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Prüfvorrichtung für Kegelradkörper Die Erfindung bezieht sich auf
eine Prüfvorrichtung zum Prüfen der Abmessungen von Kegelradkörpern oder Hyperboloidkörpern
in bezug auf die Lage und Schräge ihrer Kegelflächen.
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Es ist eine Vorrichtung zum Nachprüfen des Kegel winkels eines Kegelkörpers
bekannt, bei dem der zu prüfende Kegelkörper in einem Halter eingespannt wird, wodurch
die Lage seiner Achse feststeht. Zur Nachprüfung des Kegelwinkels wird ein Träger
in die entsprechende Sollstellung eingestellt, auf dem geradlinig verschiebbar ein
Meßgerät angeordnet ist, mit dem die Kegelfläche des Kegelkörpers entlang einer
Strecke überfahren werden kann, die in einer durch die Achse des Kegelkörpers hindurchgehenden
Ebene liegt. Aus den Ausschlägen des Meßgerätes kann man ersehen, wie stark der
Kegelwinkel oder die Lage der Kegelfläche vom Sollwert abweicht.
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Bei der Fertigung genauer Kegelzahnräder ist es erforderlich, daß
die Kegelflächen der Radkörper innerhalb enger Toleranzgrenzen die richtige Lage
gegenüber den ebenen Flächen und auch die richtigen Kegelwinkel haben. In den Konstruktionszeichnungen
ist neben den Kegelwinkeln auch die axiale Lage der Ebene eingetragen, in welcher
sich die vordere Kegelfläche und die hintere Kegelfläche oder die vordere Kegelfläche
und dieStirnfläche schneiden. Bei der Herstellung des Zahnradkörpers wird aber die
an der kreisförmigen Schnittlinie der beiden Kegelflächen oder der einen Kegelfläche
und der ebenen Fläche entstehende Kante gebrochen oder abgerundet, wodurch eine
unmittelbare Messung der axialen Lage dieser Schnittlinie unmöglich wird.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung
für Kegelradkörper zu schaffen, mit der man nicht nur auf einfache Weise und unmittelbar
die Kegelwinkel der Kegelflächen eines Radkörpers, sondern auch die axiale Lage
dieser Scbnittlinie nachprüfen kann. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer
Prüfvorrichtung für Kegelradkörper mit einem auf einem Grundgestell angebrachten
Halter für den Radkörper, der die Lage der Achse und einer Stirnfläche des Radkörpers
festlegt, und mit einem weiteren Halter, an dem ein Träger einstellbar befestigt
ist, der um eine senkrecht zur Achse des Radkörpers verlaufende Einstellachse verschwenkbar
ist und ein Meßgerät trägt, das zum überfahren einer Kegelfläche des Radkörpers
geradlinig verschiebbar ist, und zwar entlang einer Linie, die in einer durch die
Achse des Radkörpers hindurchgehenden und auf der Einstellachse senkrecht stehenden
Ebene liegt, nach der vorliegenden Erfindung dadurch, daß das am Träger festgemachte
Meßgerät auf dem Radkörper entlang einer die Einstellachse schneidenden Geraden
verschiebbar ist und durch Verstellen der gegenseitigen Lage der
beiden Halter die
Einstellachse als Tangente an die theoretische Schnittlinie einer Kegelfläche mit
einer anderen Fläche des Radkörpers einstellbar ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
veranschaulicht. In diesen zeigt Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung des Prüfgeräts
mit einem aufgespannten Zahnradkörper, Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht im Schnitt
unter Fortlassung einiger Teile, Fig. 3 einen Aufriß, ebenfalls im Schnitt und unter
Fortlassung einiger Teile, und Fig. 4 eine Einzelheit im Schnitt nach der Linie
4-4 der Fig. 3 zur Veranschaulichung einer mit einem Fühler versehenen Meßuhr, die
das Meßergebnis der Prüfvorrichtung anzeigt.
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Die dargestellte Prüfvorrichtung hat ein Grundgestell 10, das in
bestimmter gegenseitiger Lage einen Halter 11 für ein Spannfutter und einen Ständer
12 trägt. Der Halter hat eine kegelförmige Bohrung3 zur Aufnahme des sich kegelförmig
verJüngenden Schaftes eines Futters 14, das seinerseits den zu prüfenden Kegelradkörper
aufzunehmen vermag, der im vorliegenden Fall den Körper B eines Hyperboloidritzels
darstellt. Dieser Radkörper hat einen ungefähr zylindrischen, in eine Bohrung des
Futters eingesteckten Schaft 15 und einen Kopf 16 mit einer ebenen Rückfläche 17,
die auf der oberen Stirnfläche des Futters sitzt, ferner mit einer hinteren Kegelfläche
18, einer vorderen Kegelfläche 19 und einer ebenen Stirnfläche 21.
