DE1062439B - Testing device, especially for gears with helical teeth - Google Patents

Description

Prüfvorrichtung, insbesondere für Zahnräder mit Schrägverzahnung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Unregelmäßigkeiten der Abmessungen eines Drehkörpers, bei dem der Körper um seine Drehachse gedreht wird und die Veränderungen des Abstandes zwischen einer Fläche des Drehkörpers und einer festen Bezugslinie an zwei axial voneinander entfernt und in der Nähe der Seitenflächen des Drehkörpers liegenden Stellen gemessen werden. Insbesondere betrifft die Erfindung die Prüfung von Unregelmäßigkeiten der Abmessungen von Zahnrädern mit Schrägverzahnung. Derartige Unregelmäßigkeiten können an den einzelnen Zähnen auftreten, z. B. als Schrägungsfehler, oder das ganze Zahnrad betreffen, wie z.B. Exzentrizitäten oder Schlag. Test device, especially for gears with helical teeth The invention relates to a method and an apparatus for testing the Irregularities in the dimensions of a rotating body in which the body is around its The axis of rotation is rotated and the changes in the distance between a surface of the rotating body and a fixed reference line at two axially apart and locations near the side surfaces of the rotating body are measured. In particular, the invention relates to the inspection of dimensional irregularities of helical gears. Such irregularities can affect the individual teeth occur, e.g. B. as a skew error, or affect the whole gear, such as eccentricities or impact.

Unterschiede im Schrägungswinkel liegen vor, wenn die Winkel, die durch die einzelnen Zähne mit der geometrischen Achse eines schräg verzahnten Rades gebildet werden, nicht auf dem ganzen Zahnrad gleich sind. Sie können dadurch verursacht werden, daß der Zahnradrohling relativ zum Fräser oder Abwälzfräser gleitet; ebenfalls können Unterschiede im Schrägungswinkel vorliegen, bei denen die Winkel zwischen den Zähnen und der geometrischen Achse des Zahn rades zwar auf dem ganzen Zahnrad gleich sind, jedoch von Zahnrad zu Zahnrad sich ändern. Differences in the helix angle exist when the angles that through the individual teeth with the geometric axis of a helically toothed wheel are not the same all over the gear. You can be caused by it be that the gear blank slides relative to the milling cutter or hob; Likewise there may be differences in the helix angle where the angles are between the teeth and the geometric axis of the gear wheel on the whole gear are the same, but change from gear to gear.

Eine Exzentrizität liegt vor, wenn die Drehachse des Zahnrades nicht mit der geometrischen Achse übereinstimmt, jedoch parallel zu dieser liegt. Ein Zahnrad schlägt, wenn die Drehachse und die geometrische Achse sich in einem Punkte schneiden, der entweder innerhalb oder außerhalb des Zahnrades liegen kann. There is an eccentricity when the axis of rotation of the gear wheel is not coincides with the geometric axis, but lies parallel to this. A Gear hits when the axis of rotation and the geometrical axis are in one point cut, which can be either inside or outside the gear.

Es sind bereits Zahnradprüfgeräte bekanntgeworden, die mit induktiven Gebern oder Magnetabhörköpfen arbeiten und deren Wirkungsweise darauf beruht, daß die Differenzen der Winkelgeschwindigkeiten zweier Scheiben gemessen werden. Die zu untersuchenden Zahnräder werden mit entsprechenden Meisterrädern verglichen, wobei Fehler der Zahnform sowie Teilungsfehler, nicht aber Exzentrizität und Schlag der Räder bestimmt werden können. Gear testing devices have already become known with inductive Encoders or magnetic listening heads work and their mode of operation is based on the fact that the differences between the angular velocities of two disks are measured. the The gears to be examined are compared with the corresponding master gears, where errors in the tooth form and pitch errors, but not eccentricity and runout of the wheels can be determined.

Es ist weiterhin ein Verfahren bekanntgeworden, mit dem die Exzentrizität einer Welle bestimmt werden kann. Dabei werden die axialen und radialen Ausschläge einer auf die Welle aufgesetzten oder mit dieser aus einem Stück bestehenden Scheibe durch die Veränderungen der Abstände der Scheibenflächen von induktiven Gebern gemessen, die um den Umfang herum und an den Seitenflächen der Scheibe einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dieses Verfahren benötigt bei der Messung eine verhältnismäßig große Anzahl von Gebern oder Meßstellen, um die erforderliche Information zu erhalten. Dabei liegen die Meßwerte der einzelnen Meßstellen als Einzelergebnisse vor, so daß eine Aussage über die Lauffehler der untersuchten Welle erst nach genauer Analyse der Einzelwerte erhalten wird. Eine Prüfung von Zahnrädern wäre nicht nur in bezug auf die Auswertung, sondern auch in der Handhabung umständlich, da bei jedem neu zu prüfenden Zahnrad einer der seitlich der Scheibe bzw. des Zahnrades liegenden Geber entfernt werden müßte, bevor das Zahnrad auf der Welle befestigt werden kann. It has also become known a method with which the eccentricity a wave can be determined. The axial and radial deflections a disk placed on the shaft or made in one piece with it measured by the changes in the distances between the disc surfaces of inductive encoders, those around the circumference and on the side surfaces of the disc opposite one another are arranged. This method requires a proportionate measurement large number of encoders or measuring points to obtain the required information. The measured values of the individual measuring points are available as individual results, see above that a statement about the running errors of the examined shaft only after a precise analysis the individual values are obtained. An examination of gears would not only be related on the evaluation, but also cumbersome in handling, since new for each To be tested gear one of the side of the disc or the gear Encoder would have to be removed before the gear can be attached to the shaft.

