Die Erfindung betrifft ein Einflanken-Wälzprüfgerät für Stirnräder, das einen ersten Getriebezug, einschliessend eine Treibspindel, die eines der Stirnräder aufnimmt und die mit einem Treibschlitten durch ein biegsames Treibband verbunden ist, an dem dieser Schlitten befestigt ist, einen Hebel mit regelbarer Übersetzung, durch den die Übersetzung dieses Getriebezuges entsprechend des Übersetzungsverhältnisses des zu prüfenden Zahnradpaares, das durch den Treibschlitten betätigt ist, einstellbar ist, einen angetriebenen Schlitten, der durch den erwähnten Hebel betätigt wird, einen zweiten Getriebezug, einschliessend dieselbe Treibspindel, eine angetriebene Spindel, die das zweite mit dem ersten im Eingriff stehenden Zahnrad aufnimmt, und ein mit der angetriebenen Spindel verbundenes biegsames angetriebenes Band, sowie einen Geber für die relativen Verschiebungen enthält,
wobei der Geber aus zwei Teilen besteht, von denen das eine starr auf dem angetriebenen Schlitten des ersten Getriebezuges, das andere aber starr auf dem angetriebenen Band des zweiten Getriebezuges befestigt ist, wobei die Differenz der relativen Verschiebungen der erwähnten Teile dem kinematischen Fehler des Zahnradpaares entspricht.
Es ist allgemein bekannt, dass die vollständigen und den Betriebsverhältnissen entsprechenden Kenndaten der Genauigkeit eines Zahnrades die komplexe Prüfung seiner kinematischen Fehler bei der Einflankenverzahnung mit dem Lehrzahnrad ergibt.
Es sind Einfiankenprüfgeräte für Zahnräder bekannt, die auf mechanischen, elektrischen und Trägheits- (seismischen) Messgrundsätzen aufgebaut werden. Geräte, die auf dem mechanischen Grundsatz aufgebaut werden, sind durch eine relative Einfachheit der Bauart, hohe Zuverlässigkeit und leichte Bedienung gekennzeichnet sowie von einem Personal mit mittlerer Fachbildung ausbesserungsfähig.
Diese Geräte weisen zwei Getriebezüge (kinematische Ketten) auf, von denen der eine ein Zahnradpaar, das aus dem Prüfling und dem Lehrzahnrad besteht, enthält und der andere aber einen Mustergetriebezug darstellt. Beide Getriebezüge übertragen parallel die Bewegung von einer gemeinsamen Bewegungsquelle (Antriebsquelle) an die zum Vergleich der Verschiebungen bestimmte Einrichtung, die mit einem Geber für relative Verschiebungen versehen ist, durch den die über die Getriebezüge übertragene Differenz der Bewegungen registriert wird.
Bei diesem Gerät wird die Drehbewegung vom Elektromotor über ein Untersetzungsgetriebe auf eine Treibspindel übertragen, auf der eines der Räder des zu prüfenden Zahnradpaares sitzt. Die erwähnte Spindel stellt das Anfangsglied der beiden Getriebezüge dar.
Über das zu prüfende Zahnradpaar, welches aus Prüfling und Lehrzahnrad besteht, wird die Bewegung von der Treibspindel auf die angetriebene Spindel übertragen, auf der eine Präzisionsscheibe des Ba:ndtriebs sitzt. Mit dem Band zusammen läuft ein auf dem letzteren befestigtes Teil des Gebers für relative Linearverschiebungen. Da im Aufbau dieses Getriebezuges ein Zahnradpaar enthalten ist wirkt auf das Bewegungsgesetz des erwähnten beweglichen Gebergeräteteils, das das Endglied des Getriebezuges darstellt, der kinematische Fehler des Zahnradpaares.
Der zweite Getriebezug - der Mustergetriebezug, beginnt an dem auf der Treibspindel montierten Präzisionsscheibe.
