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Vorrichtung zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung
von über eine Verzahnung od. dgl. angetriebenen Teilen Die Erfindung bezi, eht sich
auf eine Vorrichtung zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung von über
eine Verzahnung od. dgl. angetriebenen Teilen (Stirnrädern, Schnecken und Schneckenrädern.
Kegelrädern, Zahnstangen u. dgl.), insbesondere zum Messen der Verzahnungsfehler
sokher Teile und der Maschinengenauigkeit von Verzahnungsmaschinen und anderen Werkzeugmaschinen,
wobei die Abweichungen von der gleichförmigen Bewegung auf kapazitivem Weg. e gemessen
werden.
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Solche e Vorrichtungen sind z. B. a, ls Zah, nrad-Abwälzprüfgeräte
zur Einflanken-Abwälzprüfung bekannt.
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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 Teiles s aus.
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C'm eine hohe Meßgenauiglceit 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 Zahn, ra, des 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 Na, chteil,
daß für a. lle vorkommen. den Teilkreisd. urchmesser der zu prüfenden Zahnräder
und der verwendeten Lehrzahn. räder eine besondere Reibsche. ibe vorhan, den 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 beson, dere Reibscheibe vorgesehen, werden. Schließlich stößt die Prüfung von
Zahnstangen auf ihre Herstellungsgenauigkeit mit der
bekannten Vorrichtung a. uf
Schwierigkeiten, weil sie nur mit einem Lehrzahnrad durchgeführt werden kann und.
dementsprechend die Gleichförmigkeit einer geradlinigen Bewegung un, einerDrehbewegung
miteinander verglichen werden muß. Eine weitere Einschränkung des Anwendungsbereiches
dieser Einrichtung ist dadurch gegeben, daß die Prüfung der Zahnräder auf ihre Herstellungsgena,
uigkeit nur auf besonderen Prüfmaschinen vorgenommen werden kann, die zur Aufnahme
der zu prüfenden Zahnräder und. der zugehörigen. Reibscheiben eingerichtet sind.
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Insbesondere bei großen Zahnrädern, ist deshalb eine Prüfung der Herstellungsgenauigkeit
nicht möglich.
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Auch die Maschinengenauigkeit von Werkzeugmaschinen. der verschiedensten
Art, insbesondere von Verzahnungsmaschinen,, läßt sich mit den bekannten Einrichtungen
nicht messen. Zwar kann man n aus der Herstellungsgenauigkeit eines auf einer Verzahnungsmachine
hergestellten Zahnrades auf d, ie 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 un. d der Werkstückaufnahme
sowie die Materialeinflüsse des Rohlings mit enthalten. Andererseits besteht aber
ein erhebliches Bedürfnis danach, die reine Maschinengenauigkeit leicht und zuverlässig
feststellen
zu können, d. h. die Verzahnungsgenauigkeit 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 ausgesprochenen Verzahnungsmaschinen, sondern natürlich auch bei jeder anderen
Werkzeugmaschine, weil es von der Maschinengenauigkeit zum großen Teil abhängt,
wie genau ein Werkstück auf einer solchen Werkzeugmachine bearbeitet werden kann.
Überall dort, wo besonders hohe Anforderungen an die Genauigkeit der hergestellten
Werkstücke gestellt werden, ist es erforderlich, die Fehlerursachen zu erkennen
und zu lokalisieren, so daß diese Fehler verringert oder bes, eitigt werden können.
In diesem Zusammenhang kommt auch der Festetellung der Maschinengenauigkeit eine
erhebliche Bedeutung zu, weil sie neben den sonstigen Fehlern Einfluß auf die Genauigkeit
eines auf einer solchen Werkzeugmaschine hergestellten Werkstückes hat.
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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
gegenübereiner mit der Welle fest verbundenen Scheibe ausführt. Die Relativdrehung
des Schwungringes gegenüber der Scheibe wird wieder mit bekannten Mitteln kapazitiv
oder induktiv gemessen.