Außerdem ist ein Verfahren zur Zweiflankenprüfung von Zahnrädern bekanntgeworden, bei dem ein Meisterrad verwendet wird, das auf einem Teil seines Umfangs, der dem ganzen Umfang des zu prüfenden Zahnrades entspricht, mit einer über die ganze Breite reichenden Verzahnung versehen ist. Ein weiterer Teil des Meisterrades besitzt nur in der Nähe der einen Seitenfläche eine Verzahnung, während ein dritter Teil des Umfangs in der Nähe der anderen Seitenfläche: mit einer Verzahnung versehen ist. In addition, there is a method for double-flank testing of gears has become known using a master wheel that is on part of his Circumference, which corresponds to the entire circumference of the gear to be tested, with a is provided over the entire width reaching teeth. Another part of the Master wheel only has a toothing in the vicinity of one side surface, while a third part of the circumference near the other side surface: with a toothing is provided.

Zur Prüfung wird der Prüfling gegen das Meisterrad gedrückt, und während einer vollen Umdrehung des Meisterrades werden die Abstandsänderungen der Radachsen gemessen. Bei diesem Verfahren werden die Fehler des Prüflings relativ zu dem als fehlerfrei angesehenen Meisterrad ermittelt. Eine gewisse Verfälschung der Fehler tritt dadurch auf, daß die in der Nähe der Seitenflächen angeordneten Verzahnungen des Meisterrades eine gewisse Mindestbreite aufweisen müssen, um einen einwandfreien Lauf zu ge- währleisten. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, daß für jede Zahnform ein besonderes SIeisterrad hergestellt werden muß, was mit außerordentlich großen Kosten verbunden ist.For the test, the test item is pressed against the master wheel, and during one full revolution of the master wheel changes the distance between the wheel axles measured. With this method, the errors of the test object are relative to the as flawlessly viewed master bike determined. A certain falsification of the errors occurs because the teeth arranged in the vicinity of the side surfaces of the master bike must have a certain minimum width in order to have a perfect Run to ensure. Another disadvantage of the known method lies in the fact that a special master wheel is produced for each tooth shape must, which is associated with extremely high costs.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das besonders zur Fertigungskontrolle geeignet ist, einfach anzuwenden ist und eine schnelle Information über die Art und die absolute Größe der auftretenden Fehler gibt. Weiterhin soll das Verfahren ohne Änderung der verwendeten Vorrichtung für sämtliche Zahnformen und Zahnräder geeignet sein. The aim of the invention is to develop a method that is particularly is suitable for production control, is easy to use and provides quick information about the type and absolute size of the errors that occur. Furthermore should the process without changing the device used for all tooth shapes and gears should be suitable.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Bestimmung der Unregelmäßigkeiten der Abmessung von Zahnrädern die Änderungen des Luftspalts zwischen den Zahnköpfen und zwei elektrischen Gebern gemessen werden, die auf der parallel zur Drehachse liegenden Bezugslinie angeordnet sind. This object is achieved according to the invention in that for determination the irregularities in the dimension of gears the changes in the air gap can be measured between the tooth tips and two electrical sensors on the are arranged parallel to the axis of rotation reference line.

Die gemessenen Veränderungen der Abstände können, nach weiteren Merkmalen der Erfindung, differentiell oder additiv oder aber zunächst additiv und dann differentiell kombiniert werden, um zwischen Exzentrizität und Schlag unterscheiden zu können. The measured changes in the distances can, according to further characteristics of the invention, differential or additive or first additive and then differential can be combined to distinguish between eccentricity and runout.

Das Verfahren gemäß der Erfindung benötigt nur zwei bleßstellen, die jedoch eine vollständige Information vermitteln. Bei Anwendung elektrischer Mittel wird gegenüber den bekannten Verfahren der Schaltungsaufwand beträchtlich verringert. The method according to the invention requires only two bleßstellen, which, however, provide complete information. When using electrical The circuit complexity is considerable compared to the known methods decreased.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die einen drehbaren Antriebsteil, auf dem ein Drehkörper so befestigt werden kann, daß er sich um seine Drehachse dreht, zwei elektrische Geber, die jeder einen ferromagnetischen Teil, der einen Teil eines geschlossenen magnetischen Kreises durch das Zahnrad und den Spalt zwischen dem Geber und dem Zahnrad darstellt, und eine Spule enthalten, sowie einen elektrischen Stromkreis zur Kombination der von den Gebern erzeugten elektrischen Impulse aufweist und bei dem die Geber an zwei axial im Abstand voneinander und in der Nähe der am Ende des Zahnrades 'liegenden Stellen auf einer parallel zur Drehachse liegenden Bezugslinie angeordnet sind. The invention also relates to a device for implementation of the method according to the invention, which has a rotatable drive part on which a Rotary body can be attached so that it rotates around its axis of rotation, two electrical encoders, each having a ferromagnetic part that is part of a closed magnetic circuit through the gear and the gap between the Represents encoder and the gear, and contains a coil, as well as an electrical one Has circuit for combining the electrical pulses generated by the encoders and in which the encoder on two axially at a distance from each other and in the vicinity of the on End of the gear 'lying points on a parallel to the axis of rotation Reference line are arranged.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird im folgenden im einzelnen erläutert.The invention is shown in the drawing, for example is explained in detail below.

