Vorrichtung zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung von über eine Verzahnung angetriebenen Teilen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung von über eine Verzahnung angetriebenen Teilen (Stirnrädern, Schnecken und Schneckenrädern, Kegelrädern, Zahnstangen und dergleichen), insbesondere zum Messen der Verzahnungsfehler solcher Teile und der Maschinengenauigkeit von Verzahnungsmaschinen und andern Werkzeugmaschinen, wobei die Abweichungen von der gleichförmigen Bewegung auf kapazitivem Wege gemessen werden.
Solche Vorrichtungen sind z. B. als Zahnrad-Abwälzprüfgeräte zur Einflanken-Abwälzprüfung bekannt. Dabei wird das zu prüfende Zahnrad mit einem Lehrzahnrad in Triebverbindung gebracht und dann eines der beiden Zahnräder mit gleichförmiger Drehzahl angetrieben. Wenn das zu prüfende Zahnrad Verzahnungsfehler aufweist, dann wirken sich diese als ungleichförmige Bewegung des getriebenen Teils aus. Um eine hohe Messgenauigkeit zu erhalten, ist es erforderlich, nur die Abweichungen von der gleichförmigen Bewegung zu messen.
Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, auf einer Welle ein Zahnrad und eine Reibscheibe anzuordnen, deren Durchmesser dem Teilkreisdurchmesser des auf der gleichen Welle sitzenden Zahnrades entspricht, und durch das Zahnrad ein zweites Zahnrad und durch die Reibscheibe eine zweite um die Welle des zweiten Zahnrades drehbar gelagerte Reibscheibe anzutreiben, wobei die getriebene Reibscheibe einen Aussendurchmesser besitzt, der dem Teilkreisdurchmesser des getriebenen Zahnrades entspricht. Auf diese Weise erhält man beim Vorhandensein von Verzahnungsfehlern Relativbewegungen zwischen der auf der Welle des getriebenen Zahnrades drehbar gelagerten Reibscheibe und dem getriebenen Zahnrad, die in an sich bekannter Weise kapazitiv oder induktiv gemessen werden können.
Diese bekannte Anordnung hat aber den erheblichen Nachteil, dass für alle vorkommenden Teilkreisdurchmesser der zu prüfenden Zahnräder und der verwendeten Lehrzahnräder eine besondere Reibscheibe vorhanden sein muss. Darüber hinaus ist es mit dieser bekannten Einrichtung nicht möglich, die Herstellungsgenauigkeit von Schnecken und Schneckenrädern oder von Schraubenrädern zu prüfen, da sich in diesen Fällen die Achsen der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile kreuzen. Auch bringt die Prüfung von Kegelrädern erhebliche Schwierigkeiten mit sich, weil ein einwandfreies Abrollen der zugehörigen Reibscheiben theoretisch nur dann möglich ist, wenn sie sich punktförmig berühren. Im übrigen muss auch hier für jeden Teilkreisdurchmesser eine besondere Reibscheibe vorgesehen werden.
Schliesslich stösst die Prüfung von Zahnstangen auf ihre Herstellungsgenauigkeit mit der bekannten Vorrichtung auf Schwierigkeiten, weil sie nur mit einem Lehrzahnrad durchgeführt werden kann und dementsprechend die Gleichförmigkeit einer geradlinigen Bewegung und einer Drehbewegung miteinander verglichen werden muss. Eine weitere Einschränkung des Anwendungsbereiches dieser Einrichtung ist dadurch gegeben, dass die Prüfung der Zahnräder auf ihre Herstellungsgenauigkeit nur auf besonderen Prüfmaschinen vorgenommen werden kann, die zur Aufnahme der zu prüfenden Zahnräder und der zugehörigen Reibscheiben eingerichtet sind. Insbesondere bei grossen Zahnrädern ist deshalb eine Prüfung der Herstellungsgenauigkeit nicht möglich.
Auch die Maschinengenauigkeit von Werkzeugmaschinen der verschiedensten Art, insbesondere von Verzahnungsmaschinen, lässt sich mit den bekannten Einrichtungen nicht messen. Zwar kann man aus der Herstellungsgenauigkeit eines auf einer Verzahnungsmaschine hergestellten Zahnrades auf die Güte der Verzahnungsmaschine schliessen, indem ein Proberad auf der Verzahnungsmaschine hergestellt und anschliessend die Teilungs-, Zahn- und Zahnflankenfehler gemessen werden. Aus diesen Messergebnissen lässt sich zwar die Maschinengenauigkeit der verwendeten Verzahnungsmaschine abschätzen, nicht aber genau bestimmen, weil die genannten Messergebnisse nicht nur die Fehler der Verzahnungsmaschine selbst, sondern auch die Fehler des Werkzeuges, der Werkzeugaufnahme und der Werkstückaufnahme sowie die Materialeinflüsse des Rohlings mitenthält.