Das die Scheibe umfassende biegsame Band überträgt die Bewegung auf den geradlinig verschiebbaren Treibschlitten, der letztere aber über den Hebel mit regelbarem Armverhältnis auf den angetriebenen Schlitten, auf dem der zweite Teil des Gebers für relative Linearverschiebungen montiert ist. Da im zweiten Getriebezug das Prüflingspaar nicht enthalten ist und alle Glieder dieses Getriebezuges mit hoher Präzision gefertigt werden, sind die Verschiebungen des zweiten Geberteils von Zahnradpaarfehlern frei, und ein Vergleich dieser Verschiebung mit derjenigen des ersten Geberteils ermöglicht es, den kinematischen Fehler des im Aufbau des ersten Getriebezuges enthaltenen Zahnradpaares festzustellen.
Der Geber für relative Verschiebungen (mechanischer, induktiver, kapazitiver, pneumatischer), der im beschriebenen Einfiankenprüfgerät benutzt wird, weist einen beschränkten Messbereich auf und kann nur dann in Betrieb stehen, wenn eines seiner Teile unbeweglich ist, oder wenn die Nennverschiebungen seiner beiden Teile ungefähr gleich sind.
Zum Ausgleich der Nennverschiebungen beider Teile des Gebers bei der Prüfung von Zahnradpaaren mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen wird die Regelung der Übersetzung des Hebelantriebs, der im Aufbau des Mustergetriebezuges enthalten ist, vorgesehen. Diese Regelung erfolgt durch ein Verstellen der Drehachsiage des Hebels, das seine Über- setzung ändert.
Beim beschriebenen Gerät liegen die Bandtriebe beider
Getriebezüge in einer Ebene, die senkrecht zu den Spindel drehachsen ist, und sind senkrecht zueinander gerichtet.
Der Hebel mit regelbarer Übersetzung schwenkt um eine den beiden Spindeln parallele Achse, und seine Arme bilden einen Winkel von 900.
Das beschriebene Gerät weist jedoch wesentliche Nachteile auf.
Zum einwandfreien Betrieb des Gerätes ist es erforderlich, dass der Winkel zwischen den Hebelarmen gemeinsam mit dem Winkel zwischen den Bewegungsrichtungen des Treib- bzw. angetriebenen Schlittens des Mustergetriebezuges einen Winkel von genau 1800 bilden, was beim Zusammenbau des Gerätes infolge des Fehlers von in bezug auf Genauigkeit geeigneten Prüfmitteln schwer zu gewährleisten ist. Ausserdem wird der Gerätefehler im hohen Masse durch den Rundlauffehler der Arbeitsflächen der auf der Treib- bzw.
angetriebenen Spindel sitzenden Bandtriebscheibe in bezug auf die Stützflächen dieser Spindel beeinflusst. Bei einer Anordnung beider Bandtriebe in einer und derselben Ebene stehen die Treib- und angetriebene Spindel in einer und derselben Höhe, wodurch eine Prüfung von innenverzahnten Rä dern nicht durchgeführt werden kann.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einflan- ken-Wälzprüfgerät für Stirnräder zu entwickeln, das eine hohe Genauigkeit hat und dessen Bauart es ermöglicht, nicht nur aussenverzahnte, sondern auch innenverzahnte Stirnräder einer genaueren Prüfung zu unterziehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Treibband und das angetriebene Band der erwähnten Getriebezüge parallel zueinander angeordnet sind und der Hebel in solcher Weise angeordnet ist, dass seine Drehachse senkrecht zur Ebene ist, in der die Spindelachsen liegen, wobei der Hebel eine Arbeitsebene aufweist, in der seine Drehachse und die Linien seiner Zusammenwirkung mit dem Treibschlitten und dem angetriebenen Schlitten liegen.