Fig. 1 ist die schematisehe Ansicht eines Zahnradprüfgeräts nach der Erfindung; Fig. 2 ist eine Ansicht, in der die Lage der Geber relativ zu einem zu prüfenden Zahnrad gezeigt wird; Fig. 3 stellt einen Schnitt durch einen Geber dar; Fig. 3 a ist das Schaltbild eines Teils des Stromkreises. in dem die Geber liegen; Fig. 4 ist ein Block-Schaltbild (block circuit diagram) des restlichen Stromkreises; Fig. 5 zeigt einen Schaltplan eines Teils der Fig. 4; Fig. 6. 6a und 6b, 7, 7a und 7b, 8, 8a und 8b und C sind Formen elektrischer Wellen, die bei verschiedenen Zahnradunregelmäßigkeiten von den Gebern erzeugt werden; Fig. 10 ist ein Schaltplan eines anderen Stromkreises, der dem der Fig. 3a vorzuziehen ist. Fig. 1 is a schematic view of a gear tester according to the invention; Fig. 2 is a view in which the position of the donors relative to a the gear to be tested is shown; Fig. 3 shows a section through a transmitter dar; Fig. 3a is the circuit diagram of part of the circuit. in which the donors lie; Figure 4 is a block circuit diagram of the remainder of the circuit; Figure 5 shows a circuit diagram of part of Figure 4; Figures 6. 6a and 6b, 7, 7a and 7b, 8, 8a and 8b and C are shapes of electrical waves that occur at various gear irregularities generated by donors; Fig. 10 is a circuit diagram of another circuit, which is preferable to that of Fig. 3a.

Das Zahnradprüfgerät enthält einen Aufnailmedorn (arhor) 10, eine einwandfrei laufende Welle 12, die über den Aufllahmedorn hinausragt, und eine Rändllmutter 22, die auf die Welle 12 aufgeschraubt wird, so - daß ein zu prüfendes Zahnrad 14 auf dieser Welle festgehalten wird. Am Aufnahmedorn 10 ist ein Geber-:halter 16 angebracht, der zwei radial gerichtete Geber 18 und 20 trägt, die in axialer Richtung in einem Abstand voneinander liegen und an den Kanten des Zahnrades 14 angeordnet sind. Die Spitzen der Geber 18 und 20 liegen in einer festliegenden Bezugsebene oder auf einer Linie, die in einem Abstand von der Achse der Welle 12 und parallel zu dieser liegt. Die geometrische und Drehachse der Welle fallen zusammen. da die Welle 12 und der Aufnahmedorn 10 einwandfrei laufen. Die Drehachse des zu prüfenden Zahnrades 14 stimmt notwendigerweise mit der Achse der Welle 12 überein, so daß -die Spitzen der Geber 18 und 20 von der Drehachse des Zahnrades 14 gleichen Abstand besitzen. Die Welle 12 wird von einem Motor mit konstanter Drehzahl oder von einem Synchronmotor angetrieben. The gear testing device includes a Aufnailmedorn (arhor) 10, a properly running shaft 12, which protrudes over the loading mandrel, and a knurled nut 22, which is screwed onto the shaft 12, so that a gear wheel 14 to be tested is held on this shaft. There is an encoder holder 16 on the arbor 10 attached, the two radially directed encoder 18 and 20 carries, which in the axial direction at a distance from each other and on the edges of the Gear 14 arranged are. The tips of the sensors 18 and 20 lie in a fixed reference plane or on a line that is at a distance from the axis of the shaft 12 and parallel to this lies. The geometrical and rotational axes of the shaft coincide. because the Shaft 12 and the arbor 10 run properly. The axis of rotation of the test Gear 14 necessarily coincides with the axis of the shaft 12, so that -The tips of the encoder 18 and 20 from the axis of rotation of the gear 14 the same distance own. The shaft 12 is driven by a constant speed motor or by a Synchronous motor driven.

Falls das Zahnrad 14 schräg verzahnt ist (Fig. 2), wird ein Geber 18 an einer Kante des Zahnrades auf einen Zahn eingestellt, und der andere Geber wird an der anderen Kante des Zahnrades auf einen benachbarten Zahn eingestellt, so daß die Geber die gleichen relativen Teile zweier benachbarter Zähne des Zahnrades vermessen. Die Geber sind in gleicher Weise gepolt und von den Zahnspitzen um ein geringes durch die Luftspalte 26 und 28 entfernt, die in magnetischen Kreisen liegen (in Fig. l gestrichelt dargestellt), die, von den Spitzen eines jeden Gebers ausgegend, durch die Luftspalte, das Zahnrad, die Welle und den Aufnahmedorn und den Geberhalter zu den Spitzen der entsprechenden Geber zurückkehren. If the gear 14 is helically toothed (FIG. 2), it becomes an encoder 18 set on one edge of the gear on one tooth, and the other encoder is set to an adjacent tooth on the other edge of the gear, so that the donors share the same relative parts of two adjacent teeth of the gear measured. The encoders are polarized in the same way and by the tooth tips by one little removed by the air gaps 26 and 28, which are in magnetic circles (shown in dashed lines in Fig. 1), which, starting from the tips of each encoder, through the air gaps, the gearwheel, the shaft and the arbor and the encoder holder return to the tips of the appropriate donors.

Außer in den Luftspalten verlaufen die magnetischen Kreise der Geber nur durch ferromagnetisches Niaterial, einschließlich des zu prüfenden Zahnrades.Apart from the air gaps, the magnetic circuits of the encoders run only through ferromagnetic material, including the gear to be tested.

Jeder Geber 18 und 20 enthält ein mit einer Eisenspitze versehenes Polstück 32, das in die eine Seite eines Messingzylinders 34 eingeschraubt wird, in dem auf einer Stange 38 aus permanentmagnetischem Material, wie beispielsweise Alnico, eine Spule 36 sitzt. Der Zylinder 34 besitzt eine Öffnung 40, durch die die Verbindungsleitungen von der Spule zum äußeren Meßgerät, das weiter unten beschrieben wird, hindurchgeführt werden. Der Zylinder 34 ist an einem Ende eines Querträgers eines eisernen Halters 44, der einen Teil des Geberhalters 16 darstellt, auf einem Abschluß stopfen 42 aufgeschraubt. Each encoder 18 and 20 includes an iron tipped one Pole piece 32 which is screwed into one side of a brass cylinder 34, in that on a rod 38 of permanent magnetic material such as Alnico, a coil 36 sits. The cylinder 34 has an opening 40 through which the connection lines from the coil to the external measuring device, which will be described below will be passed through. The cylinder 34 is at one end of a cross member an iron holder 44, which is part of the encoder holder 16, on a End plug 42 screwed on.