Anderseits besteht aber ein erhebliches Bedürfnis danach, die reine Maschinengenauigkeit leicht und zuverlässig feststellen zu können, das heisst, die Verzah nungsgenauigkeit der in die Verzahnungsmaschine eingebauten Zahnräder im eingebauten und gegebenenfalls im belasteten Zustand messen zu können.
Dieses Bedürfnis, die Maschinengenauigkeit messen zu können, besteht nicht nur bei den augesprochenen Verzahnungsmaschinen, sondern natürlich auch bei jeder andern Werkzeugmaschine, weil es von der Maschinengenauigkeit zum grossen Teil abhängt, wie genau ein Werkstück auf einer solchen Werkzeugmaschine bearbeitet werden kann. Überall dort, wo besonders hohe Anforderungen an die Genauigkeit der hergestellten Werkstücke gestellt wird, ist es erforderlich, die Fehlerursachen zu erkennen und zu lokalisieren, so dass diese Fehler verringert oder beseitigt werden können. In diesem Zusammenhang kommt auch der Feststellung der Maschinengenauigkeit eine erhebliche Bedeutung zu, weil sie neben den sonstigen Fehlern Einfluss auf die Genauigkeit eines auf einer solchen Werkzeugmaschine hergestellten Werkstückes hat.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, auf eine der Wellen der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile einen in Umfangsrichtung abgefederten Schwungring aufzusetzen, der bei ungleichförmiger Bewegung dieser Welle Relativdrehungen gegen über einer mit der Welle fest verbundenen Scheibe ausführt. Die Relativdrehung des Schwungringes gegenüber der Scheibe wird wieder mit bekannten Mitteln kapazitiv oder induktiv gemessen. Weiterhin ist vorgeschlagen worden, die Wellen der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile mit je einem als Schleifringläufer ausgebildeten Elektromotor zu koppeln und diese Elektromotoren zu einer elektrischen Welle zusammenzuschalten.
Die Grösse des Läuferstromes ist in diesem Falle ein Mass für die bei ungleichförmiger Bewegung der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile auftretenden Winkelabweichung des Läufers im einen Motor gegenüber dem Läufer im andern Motor. Sowohl bei dem Vorschlag, zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung von über eine Verzahnung oder dergleichen angetriebenen Teilen die bei ungleichförmiger Bewegung auftretenden Massenkräfte auszunutzen, als auch bei dem Vorschlag, zu diesem Zweck die Torsion einer elektrischen Welle zu messen, sind zwar die oben beschriebenen Nachteile bezüglich des beschränkten Anwendungsgebietes der eingangs näher erläuterten Zahnrad-Abwälzprüfgeräte vermieden, jedoch können mit den Einrichtungen nach den beiden zuletzt beschriebenen Vorschlägen keine ausreichenden Messgenauigkeiten erzielt werden.
Bei der Einrichtung, die die Trägheitskräfte ausnutzt, wirkt sich insbesondere die Dämpfung der erforderlichen elastischen Aufhängung des Schwungringes sehr nachteilig aus, und bei der Einrichtung, welche die elektrische Welle verwendet, machen sich die Übergangswiderstände an den Schleifringen der beiden Elektromotore besonders störend bemerkbar. Ausserdem müssten diese Motoren eine Nutenteilung zur Aufnahme der Wicklungen aufweisen, deren Genauigkeit grösser sein müsste als die zu messenden Verzahnungsfehler an den zu prüfenden Zahnrädern.
Durch die Erfindung sollen die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Sie betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung von über eine Verzahnung angetriebenen Teilen, die sich sowohl zum Messen der Verzahnungsfehler von Stirn- und Kegelrädern als auch von Schnecken und Schneckenrädern und Schraubenrädern beliebigen Übersetzungsverhältnisses sowie zur Prüfung von Zahnstangen eignet und ausserdem die Messung der Maschinengenauigkeit von Verzahnungsmaschinen und andern Werkzeugmaschinen gestattet. Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll ausserdem eine ausserordentlich hohe Messgenauigkeit haben und im Verhältnis zu andern Messvorrichtungen besonders einfach im Aufbau und daher billig in der Herstellung sein.