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Weiterhin ist vorgeschlagen worden, die Wellen der miteinander in
Triebverbindung stehenden Teile mit je einem als Schleifringläufer ausgebildeten
Elektromotor zu koppeln und dieae Elektromotore zu einer elektrischen Welle zusammenzuschalten.
Die Größe des Läuferstromes ist in. diesem Falle ein MaB für die bei ungleichförmiger
Bewegung der miteinander in Triebverbindung stehenden Teile auftretende Winkelabweichung
des Läufers im einen Nlotor gegenüber dem Läufer im anderen Motor. Sowohl bei dem
Vorschlag, zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung von über eine Verzahnung
od. dgl. 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 M eßgenauigkeiten 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 Motore eine Nutenteilung zur Aufnahme der Wicklungen aufweisen, deren
Genauigkeit größer sicn müßte als die zu messenden Verzahnungsfehler an den zu prüfenden
Zahnrädern.
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Durch die Erfindung sollen die beschriehenen Nachteile vermieden
und eine Vorrichtung zum Messen des Ungleichförmigkeitsgrades der Bewegung von iiber
eine Verzahnung od. dgl. angetriebenen Teilen angegeben werden, 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 anderen Werkzeugmaschinen gestattet. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung soll außerdem eine außerordentlich hohe Meßgenauigkeit haben und im
Verhältnis zu anderen Meßvorrichtungen hesonde. rs einfach im Aufbau und daher billig
in der Herstellung sein. Die gestellte Aufgabe wird in der Weise gelost, daß erfindungsgemäß
von den in Triebverbindung miteinander stehenden Teilen die Rotoren je eines raumfest
angeordneten Drehkondensators derart angetrieben werden, daß bei gleichförmiger
Bewegung beider Teile gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Kapazitätsänderungen
der beiden Drehkondensatoren erzeugt werden, und daß die Abweichungen vom Sollwert
der Gesamtkapazität in an sich bekanntei AVeise gemessen und ausgewertet 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 Ülersetzungsgetriebe 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.
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Bei einem von l : 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 Teiles einen kegelstumpfförmigen Antriebskörper e : ines stufenlos verstellbaren
Reibradgetriebes anzuordnen, dessen Reibrad auf einer den Rotor des zweiten Kondensators
tragenden Welle längs einer Mantellinie des Antriebskö'rpers 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 Somme der Fehler der miteinander in Triebverbindung stehenden
Teile gemeinsam messen, wenn einer der beiden Teile angetrieben wird. In manchen
Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, daß einer der Rotoren statt mit einem der
miteinander in Triebverbindung stehenden Teile mit einer eine gleichförmige Bewegung
erzeugenden Vorrichtung verbunden wird. In diesem Falle ist es möglich, die Gleichförmigkeit
der Bewegung eines einzelnen angetriebenen Maschinenteiles zu messen. Um die Gesamtliapazität
der leiden 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.
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Zur Messung der bei ungleichförmiger Bewegung der miteinander in
Triebverbindung stehenden. Teile auftretenden Anderung der Gesamtkapazität der beiden
Drehkondensatoren ha. t 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.
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Dabei können beide Kondensatoren gemeinsam in einem Schwingkreis der
Oszillatorschaltung liegen.
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Es kann jedoch auch in der Weise vorgegan, gen werden,daßjederderbeiden.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 Vermeidum von Schleifringen
die Rotoren der Drehkondensatoren geerdet sind. Die erhaltenen Meßwerte für die
Maschinengenauigkeit können bei Werkzeugmascliinen, insbesondere Verahnungsmaschinen,
als Regelgröße für einen selbsttätigen Regler verwen. det werden, der durchÜberlagerungderDrehbewegung
des Werkzeuges oder des Werkstückes mit einer zusätzlichen Drehbewegung mittels
eines Differential-$getriebes od. dgl. die Maschinengenauigkeit erhöht.