Das Zahnrad bildet somit mit jedem magnetischen Geber einen Generator, dessen Leistung periodisch sich ändernde Wechselstromimpulse entsprechend der Zahngestalt sind, deren Frequenz dem Produkt aus der Zähnezahl und der Drehzahl des Zahnrades gleich ist. Die Wellenform der Impulse ist eine Funktion der Größe der Änderung des magnetischen Flusses zwischen dem Geber und dem Zahnrad. Sie wird durch verschiedene Größen beeinflußt, wie Zahugestalt, Abstand des Gebers von den Zähnen und die Bewegung des Zahnrades relativ zum Geber. Bei einem Zahnrad mit dreißig Zähnen und einer Drehzahl von 800 U/min erzeugt jeder Geber einen Impuls mit einer Frequenz von 400 Hz. Die Fig. 6, 6a und 6b zeigen die Welle formen, die von einem einzigen Geber bei verschiedenen Zahnradunregelmäß igkeiten erzeugt werden. The gear wheel thus forms a generator with each magnetic encoder, whose power periodically changing alternating current pulses according to the shape of the tooth whose frequency is the product of the number of teeth and the speed of the gear is equal to. The waveform of the pulses is a function of the amount of change of the magnetic flux between the encoder and the gear. She is going through different The size affects such as the shape of the teeth, the distance of the encoder from the teeth and the movement of the gear relative to the encoder. With a gear with thirty teeth and one Speed of 800 rpm, each encoder generates a pulse with a frequency of 400 Hz. Figures 6, 6a and 6b show the waveforms produced by a single encoder are generated at various gear irregularities.

Die Fig. 6 zeigt die durch einen einzigen Geber aufgenommene Wellenform bei einem schlecht hergestellten oder fehlerhaften Zahnrad, bei dem die Zähne mißgestaltet von ungleichförmiger Breite sind. Die Fig. 6a und 6b zeigen Wellenformen, die von einem einzigen Geber bei einem exzentrischen Zahnrad und bei einem schlagenden Zahnrad erhalten wurden und die beide eine amplitudenmodulierte Wellenform aufweisen. Das Vorhandensein einer Exzentrizität und eines Schlags in dem Zahnrad verändert die Weite des Luftspalts zwischen dem Geber und dem Zahnrad, wodurch der Widerstand des magnetischen Kreises beeinflußt wird, was sich als Niederfrequenzmodulation, die von der relativ höheren Frequenz der Wechselstromimpulse getragen wird, auswirkt.Fig. 6 shows the waveform picked up by a single encoder a poorly manufactured or defective gear that has deformed teeth are of non-uniform width. Figures 6a and 6b show waveforms derived from a single encoder for an eccentric gear and a beating gear and both of which have an amplitude modulated waveform. That Presence of an eccentricity and a runout in the gear changes this Width of the air gap between the encoder and the gear, creating the resistance of the magnetic circuit what is affected is what is known as low frequency modulation, carried by the relatively higher frequency of the alternating current pulses.

Da die Wellenform der Fig. 6 a und 6b im wesentlichen gleich ist, ist es normalerweise schwierig, zwischen einer Exzentrizität und einem Schlag im Zahnrad zu unterscheiden, wenn nur ein einziger Geber verwendet wird. Deshalb wird die beschriebene Zwei-Geber-Anordnung verwendet, und die erzeugten Leistungen der Geber werden elektrisch gleich- oder gegenus innig in Reihenschaltung verbunden, um zwischen Exzentrizität und Schlag im Zahnrad zu unterscheiden. Bei einem exzentrischen Zahnrad erzeugen die Geber gleiche Spannung und geben dann, wenn ihre Spulen gegensinnig in Reihe geschaltet sind, im wesentlichen keine resultierende Spannung ab. Unter diesen Bedingungen zeigt jede ausgeprägte Leistung bei differentiell geschalteten Gebern an, daß es sich bei dem Zahnrad eher um ein Zahnrad mit Schlag handelt, als um ein exzentrisches. Since the waveform of Figs. 6a and 6b is essentially the same, it is usually difficult to distinguish between an eccentricity and a blow in the To distinguish gearwheel when only a single encoder is used. Therefore will the described two-encoder arrangement used, and the generated power of the Encoders are electrically connected in series or in the same or opposite direction, to distinguish between eccentricity and runout in the gear. With an eccentric one Cogwheels generate the same voltage and give when their coils are in opposite directions are connected in series, essentially no resulting voltage. Under under these conditions shows any pronounced performance when switched differentially Indicate that the gear is more of a gear with impact than an eccentric one.

Nachdem die Geber nacheinander gleich- oder gegensinnig in Reihe geschaltet wurden, um eine vorläufige Feststellung über Exzentrizität oder Schlag zu treffen, und festgestellt wurde, daß es sich eher um ein exzentrisches als um ein Zahnrad mit Schlag handelt, werden die Geber wiederum gleichsinnig in Reihe geschaltet, oder es kann ein einziger Geber zum Anschluß an ein Demodulationsgerät, wie es beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, verwendet werden, um die Modulationskomponente von den modulierten Impulsen zu erhalten. Die Ampiltude der Modulationskomponente ist ein Maß für die Größe der Exzentrizität des Zahnrades und kann mit Hilfe eines Röhrenvoltmeters gemessen werden und/oder auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt werden oder kann dazu verwendet werden, geeignete automatische Klassierungs-, Zähl- oder Meldegeräte zu betätigen. After the encoders one after the other in the same direction or in opposite directions in series were switched to a preliminary determination about eccentricity or blow and found that it was more of an eccentric than a If a gear wheel acts with impact, the encoders are in turn in the same direction in series switched, or a single encoder can be connected to a demodulation device, as shown in Fig. 4, for example, can be used to define the modulation component from the modulated pulses. The ampiltude of the modulation component is a measure of the size of the eccentricity of the gear and can with the help of a Tube voltmeters are measured and / or on the screen of a cathode ray tube can be displayed or can be used to determine suitable automatic classification, To operate counting or reporting devices.