Die gestellte Aufgabe wird in der Weise gelöst, dass erfindungsgemäss von den in Triebverbindung miteinander stehenden Teilen die Rotoren zweier raumfest angeordneter Drehkondensatoren derart angetrieben werden, dass bei gleichförmiger Bewegung beider Teile gleich grosse, aber entgegengesetzt gerichtete Kapazitätsänderungen der beiden Drehkondensatoren erzeugt werden, so dass die Gesamtkapazität konstant bleibt, und dass die durch den Ungleichförmigkeitsgrad der Bewegung erzeugten Abweichungen vom Sollwert der Gesamtkapazität gemessen werden. Um von dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis der in Triebverbindung miteinander stehenden Teile unabhängig zu werden, wird zweckmässig der Rotor wenigstens eines der Drehkondensatoren über ein einstellbares Übersetzungsgetriebe angetrieben, das vorzugsweise als stufenlos verstellbares Reibradgetriebe ausgebildet wird.
Dann können die beiden Drehkondensatoren gleiche Kapazität und Verstellcharakteristik erhalten und ihre Rotoren können so angetrieben werden, dass sich der eine in den Stator hineindreht, während sich der andere um das gleiche Mass aus seinem Stator herausdreht, wodurch bei gleichförmiger Bewegung der beiden Rotoren die Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren zusammen konstant bleibt. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 werden zweckmässig die Rotoren unmittelbar auf den Wellen der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile befestigt.
Bei einem von 1: 1 abweichenden Übersetzungsverhältnis hat es sich als zweckmässig erwiesen, auf der Welle des einen der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile den Rotor des einen Kondensators zu befestigen und auf der Welle des zweiten Teils einen kegelstumpfförmigen Antriebskörper eines stufenlos verstellbaren Reibradgetriebes anzuordnen, dessen Reibrad auf einer den Rotor des zweiten Kondensators tragenden Welle längs einer Mantellinie des Antriebskörpers verstellbar ist. Bei geradliniger Bewegung eines der in Triebverbindung miteinander stehenden Teile wird zweckmässig einer der Rotoren über eine Reibscheibe angetrieben, die auf dem geradlinig bewegten Teil abrollt.
Werden die beiden Rotoren der Drehkondensatoren, wie beschrieben, von den in Triebverbindung miteinander stehenden Teilen angetrieben, dann lässt sich die Genauigkeit eines der Teile messen, wenn der andere Teil keine Fehler aufweist, oder aber es lässt sich die Summe der Fehler der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile gemeinsam messen, wenn einer der beiden Teile angetrieben wird. Um die Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren ändern und die Vorrichtung vor Beginn der Messung justieren zu können, werden zweckmässig die Rotoren und/oder die Statoren der Drehkondensatoren gegeneinander verstellbar gemacht.
Zur Messung der bei ungleichförmiger Bewegung der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile auftretenden Änderung der Gesamtkapazität der beiden Drehkondensatoren hat es sich als zweckmässig erwiesen, eine Oszillatorschaltung vorzusehen, bei der in bekannter Weise eine durch die Kapazitätsänderungen veränderliche Messfrequenz erzeugt wird, die mit einer beliebig wählbaren Festfrequenz überlagert wird, so dass die entstehende Frequenz in leicht messbare elektrische Grössen verwandelt werden kann.
Dabei können beide Kondensatoren gemeinsam in einem Schwingkreis der Oszillatorschaltung liegen. Es kann jedoch auch in der Weise vorgegangen werden, dass jeder der beiden Kondensatoren in einem besonderen Schwingkreis der Oszillatorschaltung liegt, deren Festfrequenz von einem quarzgesteuerten Generator geliefert wird. Vorteilhaft werden die Kondensatoren in der Weise ausgebildet und angeordnet, dass keinerlei Lagerung zwischen Rotor und Stator erforderlich ist und dass in der Messschaltung zur Vermeidung von Schleifringen die Rotoren der Drehkondensatoren geerdet sind.