Hiermit kann der Hebel mit einem Winkel von 900 zwischen seinen Armen durch einen geradlinig gestalteten Hebel ersetzt werden, wodurch alle Schwierigkeiten, die mit einer genauen Einstellung des Winkels zwischen den Hebelarmen verbunden sind, beseitigt, das Justieren erleichtert sowie die Genauigkeit des Gerätes erhöht wird. Zugleich wird durch den erfindungsgemässen Aufbau des Gerätes die Prüfung sowohl von aussenverzahnten als auch von innenverzahnten Zahnrädern ermöglicht.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematische Darstellung des Gerätes;
Fig. 2 gegenseitige Einstellung der Spindeln des Gerätes bei der Prüfung von innenverzahnten Zahnrädern;
Fig. 3 Ansicht des Gerätes in Richtung des Pfeils A in Fig. 1.
Das Gerät ist mit einem Gestell 1 (Fig. 1) versehen, auf dem eine Treibspindel 2 montiert wird, die durch ein biegsames Treibband 3 mit einem Treibschlitten 4 verbunden ist.
In den mittleren Führungen am Mittelteil des Gestells 1 ist ein verschiebbarer Wagen 5, der die Abstützung 6 eines Hebels 7, dessen Drehzahlverhältnis in Übereinstimmung mit dem Drehzahlverhältnis des zu prüfenden Zahnradpaares durch die Verschiebung der Abstützung 6 geregelt werden kann, trägt, angeordnet. Die Spindel 2 kann z. B. über ein Schneckengetriebe 8 vom Elektromotor 9 mit Untersetzungsgetriebe 10 angetrieben werden. In der Oberebene des Gestells 1 ist ein anderer verschiebbarer Wagen 11 montiert, auf dem eine angetriebene Spindel 12 und biegsames angetriebenes Band 13 der angetriebenen Spindel 12 sitzen, sowie ein in Sonderführungen laufender angetriebener Schlitten 14 mit einem Geber 15 für relative Verschiebungen.
Das Treibband 3 und das angetriebene Band 13 liegen parallel zueinander.
Der Hebel 7 ist in solcher Weise angeordnet, dass seine Drehachse, die zwischen dem Hebel 7 und der Stützrolle 6 eine Berührungslinie darstellt, deren Projektion in die Zeichnungsebene der Fig. 1 durch den Punkt M angegeben wird, senkrecht zur Ebene angeordnet ist, in der die Achsen der Treibspindel 2 und der angetriebenen Spindel 12 liegen. Der Hebel 7 hat eine Arbeitsebene, in der sowohl seine Drehachse als auch die Linien der Zusammenwirkung des Hebels 7 mit dem Treibschlitten 4 und dem angetriebenen Schlitten 14 liegen, wobei beide Linien in die Zeichnungsebene als Punkte O und P projiziert werden.
Die verschiebbaren Wagen 5 und 11 sind zwecks genauerer Einstellung in die erforderliche Lage mit optischen Skalen
16 bzw. 17 und mit Ablesemikroskopen 18 bzw. 19 ausgestattet.
Auf der Treibspindel 2 und der angetriebenen Spindel 12 ist das zu prüfende Zahnradpaar 20 und 21 angeordnet, eines dieser Räder ist das Prüfrad, das andere dient als Lehrzahnrad. Bei der Prüfung von innenverzahnten Zahnrädern (Fig.
2) wird auf diese Spindeln das Prüfrad 22 bzw. das Lehrzahnrad 23 gesetzt.
Die Spindeln 2 und 12 (Fig. 1) sind durch die Triebbänder 3 und 13 an den Oberflächen umfasst, die eine Verlängerung der zylindrischen Spindel-Stützflächen darstellen. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Abstützungen der Spindeln 2 und 12 als Kugellager 24 und 25 ausgeführt.
Gleichachsig mit der Treibspindel 2 sitzt die im ver schiebbaren Oberspindelstock 27 eingebaute Oberspitze 26.
In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der erste Getriebezug ein Triebwerk 9, 10, 8 - die Treib spindel 2, das Treibband 3, den Treibschlitten 4, Hebel 7 und angetriebenen Schlitten 14.
Der zweite Getriebezug, dessen Anfangsglied ebenfalls dieselbe Treibspindel 2 ist, enthält in seinem Aufbau das zu prüfende Zahnradpaar 20 und 21 (oder 22 und 23), die an getriebene Spindel 12 und das angetriebene Band 13.