Die Fig. 7 und 7 a zeigen Wellenformen, die von zwei verschiedenen Arten von Zahnrädern mit Schlag erzeugt werden. Die Welle der Fig. 7 hat eine Modulationskomponente mit nur einer Periode, während die der Fig. 7 a zwei Perioden bei einer Umdrehung des Zahnrades aufweist. Die Welle der Fig. 7 wird durch ein Zahnrad mit Schlag erzeugt, dessen Drehachse die geometrische Achse außerhalb des Zahnrades kreuzt, während die Welle der Fig. 7 a von einem schlagenden Zahnrad erzeugt wird, bei dem die Drehachse die geometrische Achse innerhalb des Zahnrades kreuzt. Fig. 7b zeigt eine abweichende Wellenform, die dann erhalten wird, wenn die Kippfrequenz des Oszillographen so eingestellt wird, daß sie der doppelten Zahnfrequenz gleich ist, so daß die Einzelwellenformen der Zähne einander überlagert werden und dabei zeigen, daß die Änderungen in den Impulsen bei einem schlagenden Zahnrad eher Amplituden- als Phasenänderungen sind. Phasenänderungen sind charakteristisch für mißgestaltete Zähne oder Räder mit Fehlern im Schrägungswinkel, die zwischen den Leistungen der Geber eher Unterschiede in der Phase als in der Amplitude erzeugen, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die Fig. 8. 8a und 8b zeigen Oszillogramme, in denen die Differenzimpulse von Doppelgebern bei schlechten, mittleren und guten Zahnrädern zu erkennen sind. Figures 7 and 7a show waveforms produced by two different ones Types of gears with runout are generated. The wave of Fig. 7 has a modulation component with only one period, while that of FIG. 7 a two periods with one revolution of the gear. The shaft of Fig. 7 is generated by a gear with impact, whose axis of rotation crosses the geometric axis outside the gear, while the shaft of FIG. 7 a is generated by a beating gear, in which the axis of rotation crosses the geometric axis inside the gear. Fig. 7b shows a different one Waveform that is obtained when the sweep frequency of the oscilloscope is like this is set to be equal to twice the tooth frequency so that the single waveforms of the teeth are superimposed on each other and thereby show that the changes in the Pulses with a beating gear are amplitude rather than phase changes. Phase changes are characteristic of misshapen teeth or gears with defects in the helix angle, which tends to differ between the services of the donors in in phase than in amplitude, as shown in FIG. The fig. 8. 8a and 8b show oscillograms in which the differential pulses from double encoders can be seen on bad, medium and good gears.

Die Geberspule 36 eines Gebers, beispielsweise des Gebers 18, kann mit der Geberspule 36' des anderen Gebers, beispielsweise des Gebers 20, durch einen doppelpoligen Doppelschalter 50 (Fig. 3a) elektrisch gleich- oder gegensinnig in Reihe geschaltet verbunden werden, um einen additiven oder einen differen- tiellen Impuls in die Verbindungsleitungen 52, 54 zu geben, die mit dem Eingang eines Niederfrequenzverstärkers 56 (Fig. 4) verbunden sind. The transmitter coil 36 of a transmitter, for example the transmitter 18, can with the transmitter coil 36 'of the other transmitter, for example the transmitter 20, by one double-pole double switch 50 (Fig. 3a) electrically in the same or opposite directions in Connected in series to create an additive or a differential tial To give impulse in the connection lines 52, 54, which are connected to the input of a low frequency amplifier 56 (Fig. 4) are connected.

Vorzugsweise werden jedoch die Geberspulen 36, 36' mit einem gemeinsamen vierpoligen 3-Punkt-Wähldrehschalter 150 (Fig. 10) und zwei Niederfrequenz-Aufwärtstransformatoren 152 und 154 verbunden, um die Geberimpulse einzeln oder kombiniert zu erhalten. Preferably, however, the transmitter coils 36, 36 'with a common four-pole 3-point rotary selector switch 150 (Fig. 10) and two low frequency step-up transformers 152 and 154 connected to receive the encoder pulses individually or in combination.

Wenn die Pole des Schalters 150 sich in der Stellung 1 befinden, sind die Geber 36 und 36' in einzelnen Stromkreisen A und B mit den Eingängen der Transformatoren 152 bzw. 154 verbunden. Die Sekundärseiten der Transformatoren können mit verschiedenen Eingangsbuchsen für die vertikale Ablenkung (vertical input terminals) einer Doppelstrahl-Kathodenstrahlröhre verbunden werden. In der Stellung 2 des Schalters 150 sind die Geber additiv miteinander verbunden und liefern ihre Gesamtleistung über den Transformator 152 beispielsweise an den Verstärker 56, während in der Stellung 3 über den Transformator 152 ein Differenzimpuls zum Verstärker gegeben wird.When the poles of switch 150 are in position 1, they are the sensors 36 and 36 'in individual circuits A and B with the inputs of the transformers 152 and 154 connected. The secondary sides of the transformers can be used with different Input sockets for vertical deflection (vertical input terminals) of a double-beam cathode ray tube get connected. In position 2 of switch 150, the transmitters are additive to one another connected and deliver their total power via the transformer 152, for example to the amplifier 56, while in position 3 via the transformer 152 a differential pulse is given to the amplifier.