Die erhaltenen Messwerte für die Maschinengenauigkeit können bei Werkzeugmaschinen, insbesondere Verzahnungsmaschinen, als Regelgrösse für einen selbsttätigen Regler verwendet werden, der durch Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeuges oder des Werkstückes mit einer zusätzlichen Drehbewegung mittels eines Differentialgetriebes oder dergleichen die Maschinengenauigkeit erhöht.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 die Draufsicht auf ein Gerät zur Prüfung von Stirnrädern mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltbild für eine Oszillatorschaltung mit einem Schwingkreis für beide Kondensatoren,
Fig. 4 ein Schaltbild für eine Oszillatorschaltung mit getrennten Schwingkreisen für die beiden Kondensatoren,
Fig. 5 die Draufsicht auf ein Gerät für die Prüfung von Stirnrädern mit einem von 1 : 1 abweichenden Übersetzungsverhältnis,
Fig. 6 die Draufsicht auf ein Gerät zur Prüfung von Kegelrädern bei einem von 1 :
1 abweichenden Übersetzungsverhältnis,
Fig. 7 die Draufsicht auf ein Gerät zur Prüfung von Schnecke und Schneckenrad,
Fig. 8 die Seitenansicht zu Fig. 4,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Gerät zur Prüfung von Zahnstangen,
Fig. 10 die Seitenansicht einer Zahnradabwälzstossmaschine,
Fig. 11 einen Teilschnitt nach der Linie 11:11 der Fig. 10,
Fig. 12 einen Teilschnitt nach der Linie 12:12 der Fig. 10,
Fig. 13 die Seitenansicht einer Zahnradabwälzfräsmaschine und
Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie 14:14 der Fig. 13.
Bei dem Stirnradprüfgerät nach den Fig. 1 und 2 ist auf einer Grundplatte 1 ein Lagerbock 2 fest angeordnet, in dem eine Welle 3 drehbar gelagert ist.
Auf das eine Ende der Welle 3 ist ein Stirnrad 4 fest aufgesetzt. Am andern Ende wird die Welle 3 von einem Motor 5 über eine Schnecke 6 und ein auf der Welle 3 befestigtes Schneckenrad 7 angetrieben. Das Ende der Welle 3 auf der Antriebseite ist durch ein weiteres Lager 8 abgestützt, während die Schnecke in einem Lager 9 gelagert ist. Mit dem auf der Welle 3 sitzenden Stirnrad 4 kämmt ein Stirnrad 10 von gleicher Zähnezahl, das auf dem vordern Ende einer Welle 11 befestigt ist, die ebenso wie die Welle 3 in einem Lagerbock 12 gelagert ist.
Im Gegensatz zum Lagerbock 2 ist jedoch der Lagerbock 12 zur Einstellung des Achsabstandes der miteinander kämmenden Stirnräder 4 und 10 mittels einer Gewindespindel 13 und eines Handrades 14 in einer Schlittenführung 15 quer verschiebbar angeordnet. Mit der Welle 3 ist der Rotor 16 eines Drehkondensators 17.drehfest verbunden, dessen Stator 18 am Lagerbock 2 befestigt ist. In gleicher Weise sitzt auf der Welle 11 drehfest der Rotor 19 eines weiteren Kondensators 20, dessen Stator 21 mit dem Lagerbock 12 fest verbunden ist.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist fol gende: Wird über den Motor 5, die Schnecke 6 und das Schneckenrad 7 die Welle 3 und damit das auf ihr drehfest angeordnete Stirnrad 4 gedreht, dann treibt dieses das mit ihm kämmende Zahnrad 10 an.
Es sei angenommen, dass das Stirnrad 4 ein Lehrzahnrad und das Stirnrad 10 das zu prüfende Zahnrad sei. Unter der Voraussetzung, dass auch das zu prüfende Zahnrad 10 fehlerlos wäre, würden sich die Wellen 3 und 11 mit genau gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen und dementsprechend würden die auf den Wellen 3 bzw. 11 angeordneten Rotoren 16 bzw.
19 der Drehkondensatoren 17 bzw. 20 genau gleich grosse Winkelwege in der Zeiteinheit zurücklegen. Die beiden Drehkondensatoren 17 und 20 weisen genau gleich grosse Kapazitäten und Verstellcharakteristiken auf und sind so angeordnet, dass bei der gegensinnigen Drehung der Wellen 3 und 11 gleich grossen Winkelwegen der Rotoren 16 bzw. 19 gleich grosse, aber entgegengesetzt gerichtete Kapazitätsänderungen der Drehkondensatoren 17 und 20 entsprechen. Bei fehlerlosem Prüfling würde daher die Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren 17, 20 während der Drehung der Wellen 3 und 11 dauernd konstant gehalten werden, und zwar auch dann, wenn die Welle 3 durch den Motor 5 nicht mit konstanter Drehzahl angetrieben werden würde. Weist aber das zu prüfende Zahnrad 10 Verzahnungsfehler auf, dann dreht sich die Welle 11 nicht mehr mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Welle 3.