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Im einzelnen ergeben sich die zu schützenden Merkmale aus d. en Patentansprüchen.
Darüber hinaus in den Zeichnungen da, rgestellte Einzelheiten sollen nur zur besseren
Erläuterung dienen, sie bilden keinen Teil der Erfindung.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen, sta,
ndes dargestellt, und zwar zeigt in schematischer Darstellung g Fig. I 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.
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Fig. 5 die Draufsicht auf ein Gerät für die Prüfung von Stirnrädern
mit einem von 1 : 1 abweichenden Übersetzungsverhältnis.
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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.
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Fig. 8 die Seitenansicht zu Fig. 4, Fig. 9 einen Längsschnitt durch
ein Gerät zur Prüfung von Zahnstangen.
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Fig. 10 die Seitenansicht einer Zahnradabwälzstoßmaschnie, Fig. 11
einen Teilschnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 10, Fig. 12 einen Teilschnitt nach
der Linie 12-12 der Fig. 10.
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Fig. 13 die Seitenansicht einer Zahnradabwälzfräsmaschine und Fig.
14 einen Schnitt nach der Linie 14-14 der Fig. 13.
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Bei dem Stirnradprüfgerät nach den Fig. l und 2 ist auf einer Grundplatte
l ein Lagerbock 2 fest angeordnet, in dem eine Welle 3 drehbar gelagert ist.
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Auf das eine Ende der Welle 3 ist ein. Stirnrad 4 fest aufgesetzt.
Am anderen Ende wird die Welle3 von einem Motor5über eine Schnecke 6 un, d. ein
auf der Weite 3 befestigtes Schneckenrad 7 angetrieben. Das Ende der Welle 3 auf
der Antriebsseite ist durch ein weiteres Lager 8 abgestützt, während die Schnecke
in einem Lager 9 gelagert ist. Mit dem a. uf der Welle3 sitzenden Stirnrad4 kämmt
ein Stirnrad 10 von gleicher Zähnezahl, das auf dem vorderen. En. de 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 Achsenabstandes
der miteinander kämmenden Stirnräder 4 und 10 mittels einer Gewindespindel 13 und
eines Handrades 14 in einer Schlittenführung 15 quer verschiebbar angeordnet.
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Mit der Welle 3 ist der Rotor 16 eines Drehkondensators 17 drehfest
verbunden, dessen Stator 18 am Lagerbock 2 befestigt ist. In gelicher Weise sitzt
a. uf der We ! lle 11 drehfest der Rotor 19 eines weiteren Kondensators 20, dessen
Stator 21 mit dem Lagerbock 12 fest verbunden ist.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende : Wird über den
Motor 5, die Schnecke 6 und das Schneckenrad 7 die Welle 3 und damit das auf ihr
drehfest angeordnete Stirnrad4 gedreht, danii treibt dieses das mit ihm kämmendeZahnrad10
an. Es sei angenommen, daß das Stirnrad 4 ein Lehrzahnrad und das Stirnrad 10 das
s zu prüfende Zahnrad sei.
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Unter der Voraussetzung, daß auch das zu prüfende Zahnrad 10 fehle
! rlos 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 gle, ich 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 d 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 währe. nd der Drehung der Wellen
3 und 11 dauernd kon, stant 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.
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Die.GesamtkapazitätbeiderKondensatorenzusammen 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 eingescha, ltet, so daß
durch die Änderung der Gesamthapazität der beiden Kondensatoren 17 und 20 eine veränderliche
Meßfrequenz erzeugt wird. die mit einer einstellbaren Fes. tfrequenz überlagert
wird. Die entstellende Uberlagerungsfrequenz wird dann in leicht meßbare elektrische
Gramen 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 22 a und einer Kapazität 22 b besteht.
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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 einer Mischstufe 29 überlagert wird.
