führen, und ein entsprechender Taster benutzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 9I7 93'.