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Zahnradprüfgerät Manche Zahnräder können ihrer Form oder ihrer Größe
wegen nur mit Schwierigkeiten auf ortsfesten Zahnradprüfgeräten kontrolliert werden.
Man begnügt sich bei ihnen in der Regel mit einer Kontrolle durch Handgeräte, die
aber wenig befriedigt, einmal, weil sie recht lückenhaft ist, z. B. keine Zahnformprüfung
zuläßt, und zum anderen, weil sie nicht auf die Radachse bezogen werden kann. Eine
Bezugnahme auf diese ist aber für eine Beurteilung der Räder von ent scheidender
Bedeutung.
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Es sind Geräte bekanntgeworden, bei denen die Meßelemente an einer
Halteplatte befestigt sind, die auf die Radstirnfläche aufgelegt wird, oder an Halterungen,
die sich mit Prismen oder Buchsen am Radzapfen führen; jedoch bieten diese Anordnungen
für eine genaue und zuverlässige Prüfung der Flankenform und der Flankenrichtung
(Zahnschräge) von sehr großen Zahnrädern noch keine bezeichnend sichere Basis, weil
bei ihnen die Gefahr des Verkantens der Meßgerätehalterungen noch zu groß ist.
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Durch die vorliegende Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt.
Danach erhält das Prüfgerät Führungskörper, mit denen es an räumlich weit auseinanderliegenden
Punkten, also auf einer großen Basis, über die Stirnfläche des Zahnkranzes, und
weitere Führungskörper, mit denen es ebenfalls an weit voneinander entfernten Punkten
entlang einer konzentrisch zur Radachse verlaufenden Bezugsfläche bewegt werden
kann. Zweckmäßig werden die Führungskörper als Rollen ausgebildet.
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Handelt es sich um große Räder, so braucht das Gerät nicht die Größenabmessungen
zu erhalten, wie sie für den gleichen Meßzweck bei einem ortsfesten Gerät der üblichen
Bauart für Räder dieser Größe er forderlich wären. Seine gedrängte Bauweise ist
unabhängig von der Größe der zu prüfenden Räder. Trotzdem bietet es den Vorteil
der Standgeräte, nämlich die Bezugnahme auf die Radachse. Es kann auf den Zahnkranz
eines großen Rades aufgesetzt und an einer konzentrischen Führungsfläche entlang
um die Radachse fortbewegt werden, sei es, wie bei der Teilungsprüfung, um von Zahn
zu Zahn weiterzuschalten oder, wie bei der Evolventenprüfung, um von der konzentrischen
Bezugsfläche die Wälzbewegung vom Grundkreis abzuleiten. Sind an dem zu prüfenden
Rade keine als Bezugsfläche für das Prüfgerät geeigneten konzentrischen Flächen
vorhanden, so kann das Rad ohne Schwierigkeit mit einer besonders für die Prüfung
eingearbeiteten Bezugsfläche versehen werden. Dazu kann der Zahnkranz z. B. eine
kleine Eindrehung erhalten. Der geringe Aufwand für eine solche Einarbeitung macht
nur, auch wenn man seine Wiederholung bei jedem Rad in Rechnung stellt, einen Bruchteil
der Ersparnisse aus, die durch die kleineren Abmessungen des Gerätes gegenüber einem
für die gleiche Radgröße erheblich schwereren und daher teueren Standgerät erzielt
werden. Wird die Bezugsfläche am Zahnkranz angebracht, so ist sie nach der Radachse
hin gerichtet. Die Führungskörper des Gerätes bewegen sich dann im Innern des Rades.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine zuverlässige Anlage der Führungskörper
an der Bezugsfläche zu sichern. Eine günstige Lösung sind an dem Prüfgerät angebrachte
Stützen mit einer Federungseinrichtung, welche die Führungskörper und zugleich durch
Kraftverteilung über die Stützen hinweg auch die von diesen gebildeten Führungspunkte
fest gegen die Bezugsfläche drücken.