Der Geber 15 für relative Verschiebungen ist in diesem beschriebenen Ausführungsbeispiel als induktiver Differen tialgeber angenommen, der aus zwei gegenseitig beweglichen
Teilen besteht. Das eine dieser Teile, welches auf dem ange triebenen Schlitten 14 angeordnet ist, stellt einen Magnetkern
28 (Fig. 3) mit zwei Spulen 29 und 30 dar.
Das andere Teil des Gebers stellt einen beweglichen An ker 31 dar, der durch einen Luftzwischenraum den Kreis des Magnetkernes 28 und der Spulen 29 und 30 schliesst. Der Anker 31 ist mit dem Magnetkern 28 durch Flachfedern 32 verbunden, die dem Anker 31 eine Verschiebbarkeit längs der Achse des Magnetkernes 28 gewährleisten. Mit dem Anker 31 ist die Vorrichtung zur Änderung dessen Verschieberichtung gekoppelt. Diese Vorrichtung hat zwei Anschläge 33 und 34, die an den Aussenseiten der in verschiedenen Richtungen laufenden Trume des Bandes 13 angeordnet sind, sowie ein zwischen diesen Trumen liegendes Andrück-Presskolbenwerk mit zwei Presskolben 35 bzw. 36 und einem Walzschalter 37, in dem ein abgefedertes Andrückstück 38 eingebaut ist.
In Abhängigkeit davon, welcher Trum des Bandes 13 zwischen den zugehörigen Presskolben und Anschlag eingespannt ist, werden der einen und derselben Drehrichtung der angetriebenen Spindel 12 die der Richtung nach entgegengesetzten Verschiebungen des Ankers 31 am Geber 15 entsprechen, was den Bedingungen für die Prüfung von aussen- bzw. innenverzahnten Zahnrädern entspricht.
Der Geber 15 (Fig. 1) ist mit einem bei Geräten zur Zahnradmessung üblichen Schreibgerät 39 verbunden, z. B.
mit einem der Firma Perthen (BRD) oder der Firma Taylor Hobson (England) verbunden, der auf einem Diagramm die relativen Verschiebungen von zwei gegenseitig beweglichen Teilen des Gebers 15 in vergrössertem Massstab registriert.
Der Betrieb des Gebers verläuft in folgender Weise:
Auf eine der Spindeln 2 oder 12 (Fig. 1) wird das zu prüfende Zahnrad 20 (oder 22), auf der anderen aber - das Lehrzahnrad 21 (oder 23) aufgestellt.
Falls das auf der Treibspindel 2 anzuordnende Zahnrad 20 auf einen Dorn 40 mit Körnern sitzt, wird das Oberende des Dorns 40 durch die Oberspitze 26 eingehalten.
Das auf der angetriebenen Spindel 12 anzuordnende Zahnrad 21 wird auf das Unterende dieser Spindel freitragend aufgesetzt. Bei der Prüfung von innenverzahnten Zahnradpaaren (Fig. 2) wird das innenverzahnte Zahnrad freitragend auf der Treibspindel 2 aufgesetzt, der Spindelkasten 27 mit Oberspitze 26 aber wird zurückgeführt, damit die Oberspindel 12 eine Stellung einnehmen kann, bei der das Zahnrad 23 innerhalb des Zahnrades 22 liegt. Der die Abstützung 6 des Hebels 7 tragende Wagen 5 wird nach der Skala 16 in eine Lage eingestellt, bei der die Übersetzung des ersten Getriebezuges der Sollübersetzung des Getriebezuges, der das zu prüfende Zahnradpaar 20-21 (22-23) enthält, entspricht.
In Abhängigkeit davon, welche Zahnräder, d. h. aussen- oder innenverzahnte Zahnräder zu prüfen sind, wird die Stellung des Walzschalters 37 (Fig. 3) angenommen, bei der der Anker 31 des Gebers 15 für relative Linearverschiebungen mit dem einen oder dem anderen Trum des angetriebenen 13 verbunden wird.