Vielmehr eilt sie dieser Welle 3 um einen kleinen Winkelbetrag voraus oder bleibt dieser gegenüber zurück und dementsprechend weicht auch die Kapazitätsänderung des Kondensators 20 von der des Kondensators 17 ab. Die Gesamtkapazität beider Kondensatoren zusammen bleibt daher nicht konstant, sondern ändert sich in einem Masse, das den Ungleichförmigkeitsgrad der Drehbewegung der Welle 11 gegenüber der Welle 3 genau wiedergibt. Die Drehkondensatoren 17 und 20 sind über nicht gezeichnete elektrische Verbindungsleitungen in eine an sich bekannte Oszillatorschaltung nach den Fig. 3 oder 4 eingeschaltet, so dass durch die Änderung der Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren 17 und 20 eine veränderliche Messfrequenz erzeugt wird, die mit einer einstellbaren Festfrequenz überlagert wird.
Die entstehende Überlagerungsfrequenz wird dann in leicht messbare elektrische Grössen verwandelt, die sich mit geeigneten Instrumenten auswerten lassen.
In der Schaltung nach Fig. 3 liegen die beiden Drehkondensatoren 17 und 20 in einem gemeinsamen Schwingkreis 22 eines Oszillators 23, wobei der Schwingkreis 22 aus einer Induktivität 22a und einer Kapazität 22b besteht. Ein zweiter Oszillator 24 liefert die Festfrequenz, die mit der von dem ersten Oszillator 23 erzeugten veränderlichen Messfrequenz in einer Mischstufe 25 überlagert wird. In Fig. 4 ist für jeden der Kondensatoren 17 und 20 ein besonderer Schwingkreis 26 und 27 vorgesehen. Ein Oszillator 28 liefert wieder die Festfrequenz, die mit den in den Schwingkreis 26 und 27 erzeugten veränderlichen Messfrequenzen in eine Mischstufe 29 überlagert wird.
Fig. 5 zeigt eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Anordnung für die Prüfung von Stirnrädern auf Verzahnungsfehler, jedoch für tZbersetzungsverhält- nisse, die von 1:1 abweichen. Die grundsätzliche Anordnung ist wieder die gleiche wie in Fig. 1, weswegen gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Wegen des von 1:1 abweichenden Übersetzungsverhältnisses zwischen den Stirnrädern 4 und 10 ist der Rotor 19 des Drehkondensators 20 nicht direkt auf die Welle 11 aufgesetzt, sondern mit der Abtriebwelle 30 eines stufenlos verstellbaren Getriebes 31 fest verbunden.
Dieses Getriebe 31 besteht aus einem mit der Welle 11 drehfest verbundenen kegelstumpfförmigen Antriebskörper 32 und einem auf der Antriebswelle 30 des stufenlos verstellbaren Getriebes 31 angeordneten Reibrad 38, das längs einer Mantellinie des kegelstumpfförmigen Antriebskörpers 32 mit Hilfe einer Einstellvorrichtung 33 längsverschiebbar ist. Durch diese Längsverschiebung kann jedes beliebige Übersetzungsverhältnis innerhalb der durch die Auslegung des stufenlos verstellbaren Getriebes gegebenen Grenzen eingestellt werden. Der Stator 21 des Drehkondensators 20 ist an einer die Abtriebswelle 30 und das Reibrad 38 des stufenlos verstellbaren Getriebes 31 verschiebenden Schlittenführung 34 befestigt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung entspricht völlig der Wirkungsweise der Fig. 1, nur wird das von dem Wert 1 : 1 abweichende Über- setzungsverhältnis der Stirnräder 4 und 10 durch das stufenlos verstellbare Getriebe 31 kompensiert, so dass das Gesamtübersetzungsverhältnis von der Welle 3 zur Welle 30 wieder 1:1 ist.