Der Verstärker 56 hat über dem Frequenzbereich, der dem Bereich der Zahnfrequenzen der verschiedenen Arten oder Typen von zu prüfenden Zahnrädern entspricht, eine gute Niederfrequenz-Empfindlichkeitscharakteristik. Der Ausgang des Verstärkers 56 ist mit einem Demodulations- und Anzeigestromkreis sowie einem Stell- oder Einstellkreis verbunden. Der Demodulations- und Anzeigestromkreis besteht aus einer üblichen Einrichtung zur Phasenumkehr 60, die die einphasige Eingangsspannung in zwei symmetrische, gegenphasige Ausgangsspannungen umwandelt, einem Gegentaktverstärker 62 und einem Zweiweggleichrichter 64, dessen Ausgangsleistung auf die Eingänge von zwei Regelthyratronen 66 und 68 gegeben wird. Der Stellkreis besteht aus einem Verstärker 72, der dem Verstärker 56 gleicht, einem Spannungsverdoppler-Einweg-Gleichrichter 74 und einem Stellkreis 76. The amplifier 56 has over the frequency range corresponding to the range of the Corresponds to tooth frequencies of the different types or types of gears to be tested, good low frequency sensitivity characteristics. The output of the amplifier 56 has a demodulation and display circuit as well as an actuating or adjusting circuit tied together. The demodulation and display circuit consists of a common device for phase reversal 60, which converts the single-phase input voltage into two symmetrical, antiphase Converts output voltages, a push-pull amplifier 62 and a full-wave rectifier 64, the output of which on the inputs of two control thyratrons 66 and 68 is given. The control circuit consists of an amplifier 72, the amplifier 56 is similar to a voltage doubler half-wave rectifier 74 and an actuating circuit 76.

Der Spannungsverdopplergleichrichter 74 (Fig. 5) enthält zwei Selengleichrichter 80, 82 und zugehörige Ladekondensatoren 84, 86, um einen gleichgerichteten Gl ei chstrom ausgangs impuls zu erzeugen, der etwa dem Doppelten der Amplitude des Eingangswechselstromes gleich ist. Der Stellkreis 76 enthält einen Differentialverstärker, der durch eine Doppeltriodenröhre96 mit zwei geerdeten Kathoden98, 100, zwei Steuergittern 102, 104 und zwei Anoden 106, 108, wie zu erkennen, dargestellt wird. Die Ausgangsleistung des Spannungsverdoppler-Einweg-Gleichrichters 74 wird auf den Eingang des ersten Teils des Differentialverstärkers zwischen Steuergitter 102 und Kathode 98 gelegt, zwischen denen ein Widerstand 110 liegt. The voltage doubler rectifier 74 (FIG. 5) contains two selenium rectifiers 80, 82 and associated charging capacitors 84, 86 to obtain a rectified equilibrium chstrom to generate output pulse that is about twice the amplitude of the input alternating current is equal to. The control circuit 76 contains a differential amplifier, which is through a Double triode tube96 with two grounded cathodes98, 100, two control grids 102, 104 and two anodes 106, 108, as can be seen, is shown. The output power of the voltage doubler half-wave rectifier 74 is applied to the input of the first Part of the differential amplifier placed between control grid 102 and cathode 98, between which a resistor 110 is located.

Zwischen der Kathode 100 und dem Steuergitter 104 liegt ein Widerstand 112.There is a resistor between the cathode 100 and the control grid 104 112.

Die Betriebsspannung wird den Anoden 106 und 108 der Röhre 96 von einem elektronisch geregelten Netzanschlußgerät 114 über eine Verbindungsleitung 116 und spannungsvermindernde Widerstände 118 und 120 zugeführt. Zwischen den Anoden 106 und 108 liegt eine Haltespule 122 eines empfindlichen Relais, das zwei normalerweise offene Kontakte 124, 126 aufweist, die im Stromkreis für die Regelthyratrone 66 und 68, der die Betriebsspannung liefert, liegen, der eine Leitung 128 enthält, die von der Leitung 116 zum Relaiskontakt 124 führt, und eine Leitung 130 enthält, die vom Relaiskontakt 126 zu den Anoden der Regelthyratrone 66 und 68 führt. In der Leitung 130 liegt eine Lampe 132. The operating voltage is applied to the anodes 106 and 108 of the tube 96 an electronically controlled power supply unit 114 via a connecting line 116 and voltage-reducing resistors 118 and 120 are supplied. Between the anodes 106 and 108 is a hold coil 122 of a sensitive relay, the two normally has open contacts 124, 126, which are in the circuit for the control thyratrone 66 and 68, which supplies the operating voltage, which contains a line 128, which leads from the line 116 to the relay contact 124, and contains a line 130, which leads from the relay contact 126 to the anodes of the control thyratrone 66 and 68. In A lamp 132 is connected to the line 130.

Wenn am Verdoppler-Einweg-Gleichrichter 74 keine Eingangsspannung liegt, sind die Steuergitter der Röhre 96 des Stellkreises über die Widerstände 110 und 112 geerdet. Beide Teile der Röhre arbeiten unter gleichen Bedingungen, wobei die Anoden 106 und 108 das gleiche Potential besitzen. Die Relaisspule 122 ist stromlos, und die Kontakte 124 und 126 sind offen, so daß der Stromkreis für die Betriebsspannung zu den Anoden der Regelthyratrone nicht geschlossen ist. If there is no input voltage at the doubler half-wave rectifier 74 is the control grids of the tube 96 of the control circuit across the resistors 110 and 112 grounded. Both parts of the tube work under the same conditions, the anodes 106 and 108 having the same potential. The relay coil 122 is de-energized, and contacts 124 and 126 are open, so that the circuit for the operating voltage to the anodes of the control thyratrone is not closed.