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Es ist ratsam, das Gerät in bekannter Weise in einen Träger für die
Führungskörper und in daran auswechselbare Einrichtungen zur Einzelfehlermessung,
z. B. Evolventenprüfung, aufzuteilen. Bei der Ausführung zur Evolventenprüfung wird
die Geschwindigkeit des Gerätes auf der Bezugsfläche, die einen beliebigen, durch
die Konstruktion bedingten Durchmesser hat, durch ein Übersetzungsgetriebe für einen
tangential zum Evolventengrundkreis bewegten Taster so umgeformt, daß dieser sich
mit der Umfangsgeschwindigkeit des Grundkreises auf dessen Tangente bewegt, wobei
die Winkelgeschwindigkeit des Grundkreises derjenigen des an der Bezugsfläche bewegten
Gerätes entspricht.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der
Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen gezeigt. Es bedeutet: Fig. 1 das neue
Prüfgerät in Ansicht von oben, Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1, Fig. 3 eine
Seitenansicht zu Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1, Fig.
5 ein Meßaufsatz für die Rundlaufkontrolle, Fig. 6 ein Meßaufsatz für die Zahnweitenmessung,
Fig. 7 ein Meßaufsatz für die Zahnfotmprüfung, Fig. 8 eine Ansicht von oben zu Fig.
7, Fig. 9 einen Schnitt nach den Linien B-B in Fig. 7.
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Das zu prüfende Zahnrad 1 (Fig. 1) weist eine Aussparung 2 mit angedrehter
oder geschliffener Bezugsfläche 3 auf. Diese ausschließlich für die Prüfung der
Verzahnung bestimmte und deshalb nachfolgend als Prüffläche bezeichnete Wandung
der Aussparung läuft lcoslzentrisch zur Radachse. Älit der gleichen Sorgfalt ist
auch die Stirnseite 4 des Zahnkranzes bearbeitet.
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Auf diesen Zahnkranz wird die Grundplatte 5 des Prüfgerätes aufgesetzt,
und zwar stützt sie sich auf Rollen 6. Mit Rollen 7 wird sie an der Prüffläche 3
geführt. An der Grundplatte5 sind Stützen 8 angelenkt, die an ihren der Grundplatte
abgekehrten Enden Gelenkstücke 9 mit Rollen 10 ähnlich den Rollen 7 tragen, außerdem
auf der Stirnfläche des Zahnkranzes laufende Rollen 11 ähnlich den Laufrollen 6.
Die Gelenkstücke sind ihrerseits durch Stützen 12 verbunden.
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Die Stütze 12 ist zweiteilig. In jedem Teil führt sicll ein Dorn 13.
Der eine Dorn hat Rechts-, der andere Linksgewinde. Sie sind verbunden durch eine
Stellmutter 14, ebenfalls mit Rechts- und Linksgewinde.
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Wird die Länge der Stützen durch Drehen der Stell mutter vergrößert,
so wirken die Dorne 13 auf Schraubenfedern 15, wodurch die Rollen 10 elastisch gegen
die Prüfflächen 3 gepreßt werden. Über die Stützen 8 überträgt sich dieser Druck
auch auf die Laufrollen 7.
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Die Stütze 12 könnte auch anders, als beschrieben, ausgeführt sein
und z. B. beim Lüften der Rollen zur Seite ausweichen, so wie es strichpunktiert
durch die Stützenenden 16 angedeutet ist. Sie stützen sich ihrerseits an der Nabe
17 des Rades ab.
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Die Grundplatte 5 ist mit einem Halter 18 ausgerüstet. An diesem
können je nach der durchzuführenden Messung verschiedene MeBaufsätze angebracht
werden. In den Fig. 1 bis 3 ist ein NIeßaufsatz für die Teilungjprüfung dargestellt.