Nach dem gleichen Prinzip ist die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung zum Messen der Verzahnungsgenauigkeit von Kegelrädern aufgebaut. Auch hier sind wieder für gleiche oder entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wie in den vorhergehenden Figuren. Zur genauen Einstellung der Lage der Wellen 3 und 11 zueinander ist in diesem Falle auch der Lagerbock 2 in einer Schlittenführung 35 mittels einer Gewindespindel 36 und eines Einstellhandrades 37 verschiebbar gemacht.
Die Fig. 7 und 8 zeigen die Anordnung zur Prüfung der Verzahnungsfehler von Schnecke und Schneckenrad. Die Schnecke 40 ist in einem Lagerbock 41 drehbar gelagert und wird über einen Motor 42 angetrieben. Auf der Schneckenwelle sitzt, wie bei den Fig. 5 und 6 der kegelstumpfförmige Antriebskörper 32 des stufenlos verstellbaren Getriebes 31, auf dessen Abtriebswelle 30 der Rotor 19 des Drehkondensators 20 befestigt ist. Der Lagerbock 41 lässt sich an einer Führungssäule 49 der Höhe nach einstellen. Das Maschinengestell 43 trägt einen durch eine Gewindespindel 44 und ein Einstellhandrad 45 längsverschiebbar angeordneten Schlitten 46, in welchem die Welle 47 für das Schneckenrad 48 dreh bar gelagert ist. Durch Verstellung des Lagerbockes 41 der Höhe nach und des Schlittens 46 in seitlicher Richtung lässt sich die richtige Lage von Schnecke und Schneckenrad zueinander genau einstellen.
Auf der Welle 47 ist der Rotor 16 eines Drehkondensators 17 angeordnet, dessen Stator 18 mit dem Schlitten 46 fest verbunden ist. Auch hier ist die Anordnung so getroffen, dass bei einer Drehung der Schnecke und des Schneckenrades die Kapazitätszunahme des einen Drehkondensators durch eine entsprechend grosse Kapazitätsabnahme des andern Drehkondensators ausgeglichen wird, und zwar vollständig, wenn keine Verzahnungsfehler vorliegen, so dass in diesem Falle die Gesamtkapazität beider Kondensatoren konstant bleibt. Treten dagegen infolge von Verzahnungsfehlern Abweichungen von der gleichförmigen Bewegung ein, dann machen sich diese Abweichungen als Änderungen der Gesamtkapazität der beiden Drehkondensatoren bemerkbar und werden in der beschriebenen Weise gemessen und ausgewertet.
Fig. 9 zeigt ein Prüfgerät für Zahnstangen. Auf einer Grundplatte 50 ist ein Schlitten 51 verschiebbar angeordnet. Zu diesem Zweck sind Laufräder 52 und Schienen 53 zur Geradführung des Schlittens 51 vorgesehen. Im Schlitten 51 ist eine senkrechte Welle 54 drehbar gelagert, die von einem Elektromotor 55 über eine Schnecke 56 und ein auf der Welle 54 angeordnetes Schneckenrad 57 angetrieben wird. Auf ihrem einen Ende trägt diese Welle 54 ein Stirnrad 58 und an ihrem andern Ende den Rotor 19 eines Kondensators 20, dessen Stator 21 am Schlitten 51 befestigt ist. Das Stirnrad 58 kämmt mit einer Zahnstange 59, die in einer Brücke 60 fest eingespannt ist. Beim Antrieb durch den Motor 55 wälzt sich das Zahnrad 58 an der feststehenden Zahnstange 59 ab und setzt dabei den Schlitten 51 in Bewegung.
Gleichzeitig ändert sich der Kapazitätswert des Kondensators 20 dadurch, dass der Rotor 19 seine Stellung gegenüber dem Stator 21 verändert. Jenseits der Brücke 60 ist im Schlitten 51 eine weitere senkrecht angeordnete Welle 61 vorgesehen, die an ihrem einen Ende ein Reibrad 62 trägt, das an der Stirnfläche 63 der Brücke 60 abrollt, wenn sich der Schlitten 51 senkrecht zur Zeichenebene bewegt.