Die Bestimmungsgrößen des Stellkreises und des Prüfgeräts sind so ausgewählt, daß die resultierende Spannung, die von den Gebern bei einem Standardzahnrad oder einem im wesentlichen genau ausgeführten Zahnrad mit vernachlässigbarer Exzentrizität und vernachlässigbarem Schlag erzeugt wird, ausreicht, um das Potential des Steuergitters 102 des Stellkreises relativ zu dem des Steuergitters 104 zu ändern und damit die entsprechenden Teile des normalerweise ausgeglichenen Differentialverstärkers des Stellkreises aus dem Gleichgewicht zu bringen und an die Anoden 106 und 108 verschiedene Potentiale zu legen, so daß ein Potentialunterschied entsteht und die Relaisspule 122 Strom erhält, wodurch der Stromkreis für die Betriebsspannung zu den Anoden der Regelthyratrone 66 und 68 geschlossen wird.The determinants of the control circuit and the test device are like this selected that the resulting voltage generated by the encoders on a standard gear or a substantially accurate gear with negligible eccentricity and negligible impact is generated, sufficient to increase the potential of the control grid 102 of the adjusting circle to change relative to that of the control grid 104 and thus the corresponding parts of the normally balanced differential amplifier of the To bring the control circuit out of balance and to the anodes 106 and 108 different To put potentials so that a potential difference arises and the relay coil 122 receives current, which creates the circuit for operating voltage to the anodes the control thyratrone 66 and 68 is closed.

Wenn die Relaiskontakte 124 und 126 geschlossen sind, leuchtet die Lampe 132 auf. Die Lampe 132 kann andererseits auch von einer Niederspannungsquelle betätigt werden, die über einen besonderen Kontaktsatz des Relais 122 geregelt wird. In den Ausgangskreisen der Regelthyratrone 66 und 68 liegen ebenfalls Lampen 134 und 136, die jeweils beim Leitendwerden der entsprechenden Thyratrone aufleuchten. Das Regelthyratron 66 wird vorwiegend dann leitend, wenn die Amplitude der Modulationskomponente der Geberspannung eine Größe erreicht, die einem Zahnrad mit mittlerer Exzentrizität oder mittlerem Schlag entspricht, während das Regelthyratron 68 vorwiegend bei einer höheren Spannung leitend wird, die einem Zahnrad mit außergewöhnlicher Exzentrizität oder außergewöhnlichem Schlag entspricht. Bei Beendigung der Prüfung, wenn die Welle des Aufnahmedorns sich nicht mehr dreht, ist die Leistung der Geber Null und der Stellkreis 76 wieder im Gleichgewicht, wodurch die Relaiskontakte 124 und 126 geöffnet werden und damit die Thyratrone in einen nichtleitenden Zustand gebracht werden. When the relay contacts 124 and 126 are closed, the lights up Lamp 132 on. The lamp 132 can, on the other hand, also come from a low voltage source operated, which is controlled by a special contact set of the relay 122. Lamps 134 are also located in the output circuits of the control thyratrone 66 and 68 and 136, which light up when the corresponding thyratrone becomes conductive. The control thyratron 66 is predominantly conductive when the amplitude of the modulation component the encoder voltage reaches a size that a gear with medium eccentricity or medium beat, while the regular thyratron 68 predominantly corresponds to a higher voltage becomes conductive, which a gear with extraordinary eccentricity or extraordinary stroke. At the end of the exam when the wave of the arbor no longer rotates, the output of the encoders is zero and the Control circuit 76 back in equilibrium, whereby relay contacts 124 and 126 open and thus the thyratrone are brought into a non-conductive state.

Das System ist derart ausgebildet, daß bei einem guten Zahnrad mit minimaler Exzentrizität oder minimalem Schlag nur die Lampe 132 leuchtet, bei einem Zahnrad mit mittlerer Exzentrizität oder mittlerem Schlag die Lampen 132 und 134 leuchten und bei einem schlechten Zahnrad alle drei Lampen 132, 134 und 136 leuchten. An Stelle oder zusätzlich zu den Warnlampen können die Ausgangsleistungen der Regelthyratrone und des Stellkreises zur Regelung von Hilfsgeräten zur automatischen Sortierung und Klassierung verwendet werden. Weiterhin kann das System mit einer Zählvorrichtung versehen werden, die dann arbeitet, wenn die Lampen 132, 134 und 136 einzeln aufleuchten, so daß eine Aufzeichnung über die Anzahl der guten, mittleren und schlechten geprüften Zahnräder erhalten wird. The system is designed in such a way that with a good gear with minimal eccentricity or minimal impact only the lamp 132 lights up, at one Gear with medium eccentricity or medium runout the lamps 132 and 134 light up and all three lamps 132, 134 and 136 light up if the gearwheel is bad. Instead of or in addition to the warning lamps, the output power of the control thyratrone and the control circuit for controlling auxiliary devices for automatic sorting and classification can be used. The system can also be equipped with a counting device which works when the lamps 132, 134 and 136 light up individually, leaving a record of the number of good, middle and bad tested Gears is obtained.

Da sowohl Zahnräder mit Schlag als auch Zahnräder mit Schrägungsfehlern verschiedene Differenzspannungen bei differentiell geschalteten Gebern erzeugen, kann es gelegentlich schwierig sein, zwischen Zahnräder mit Schlag und solchen mit Unterschieden in Schrägungswinkeln zu unterscheiden, wenn nur die Ausgangsleistungen der Geber betrachtet werden. As both gears with runout and gears with helical errors generate different differential voltages with differentially switched encoders, it can sometimes be difficult to switch between beating and beating gears Differences in helix angles to be distinguished, if only the output powers the giver should be considered.