Der Elektromotor 9 (Fig. 1) des Triebwerks 10 wird eingeschaltet und das Gerät wird in Betrieb gesetzt.
Vom Triebwerk 9, 10 aus über das Schneckengetriebe 8 wird die Treibspindel 2 angetrieben, von der aus über das zu prüfende Zahnradpaar 20 und 21 die angetriebene Spindel
12 und über das angetriebene Band 13 der Anker 31 (Fig. 3) des Gebers 15 (Fig. 1) in Bewegung versetzt wird, der mit einem der Trume des Bandes durch die umschaltbare, in Fig.
3 dargestellte Andrück-Presskolbenvorrichtung verbunden ist.
Da in der Übertragung der Bewegung auf den Anker 31 des Gebers 15 das zu prüfende Zahnradpaar 20-21 (22 bis
23) teilnimmt, übt der kinematische Fehler dieses Paares ei nen Einfluss auf das Bewegungsgesetz des Ankers 31 aus, wobei dieser Einfluss in einer Ungleichmässigkeit der Bewe gung des Ankers 31 besteht.
Von derselben Treibspindel 2 aus wird die Bewegung über das Treibband 3 auf den Treibschlitten 4 und von die sem aus über den Hebel 7 auf den angetriebenen Schlitten 14 übertragen, der den Magnetkern 28 (Fig. 3) des Gebers 15 (Fig. 1) trägt. Die aufgezählten Glieder der Einrichtung bilden, wie bereits oben erwähnt wurde, den ersten Getriebezug.
Da in ihrem Aufbau das zu prüfende Zahnradpaar 20-21 (22-23) nicht enthalten ist, erfolgt die Bewegung des Magnetkernes 28 des Gebers 15 frei von kinematischen Fehlern, die durch dieses Paar verursacht werden, und ein Vergleich dieser Bewegungen mit den Verschiebungen des Endgliedes des ersten Getriebezuges - des Ankers 31 am Geber 15 - ermöglicht es, den kinematischen Fehler des Zahnradpaares 20-21 (22-23) zu ermitteln.
Die durch das Vorhandensein dieses Fehlers entstandene Differenz der Bewegungen des Ankers 31 (Fig. 3) und des Magnetkernes 28 verursacht eine Umverteilung der Luftzwischenräume im Magnetkreis des Gebers 15, eine entsprechende Änderung der Reantanz seiner Spulen 29 und 30 und eine Änderung der Werte der durch sie fliessenden Ströme, was durch das Schreibgerät 39 (Fig. 1) registriert wird. Somit stellt das vom Schreibgerät aufgezeichnete Diagramm den kinematischen Fehler des Zahnradpaares 20-21 (22-23) dar. Unter der Bedingung, dass eins dieser Zahnräder (das Lehrzahnrad) in bezug auf seine Genauigkeit das andere Zahnrad des Paares weit übertrifft, ist dieses Diagramm eine Aufzeichnung des kinematischen Fehlers dieses zweiten - zu prüfen den - Zahnrades.
Das beschriebene Gerät ermöglicht es, den Prüfbereich im Vergleich mit anderen mechanischen Einflanken-Wälzprüfgeräten für Zahnräder zu erweitern, indem nicht nur aussenverzahnte, sondern auch innenverzahnte Zahnräder geprüft werden können.
Der neue Aufbau des erfindungsgemässen Gerätes ermöglichte es gleichzeitig, das Hauptglied des ersten Getriebezuges - den Hebel 7 mit regelbarer Obersetzung - als geradliniges Werkstück anstatt der zusammengesetzten Bauart mit einem Winkel von 900, der einer genauen Einstellung unterlag, auszuführen und somit die Genauigkeit des Gerätes zu erhöhen. Die Genauigkeit des beschriebenen Gerätes wird zusätzlich dadurch erhöht, dass eine genaueste Gleichachsigkeit der Bandumfassoberfläche mit den Stützoberflächen der Treib- und angetriebenen Spindel gesichert wird.