Auf dem andern Ende der Welle 61 sitzt wieder der kegelstumpfförmige Antriebskörper 32 des stufenlos verstellbaren Reibradgetriebes 31, dessen Reibrolle 38 zwecks Änderung des tJbersetzungsver- hältnisses längs einer Mantellinie des Körpers 32 verschiebbar ist. Die Welle 30 trägt den Rotor 16 eines Drehkondensators 17, dessen Stator 18 am Schlitten 51 befestigt ist. Zur Messung der Verzahnungsgenauigkeit der Zahnstange 59 wird als Stirnrad 58 ein Lehrzahnrad verwendet und das stufenlos verstellbare Getriebe 31 so eingestellt, dass sich die Nenndrehzahlen an der Welle 54 und 61 wie 1:1 verhalten.
Durch Antrieb der Welle 54 wälzt sich das Zahnrad 58 an der zu prüfenden Zahnstange 59 ab und verschiebt dabei den Schlitten 51, so dass die Reibscheibe 62 an der Stirnfläche 63 der feststehenden Brücke 60 abrollen muss und damit über das stufenlos verstellbare Getriebe 31 den Rotor 16 des Drehkondensators 17 gegenüber seinem fest angeordneten Stator 18 verdreht. Die bei Vorhandensein von Verzahnungsfehlern auftretenden Änderun- gen der Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren 20 und 17 wird, wie oben im einzelnen bereits beschrieben, gemessen und ausgewertet.
Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung eine Zahnradabwälzstossmaschine. Zur Feststellung der Maschinengenauigkeit ist es erforderlich, festzustellen, wie gross der Ungleichförmigkeitsgrad der Drehbewegung des Werkzeugaufnahmedornes 70 gegenüber der Drehbewegung des Werkstückaufnahmedornes 71 ist. Zu diesem Zweck wird auf dem Werkzeugaufnahmedorn 70, wie Fig. 11 zeigt, der Rotor 16 eines Drehkondensators 17 befestigt, dessen Stator 18 mit der Führung 72 des Werkzeugaufnahmedornes undrehbar verbunden ist.
Weiterhin wird auf den Werkstückaufnahmedorn 71 (Fig. 12) der kegelstumpfförmige Körper 32 eines stufenlos verstellbaren Getriebes 31 aufgesetzt, so dass die Drehbewegung des Werkstückaufnahmedornes 71 über die Reibscheibe 38 auf die Welle 30 des stufenlos verstellbaren Getriebes übertragen wird, auf der der Rotor 19 des Kondensators 20 sitzt, dessen Stator 21 undrehbar im Maschinengestell festgelegt ist. Mit dieser Anordnung lässt sich die Genauigkeit der Maschine, hier der Zahnradstossmaschine, bestimmen, und in gleicher Weise lässt sich auch die Arbeitsgenauigkeit jeder andern Werkzeugmaschine mit der angegebenen Anordnung messen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel geben die Fig. 13 und 14anhand einer Zahnradabwälzfräsmaschine.
Mit dem Werkstückaufnahmedorn 80 ist wieder der Rotor 16 eines Drehkondensators 17 verbunden, dessen Stator 18 raumfest angeordnet ist. Auf die Fräserwelle 81 ist der kegelstumpfförmige Antriebskörper 32 des stufenlos verstellbaren Getriebes 31 aufgesetzt, das über die Reibscheibe 38 die Welle 30 antreibt. Auf ihr sitzt wieder der Rotor 19 eines Drehkondensators 20, dessen Stator 21 raumfest angeordnet ist. Diese beschriebene Einrichtung gestattet nicht nur eine Prüfung der Maschinengenauigkeit im unbelasteten Zustand, sondern auch eine Überwachung der Maschinengenauigkeit während des Arbeitsvorganges. Dadurch ist es möglich, diejenigen Fehler der Werkzeugmaschine, hier der Verzahnungsmaschine, festzustellen, die neben den Aufspannfehlern und den Werkzeugfehlern sowie den Einflüssen des verwendeten Werkstoffes am Gesamtfehler des fertigen Werkstückes beteiligt sind.
Die laufende Messung des Maschinenfehlers gibt darüber hinaus noch die Möglichkeit, die gemessene Ungleichförmigkeit der Drehbewegungen der Werkstückaufnahme gegenüber der Werkzeugaufnahme zur Verbesserung der Maschinengenauigkeit heranzuziehen. Dazu brauchen nur in an sich bekannter Weise die gemessenen Abweichungen als Regelgrösse für einen selbsttätigen Regler verwendet zu wer den, der durch Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeuges oder des Werkstückes mit einer zusätzlichen Drehbewegung mittels eines Differentialgetriebes oder dergleichen die Maschinengenauigkeit erhöht.