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Auf der Vorderfläche des Ständers 12 ist längs einer Gleitbahn 22
ein senkrechter Schlitten 23 auf und ab verschiebbar und einstellbar geführt. Der
Einstellung dient eine Schraubspindel24, ;die gegen- axiale Verschiebung gesichert
in einem Block25.-.gelagert t, welcher an dem Ständer sitzt. Die Schraubspindel
ist in eine Mutter 25 eingeschraubt, die an dem Schlitten 23 befestigt ist. Dreht
man die Schraubspindel 24 mit Hilfe einer an ihrem oberen Ende befestigten Kurbel
27, so wird dadurch der - Schlitten 23 - aufwärts oder abwärts bewegt. Nach erfolgter
Einstellung kann der Schlitten an dem .Ständer' mit Hilfe eines Griffes 28 festgeklemmt
werden, der mit einer Gewindebohrung auf einen Bolzen 29 aufgeschraubt ist. Dieser
Bolzen ist am Schlitten verankert und - geht durch einen Schlitz 31 des Ständers
hindurch.- Zwischen dem Griff 28 und dem Ständer befindet sich eine Klemmplatte
32, die von dem Bolzen29-und-einem weiteren Bolzen 33 getragen wird, der ebenfalls
an dem Schlitten angeschraubt ist. Der Bolzen 33 hat einen Kopf und ist so bemessen,
daß er den Schlitten zum Zweck seiner Verstellung in Anlage an der Gleitbahn 22
hält, wenn der Griff 28 .gelockert ist. Die Höhenlage, auf welche der Schlitten
eingestellt. wird, wird mit Hilfe von Blöcken bestimmt, die als Lehre dienen und
zwischen einer unteren Sitzfläche 39 des. Ständers 1.2 und einer oberen Sitzfläche
35 unten am Schlitten eingelegt werden können und nicht näher veranschaulicht sind.
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Auf der Vorderseite 37 senkrechten Schlittens 23 ist nun ein Querschlitten
36 waagerecht verschiebbar und einstellbar geführt. Zu diesem Zweck hat der Querschlitten36
eine Leiste38, die in einen waagerechten T-Schlitz 39 des sen1trechten Schlittens
23 eingreift und sich an .den Flanken dieses Schlitzes.führt.
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Zum Zweck der waagerechten Verstellung des Schlittens 36 muß man zunächst
Klemmuttern lösen, die auf T-Bolzen 41 aufgeschraubt sind. Diese Bolzen sind verschiebbar
in dem Schlitz 39 verankert. Das Maß der Verstellung läßt sich an einer Teilung
42 mit Hilfe eines Nonins 43 ablesen, wobei Teilung und Nonius an dem senkrechten
Schlitten 23 und dem Querschlitten 36 vorgesehen sind.
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An dem Querschlitten 36 ist nun um eine waagerechte Achse 46 drehbar
und einstellbar ein Träger 44 mit Hilfe eines Lagerzapfens45 gelagert. Die Einstellung
seiner Winkellage kann mit Hilfe einer bogenförmigen Teilung 47 und eines Nonius
48 vorgenommen werden, nachdem man zunächst eine Klemmschraube 49 löst, deren Gewindeschaft
durch einen bogenförmigen Schlitz 41 des Halters .44 hindurchgeht und in eine Gewindebohrung
des Querschlittens 36 eingeschraubt ist. Dieser hat eine Reihe solcher Gewindebohrungen,
die una.dieAchse 46 herum verteilt sind.
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Auf dem Träger 44 ist nun geradlinig verschiebbar ein Wagen 52 geführt,
der ein mit einem Fühler 58 ausgerüstetes Meßgerät57 trägt. Dabei läuft dieser Wagen
52 auf Lagerkugeln 53, die in V-förmig profilierten, geraden Laufschienen 54 und
55 gefiihrt sind, die ihrerseits an dem Träger 44 sitzen. Diese geradlinige Bewegung
erfolgt in einer Ebene, die parallel zu den Vorderflächen des senkrechten Schlittens
23 und des Querschlittens 36 verlaufen. Damit man den Wagen leicht verschieben kann,
hat er einen Griff 56.