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Fig. 5 zeigt eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Anordnung für die
Prüfung von Stirnrädern auf Verzahnungsfehler, jedoch für Obersetzungsverhältnisse,
die von 1 : 1 abweichen. Die grundsätzliche Anordnung ist wieder die gleiche wie
in Fig. l, weswegen gleiche oder entsprechen, de 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 Abtriebswelle 30 eines stufenlos verstelll)
aren Getriel) es 31 fest verbunden.
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Dieses Getriebe 31 besteht aus einem mit der Welle 11 drehfest verbundenenkegelstumpfförmigenAntriebskörper
32 und einem auf der Antriebswelle 30 des stufenlos verstellbaren Getriebes 31 angeordneten
Reibrad. 38. das längs einer Mantellinie des regelstumpfförmigen Antriebskörpers
32 mit Hilfe einer Einstellvorrichtung 33 längs verschiebbar ist. Durch diese Längsverschiebung
kann jedes beliebige Übersetzungsverhältnis innerhall) der durch die Auslegung des
stufenlos verstellbaren Getriebesgegebenen Grenzen eingestellt werden. Der Stator
21 des Drehkondensators 20 ist an einer die Abtriebswelle 30 und das Rcibrad 38
des stufenlos verstellharen Getriebes 31 verschiebenden Schlittenführung 34 befestigt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung g entspricht völlig der
Wirkungsweise der Fig. 1, nur wird das von dem Wert 1 : 1 abweichende Übersetzungsverhältnis
der Stirnräder 4 un. d 10 durch das stufenlos verstellbare Getriebe 31 kompensiert,
so daß das Gesamtübersetzungsverhältnis von der Welle 3 zur Welle 30 wieder 1 :
1 ist.
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Nach dem gleichen Prinzip ist die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung
zum Messen der Verzahnungsgenauigke. it 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.
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DieFig. 7 und 8 zeigen die Anordnung zur Prüfung der VerzahnungsfehlervonSchnecke
und Schneckenrad. Dia 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 kegelstumpfförmigc Antriebskörper 32 des stufenlos verstellbaren Getriebes
31. auf dessen Abtriebswelle 30 der Rotor 19 des Drehkondensators 20 befestigt ist.
Der Lagerboc. k 41 läßt sich an einer Führungssäule 49 der Höhe nach einstellen.
Das Maschinengestell 43 trägt e. inen durch eine Gewindespindel 44 und ein Einstellhandrad
45 längs verschiebbar angeordneten Schlitten 46, in welchem die Welle
47 für das
Schneckenrad 48 drehbar gelagert ist.
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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 \yNtelle 47 ist der Rotor 16 eines Drehkondensators
17 angeordnet, dessen Stator 18 mit dem Schlitten 46 fest verl) unden ist. Auch
hier ist die Anordnung so getroffen, daß bei einer Drehung der Schnecke und des
Schneckenrades die Kapazitätszunahmc des einen Drehkondensators durch aie entsprechend
große KapazitätsahnahmedesanderenDrehkondensatorsausgeglichen wird. und zwar vollständig,
wenn keine Verzahnungsfehler vorliegen, so daß in diesem Falle die Gesamtkapazität
beider Kondensatoren konstant bleibt.
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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.