Im Falle der Änderungen im Schrägungswinkel können derartige Räder visuell geprüft werden. Mit einem Prüfgerät nach der Erfindung ist es jedoch möglich, Zahnräder mit Schlag von solchen mit Unterschieden im Schrägungswinkel dadurch zu unterscheiden daß die einzelnen Ausgangsleistungen der Geber auf den doppelten Eingang für die vertikale Ablenkung einer Doppelstrahl-Kathodenstrahlröhre gegeben werden (Fig. 3 a), die eine eigensynchronisierte Horizontalablenkfrequenz entsprechend der Drehzahl des Zahnrades auf der Welle des Aufnahmedorns besitzt. Jeder Phasenunterschied zwischen den beiden Stromstößen erzeugt Wellenkurven entsprechend denen der Fig. 9, die zu erkennen geben, daß es sich um ein Zahnrad mit Unterschieden im Schrägungswinkel handelt. Bei einem Zahnrad mit Schlag entsprechen die Welle formen denen der Fig. 7b, bei denen in der Hauptsache Amplitudenänderungen und keine Phasenänderungen auftreten.In the event of changes in the helix angle, such wheels be checked visually. With a test device according to the invention, however, it is possible Gears with impact from those with differences in the helix angle thereby close differentiate that the individual output powers of the encoder on the double input for the vertical deflection of a double-beam cathode ray tube (Fig. 3 a), which corresponds to a self-synchronized horizontal deflection frequency the speed of the gear on the shaft of the arbor. Any phase difference Wave curves generated between the two current surges corresponding to those in Fig. 9, which show that it is a gear with differences in the helix angle acts. In the case of a toothed wheel with a runout, the shaft shapes correspond to those in Fig. 7b, in which mainly amplitude changes and no phase changes appear.

An Stelle einer Doppelstrahl-Kathodenstrahlröhre oder anderer gleichwertiger Oszillographen können geeignete Phasenuntersuchungs- oder Phasenunterscheidungsgeräte sowie Meß- und Anzeigegeräte mit den Ausgängen der Geber verbunden werden, um die Phasenunterschiede festzustellen. Instead of a twin-beam cathode ray tube or other equivalent Oscilloscopes can use suitable phase investigators or phase discriminators as well as measuring and display devices are connected to the outputs of the encoders to the Determine phase differences.

PATENTANSPROCHE 1. Verfahren zur Prüfung der Unregelmäßigkeiten der Abmessungen eines Drehkörpers, bei dem der Körper um seine Drehachse gedreht wird und die Veränderungen des Abstands zwischen einer Fläche des Drehkörpers und einer festen Bezugslinie an zwei axial voneinander entfernt und in der Nähe der Seitenflächen des Drehkörpers liegenden Stellen gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Unregelmäßigkeiten der Abmessungen von Zahnrädern die Anderungen des Luftspalts zwischen den Zahnköpfen und zwei elektrischen Gebern (18, 20) gemessen werden, die auf der parallel zur Drehachse liegenden Bezugslinie angeordnet sind. PATENT CLAIMS 1. Procedure for examining the irregularities of the Dimensions of a rotating body in which the body is rotated around its axis of rotation and the changes in the distance between one surface of the rotating body and one fixed reference line at two axially apart and near the side faces of the rotating body lying points are measured, characterized in that for Determination of the irregularities in the dimensions of gears the changes of the air gap between the tooth tips and two electrical sensors (18, 20) which are arranged on the reference line parallel to the axis of rotation.

Claims (1)

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Bestimmung der Unregelmäßigkeiten der Abmessungen eines schrägverzahnten Zahnrades, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstellen (18, 20) über den Zahnmitten verschiedener Zähne liegen (Fig. 2). 2. The method according to claim 1 for determining the irregularities the dimensions of a helical gear, characterized in that the Measuring points (18, 20) are above the tooth centers of different teeth (Fig. 2). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Veränderungen differentiell kombiniert werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measured changes are combined differentially. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Veränderungen additiv kombiniert werden. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measured changes are combined additively. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Veränderungen zunächst additiv und dann differentiell kombiniert werden, um zwischen Exzentrizität und Schlag unterscheiden zu können. 5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measured changes are first combined additively and then differentially to distinguish between eccentricity and runout. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrische Impulse, die den zu messenden Veränderungen proportional sind, erzeugt und kombiniert werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that two electrical impulses which are proportional to the changes to be measured, can be generated and combined. 7. Verfahren nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz zwischen den erzeugten elektrischen Impulsen als Maß für die Größe der Unterschiede des Schrägungswinkels gemessen wird. 7. The method according to claim 2 and 6, characterized in that the Phase difference between the generated electrical pulses as a measure of the size the difference in the helix angle is measured. 8. Vorrichtung zur Prüfung der Unregelmäßigkeiten der Abmessungen mit Hilfe des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem drehbaren Antriebsteil, auf dem ein Drehkörper so befestigt werden kann, daß er sich um seine Drehachse dreht, zwei elektrischen Gebern, die jeder einen ferromagnetischen Teil, der einen Teil eines geschlossenen magnetischen Kreises durch das Zahnrad und den Spalt zwischen dem Geber und dem Zahnrad darstellt, und eine Spule enthalten, sowie mit einem elektrischen Stromkreis zur Kombination der von den Gebern erzeugten elektrischen Impulse, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber (18, 20) an zwei axial im Abstand voneinander und in der Nähe der Enden des Zahnrades (14) liegenden Stellen auf einer parallel zur Drehachse liegenden Bezugslinie angeordnet sind. 8. Device for checking dimensional irregularities with the aid of the method according to one of the preceding claims one rotatable drive part on which a rotating body can be attached so that it rotates around its axis of rotation, two electrical encoders, each one a ferromagnetic Part that forms part of a closed magnetic circuit through the gear and represents the gap between the encoder and the gear, and contain a coil, as well as with an electrical circuit to combine those generated by the encoders electrical pulses, characterized in that the transmitter (18, 20) on two axially at a distance from each other and near the ends of the gear (14) lying places are arranged on a reference line parallel to the axis of rotation. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stromkreis ein Mittel (140) zur Feststellung der Phasenunterschiede zwischen den elektrischen Impulsen aufweist In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 938 152, 891 455, 839 126; britische Patentschrift Nr. 666 898. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the electrical Circuit includes means (140) for determining the phase differences between the electrical impulses. Publications under consideration: German patents No. 938 152, 891 455, 839 126; British Patent No. 666 898.