In dem radial auf der Grundplatte 5 verstellbaren Halter 18 ist mit einem Zapfen
19 eine scharnierartige Klappe 20 befestigt. Der vordere Teil der Klappe kann um
die Achse 21 geschwenkt werden. Er trägt einen quer zur Achse 21 verschiebbaren
Teil 22 mit zwei Feintastern 23. Die Tastkuppen sind in bekannter Weise an zwei
aufeinanderfolgenden Flanken angelegt, um beim schrittweisen Weitertasten von Zahnflanke
zu Zahnflanke den Teilungsunterschied festzustellen. Zur Sicherstellung einer gleichhleibenden
Tiefeneinstellung dient eine Schraube 24 in der vorderen Klappenhälfte 20, die mit
ihrer Stirnfläche an der rückwärtigen, festen Klappe hälfte anschlägt.
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Ersetzt man die beiden Feintaster 23 durch einen einzigen Feintaster
25 (Fig. 5) und versieht diesen mit einer kugelförmigen Tastkuppe 26, so kann in
bekannter \\teise der Rundlauf geprüft werden. Am unteren Ende des verschiebbaren
Teiles ist ein Dorn 27 mit Kegelgriff 28 gelagert. Dieser ist um eine senkrechte
Achse drehbar. Er dient zum Abheben der Klappe und außerdem zum feinfühligen Weiterdrehen
des Meß -aufsatzes von Zahn zu Zahn. Zu diesem Zweck ist das Ende des Dcrnes kugelig
gestaltet, 29. Dieses kugelige Ende wird in eine Zahnlücke eingeführt. Durch Schwenken
des Dornes 27 bewirkt man eine kleine Schwenkung der Einrichtung bis zur gewünschten
Meßstelle. Der AIeßaufsatz (Fig. 6) hat zwei parallele NIeß schnei den 30 für die
hekannte Zahnweitenmessung.
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Der Ahstand der Schneiden wird durch Stellschrauben 31 eingestellt.
Eine Kugel 32, welche die radiale Tiefeneinstellung begrenzt, wird mit dem Handhebel
32' weitergeschaltet. Der Meßaufsatz (Fig. 6) kann an dem Meßaufsatz (Fig. 2 und
3) befestigt werden.
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Der Meßaufsatz zur Evolventenprüfung nach Fig. 7 bis 9 ist wie folgt
ausgebildet. In dem Führungskör-
per 35 (Fig. 9) ist ein drehbarer Bolzen 36 gelagert,
der mit einem Exzenterzapfen 37 beim Aufsetzen auf die Grundplatte 5 in eine Bohrung
des Gleitsteines 38 greift, welcher in der Grundplatte 5 geführt und durch eine
Druckfeder 39 gegen den Exzenterzapfen gedrückt wird. Durch eine Drehung des Bolzens
36 wird der Führungskörper 35 in Richtung zur Prüfradachse (Pfeilrichtung D) bewegt,
womit gleichzeitig ein Anpressen des im Führungskörper35 gelagerten Wälzschlittens
40 an die Rollen 7' mit durch die Feder 39 begrenzter Kraft erreicht wird. Die Rollen
7' liegen senkrecht iiber den in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Rollen
7 und sind mit diesen über nicht mit dargestellte Achsen fest verbunden. Der Schlitten
40 ist mittels Handrad 41 sowie Spindel 42 und Mutter43 auf dem Führungskörper 35
zu bewegen.
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Der Schlitten 40 trägt eine Senkrechtführung44, in der ein Schlitten
45 mit Knopf 46 und Spiegel 47 bewegt werden kann. Im Schlitten 45 sind zwei Bolzen
48, 49 derart befestigt, daß sie beiderseits der Senkrechtftihrung 44 aus schlitzartigen
Öffnungen herausragen. Zwischen Bolzen 48 und der Oberfläche des Wälzschlittens
40 kann ein Endmaß 50 zur Höheneinstellung des Senkrechtschlittens 45 angebracht
werden. Der Bolzen 49 greift in eine Kulissenführuna 52 eines schwenkbaren Hebelsegments
51', welches im Führungskörper 35 um den Lagerbolzen 51 drehbar gelagert ist. Ein
weiterer auf dem Führungskörper 35 beweglicher Schlitten 54 trägt einen Bolzen 53,
welcher gleichfalls in die Kulissenführung 52 des Hebelsegmentes 51' eingreift.