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Fig. 9 zeigt cin Prüfgerät für Zahnstangen. Auf einer Grundplatte
50 ist ein Schlitten 51 verschiebbar angcordnet. Zu diesem Zweck sind Laufräder
52 und Schienen 53 zur Geradführung des Schlittes 51 vorgesehen. Im Schlitten 51
ist eine senkrechte Welle 54 drehbar gelagert, die von einem Elektromotor 55 tuber
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 anderen
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 Brficke 60 ist im Schlitten
51 eine weitere senkrecht angeordnete Welle 61 vorgesehen, die an ihrem einen Ende
ein Reibra, d 62 trägt, das an der Stirnfläche 63 der Brücke 60 abrollt, wenn sich
der Schlitten 51 senkrecht zur Zeichenebene bewegt. Auf dem anderen Ende der Welle
61 sitzt wieder der kegelstumpfförmige Antriebskörper 32 des stufenlos verstellbaren
Reibradgetriebes 31, dessen Reibrolle 38 zwecks Anderung des Übersetzungsverhältnisses
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 da, s Zahnrad 58 an der zu prüfenden Zahnstange 59 al) und
verschiebt dabei den Schlitten 51, so daß die Reihscheibe 62 an der Stirnfläche
63 der feststehenden Brüclie ce 60 abrollen muß und damit iiber das stufenlos verstellbare
Getriebe 31 den Rotor 16 des Drehl : ondensators 17 gegenüber seinem fest angeordneten
Stator 18 verdreht. Die bei Vorhandensein von Verzahnungsfehlern auftretenden Anderungen
der Gesamtliapazität der beiden lECondensatoren 20 und 17 werden, wie oben im einzelnen
bereits beschrieben. gemessen und ausgewertet.
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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 We'rkzeuga. ufnahmedo'rn 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 daB die Drehewegung des Werkstückaufnahmedomes 71 iiber die Reibscheibe
38 auf die Welle 30 des stufenlos verstellbaren Getriebes übertragen wird, auf der
der Rotor 19 des Ko. ndensato, rs 20 sitzt, dessen Stator 21 undrehbar im Maschinengestell
festgelegt ist. Mit dieser Anordnung läßt sich die Genauigkeit der Machine, hier
der Zahnradstoßmaschine, bestimmen. und in gleicher Weise läßt sich auch die Arbeitsgenauigkeit
jeder anderen Werkzeugmaschine mit der r angegebenen Anordnung messen. Ein weiteres
Ausführungsbeispiel geben die Fig. 13 und 14 an Hand einer Zahnradabwälzfräsmaschine.
Mit dem Werkstückaufnahmedorn 80 ist wieder der Rotor 16 eines Drehkondensators
17 verbunden, dessen Stator 18 8 raumfest angeordnet ist. Auf die Fräserwelle 81
ist derkegelstumpfförmigeAntriebskörper 32 des stufenlos verstellbaren Getriebes
31 a, ufgesetzt, da, s über die Reibscheibe 38 die. Welle 30 antreibt. Auf ihr sitzt
wieder der Rotor 19 eines Drehlsondensators 20, dessen Stator 21 raumfest angeordnet
ist. Diese beschriebene Einrichtung gestattet nich. t nur eine Prüfung der Maschinengenauigkeit
im unbelasteten Zustand, sondern auch eine Überwachung der Maschinengenauigkeit
währen des Arbeitsvorganges. Dadurch ist es möglich, diejenigen Fehler der Werkzeugmaschine,
hier der Verzahnungsmaschine, festzustcllen, die neben, den Aufspannfehelern und
den Werkzeugfehlern sowie den Einflüssen des verwendteten Werkstoffes am Gesamtfehler
des fertigen Werkstückes beteiligt sin, d. Die laufende Messung des Maschinenfehlers
gibt d. arüber hinaus noch die Möglichlseit, die gemessene Ungleichförmigkcit der
Drehbewegungen der Werkstückaufnahme gegenüber der Werkzeugaufnahme zur Verbesserung
der Maschin ! engcnauigkeit heranzuziehen. Dazu brauchen nur in an sich bekannter
Weise die gemessenen Abweichungen als Regelgröße für einen selbsttätigen Regler
verwendet zu werden, der durch Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeuges oder
des Werkstückes mit einer zusätzlichen Drehbewegung mittels eines Differentialgetriebes
od. dgl. die Maschinengen. auigkeit erhöht.
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In manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, den Rotor eines der
beiden Kondensatoren, mit einer einegleichförmigeBewegungerzeugendenVorrichtung
zu verbinden, wenn es darauf ankommt, einer solchen gleichförmigen Geschwindigkeit
gegenüber die Gleichförmigkeit der Geschwindigkeit eines einzelnen Maschinenteiles
zu messen.