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Der Fühler 58 des vom Wagen getragenen Meßgeräts 57 ist so angeordnet,
daß er den zu vermessenden Radkörper in ständiger Anlage in einer Ebene überfahren
kann, welche die Achse des Radkörpers enthält und parallel zu den Vorderflächen
des Ständers 12 und
des senkréchten Schlittens 23 verläuft, und zwar derart, daß
der Fühler 58 mit seinem Ende unter Anlage am Radkörper die Achse 46 erreichen kann.
Auf der Laufschiene 55 ist ein Lehrenblock 59 in der in Fig. 4 veranszkaulichten
Weise angeordnet und so bemessen, daß seine Vorderfläche 61 mit .derAchse 46 zusammenfällt.
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Um die Maschine für den Meßvorgang herzurichten, bringt man den Block
59 auf der Schiene 55 in die veranschaulichte Lage, und die Meßuhr 57, die mit ihrem
Fühler 58 an der Fläche 61 anliegt, stellt man dann mit ihrem Zeiger auf die Nullmarke
ein.
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Dann nimmt man den Block 59 fort. Um nun einen Zahnradkörper der veranschaulichten
Arzt zu prüfen, stellt man den senkrechten Schlitten 23 so ein, daß sich die Achse
46 in derjenigen Ebene befindet, in der sich die hintere Kegelfläche 18 und die
vordere Kegelfläche 19 des Radkörpers durchdringen sollen, wobei die genaue Lage
dadurch bestimmt wird, daß man zwischen die Sitzflächen 34 und 35 Lehrenblöcke der
richtigen Höhe einfügt. Der lotrechte Abstand zwischen der Sitzfläche 35 und der
Achse 46 hat nämlich einen bekannten Wert, ebenso wie der lotrechte Abstand zwischen
der Sitzfläche 34 und der oberen Auflage 62 des Halters 11 und die Höhe des Futters
14 zwischen der Fläche 62 und der Rückfläche 17 des Radkörpers bekannt sind. Unter
Umständen kann es erwünscht sein, auf dem Ständer 12 und dem senkrechten Schlitten
23 Teilung und Nonius anzubringen, ähnlich wie sie bei 42 und 43 veranschaulicht
sind, um den Schlitten 23 in seine richtige Höhenlage einzustellen, ohne Lehrenblöcke
zwischen den Sitzflächen 34 und 35 einzufügen.
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Der Querschlitten36 wird mit Hilfe von Teilung und Nonius 42, 43
so eingestellt, daß der Abstand der Achse 46 von der Achse des Radkörpers dem Sollwert
des Radius des Kreises entspricht, in welchem sich die vordere Kegelfläche 19 und
die hintere Kegelfläché 18 durchdringen. Auf diese Weise kann die Achse 46 zu diesem
Durchdringungskreis in eine Tangentialstellung gebracht werden. Der schwenkbare
Träger 44 wird mit Hilfe von Teilung und Nonius 47, 48 auf den Sollwert des Kegelwinkels
der Kegelflächel8 eingestellt, wie es Fig. 3 zeigt.
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Der zu prüfende Radkörper B wird nun in das Futter 14 eingesetzt.
Alsdann wird der Wagen 52 hin und her verschoben, um den Fühler 58 der Meßuhr auf
der hinteren Kegelfläche 18 des Radkörpers hin und her gleiten zu lassen, wobei
jede Abweichung von der Nullstellung der Uhr abgelesen wird. Die abgelesenen Werte
zeigen, ob und wie stark der Kegelwinkel oder die Lage der Kegelfläche 18 gegenüber
der hinteren Fläche 17 vom Sollwert abweichen, wobei man die Größe der Abweichung
trigonometrisch errechnen kann. Man stellt dann den schwenkbaren Träger 44 auf.
den Sollwert des Kegelwinkels der vorderen Kegelfläche 19 ein, wie es Fig. 1 zeigt,
und schiebt wiederum den Wagen 52 hin und her, damit die Meßuhr mit ihrem Fühler
die vordere Kegelfläche 19 des Radkörpers überfährt. Etwaige Abweichungen des Uhrzeigers
vom Nullwert werden dann abgelesen.