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Durch diese Anordnung ist es auf einfache Weise möglich, bei Bewegungen
des Wälzschlittens 40 dem Schlitten 54 eine gleiche oder verzögernde bzw. be schleunigende
Differenzbewegung zu erteilen, welche je nach Höheneinstellung des Senkrechtschlittens
45 bei Wahl eines entsprechenden Endmaßes 50 beliebig gewählt werden kann.
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Am Schlitten 54 ist ein Ausleger55 verschiebbat und mit Schrauben
56 festklemmbar angeordnet. In einer schlitzartigen Offnung des Auslegers 55 kann
ein Halter 56 a je nach der Prüfradbreite verschoben und festgeklemmt werden. Der
Halter 56a besteht aus einer Stange 57, in deren ringförmigem Ende 58 ein Feintaster
59 einstellbar angeordnet ist. Die bleßkraftrichtung des Tasters 60 ist senkrecht
zu seiner Achse gerichtet.
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Die Prüfung der Evolvente erfolgt durch Bewegungen des Wälzschlittens
40 mittels Handrad 41. Infolge der Wälzschlittenbewegung werden die am Wälzschlitte:
40 angepreßten Rollen 7' in Drehung versetzt. Da die gleichachsig und fest damit
verbundenen Rollen 7 an der konzentrisch zum Rad angeordneten Prüffläche anliegen,
bewegt sich die Meßeinrichtung mit gleichbleibendem Mittenabstand um die Achse des
Prüfrades. Der Ävälzschlitten 40 führt dabei eine tangentiale Wälzbewegung aus,
die der Umfangsgeschwindigkeit an der konzentrisch am Rad angebrachte Bezugsfläche
entspricht.
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Der die Meßeinrichtung tragende Schlitten 54 er hält durch eine vorher
bestimmte Höheneinstellung des Senkrechtschlittens 45 eine Geschwindigkeit. welche
der Umfangsgeschwindigkeit am theoretischen Grmldkreis der zu messenden Flankenevolvente
entspricht.
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Der Taster 60 ist dabei senkrecht zur Wälzrichtung ausgerichtet und
die Meßkraftrichtung damit in die Normal richtung der Zahnflanken gebracht.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt.
Die im Beispiel unmittelbar an das zu prüfende Rad angedrehte Bezugsfläche
könnte
auch an einem besonderen Stück, z. B. eine Platte, angebracht und lösbar mit dem
Rad verbunden werden. Gegebenenfalls kann man auf eine Vollkreisscheibe verzichten
und mit Segmentstücken auskommen. Weitere Meßaufsätze könnten auch für die Zahnschrägenprüfung
und die Wälzprüfung vorgesehen werden.
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PATENTANSPROCHE: 1. Zahnradprüfgerät, vorzugsweise zum Messen großer
Zahnräder, das auf die Stirnseite der zu messenden Räder aufgesetzt wird, bestehend
aus einer Grundplatte, die in einer zur Radachse rechtwinkligen Ebene auf einem
zur Radachse konzentrischen Kreis geführt wird, und auf diese aufgesetzte Einzelfehlermeßeinrichtungen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führung der Grundplatte durch an ihr angebrachte,
in einem am zu prüfenden Zahnrade vorgesehenen Führungszylinder (3) laufenden Führungskörper
(7) unter gleichzeitiger Abstützung durch auf der Radstirnfläche laufende Stützkörper
(6) erfolgt.