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Aus den abgelesenen Werten kann man dann den wirklichen Wert des Kegelwinkels
und der Lage der Kegelfläche bestimmen. Bei der Verstellung des schwenkbaren Trägers
44 von der in Fig. 3 gezeigten Lage in die Stellung der Fig. 1 durchläuft der Träger
die in Fig. 2 gezeigte mittlere Lage, in der die Laufschienen 54 und 55 lotrecht
stehen. Mit dieser Lage des Trägers 44 verwendet man das Meßgerät natürlich nur
dann, wenn das Werkstück eine zylindrische
Fläche hat, die mit dem
Fühler der Meßuhr überfahren werden soll.
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Das vorstehend erläuterte Meßverfahren stellt natürlich nur ein Beispiel
dar, das sich auf die Vermessung des besonderen Kegelradkörpers B bezieht, der in
den Zeichnungen wiedergegeben ist. Bei anderen Zahnradarten oder bei anderen Sollwerten
muß man bei der Vermessung etwas anders vorgehen. Handelt es sich z. B. um Zahnradkörper
mit einer zu vermessenden kegligen Stirnfläche, dann kann man die Achse 46 in die
Tangentiallage zu dem theoretischen Kreis einstellen, in welchem sich die keglige
Stirnfläche und die vordere Kegelfläche durchdringen. In anderen Fällen, in denen
die Sollwerte auch die Lage des theoretischen Kreises enthalten, in welchem eine
Kegelfläche eine ebene Fläche des Radkörpers durchdringt, dann kann man die Achse
46 tangential zu diesem Kreis einstellen, bevor man mit dem Fühler der Meßuhr die
Kegelfläche überfährt. In diesem Fall kann man gewünschtenfalls natürlich auch die
ebene Fläche überfahren.
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Handelt es sich darum, eine größere Anzahl gleicher Radkörper zu
prüfen, dann verwendet man einstellbare Anschläge 63 und 64. Jeder von diesen Anschlägen
wird von einer C-förmigen Klammer gebildet, die an dem vorwärts gerichteten Umfangsflansch
des Trägers 44 mit Hilfe einerKlemmschraube 65 (Fig. 3) befestigt ist. Jede dieser
Klammern hat einen nach hinten ragenden Stift 66 (Fig. 1), der sich an einen ortsfesten
Anschlag 67 des Querschlittens 36 legen kann. Nachdem man zunächst die Klemmschrauben
gelöst hat, stellt man den Anschlag 63 so ein, daß er an dem Anschlag 67 anliegt,
wenn der schwenkbare Träger 44 auf den Kegelwinkel der hinteren Kegelfläche des
Radkörpers eingestellt ist, und der Anschlag 64 wird in Anlage an dem ortsfesten
Anschlag gebracht, wenn der Träger 44 auf den Kegelwinkel der vorderen Kegelfläche
eingestellt ist. Handelt es sich darum, zahlreiche Radkörper verschiedener Baumuster
zu prüfen, so daß das Gerät häufig umgestellt werden muß, dann empfiehlt es sich,
zum Einstellen der Schlitten 23 und 36 und des Trägers 44 Musterradkörper statt
der Lehrenblöcke 34, 35, 42, 43, 47 und 48 zu verwenden.
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PATENTANSPROCHE: 1. Prüfvorrichtung für Kegelradkörper mit einem
auf einem Grundgestell angebrachten Halter für den Radkörper, der die Lage der Achse
und einer Stirnfläche des Radkörpers festlegt, und mit einem weiteren Halter, an
dem ein Träger einstellbar befestigt ist, der um eine senkrecht zur Achse des Radkörpers
verlaufende Einstellachse verschwenkbar ist und ein Meßgerät trägt, das zum Uberfahren
einer Kegelfläche des Radkörpers geradlinig verschiebbar ist, und zwar entlang einer
Linie, die in einer durch die Achse des Radkörpers hindurchgehenden und auf der
Einstellachse senkrecht stehenden Ebene liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das am
Träger (44) festgemachte Meßgerät (52, 57, 58) auf dem Radkörper (B) entlang einer
die Einstellachse schneidenden Geraden verschiebbar ist und durch Verstellen des
Halters (36) gegenüber dem Halter (11) für den Radkörper die Einstellachse (46)
als Tangente an die theoretische Schnittlinie einer Kegelfläche (19) mit einer anderen
Fläche (18) des Radkörpers einstellbar ist.