DE1949319A1 - Werkstueckpruefgeraet fuer Verzahnungsmaschinen - Google Patents

Werkstueckpruefgeraet fuer Verzahnungsmaschinen

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Description

"Werkstückprüfgerät für Verzahnungsmaschinen"
Die Erfindung Dezieht sich auf ein Prüfgerät, das frei einer Verzahnungsmaschine prüft, ob das selbsttätig zugeführte und auf die Werkstückspindel aufgebrachte Werkstück die richtige Stellung einnimmt, also sowohl fest auf der Werk« stückspindel sitzt als auch die richtige Winkelstellung ein« nimmt. Ist das Prüfungsergebnis unbefriedigend, dann setzt die Prüfvorrichtung die selbsttätige Arbeitsweise der Ma« schine still, bevor irgendein Schaden eintreten kann.
Die Erfindung hat sich besonders bei einer Verzahnungen maschine mit mehreren Verzahnungsstellen bewährt, bei denen die Werkstücke selbsttätig zu» und abgeführt und zwischen den Arbeitsstellen übertragen werden. Bei Maschinen dieser Art kommt es nicht nur darauf an, daß die Rohlinge und die Werkstücke richtig auf die Spindeln aufgebracht werden; ebenso wichtig ist es, daß das Werkstück in eine genau bestimmte Winkelstellung gelangt, damit ein und dasselbe Zahnprofil mehrmals und an mehreren Arbeitsstellen bearbeitet werden kann. Ist das Werkstück beispielsweise geschruppt, dann ist es erforderlich, die Zahnprofile der geschruppten Zähne und
. Zahnlücken des Werkstücks noch einmal spanabhebend zum
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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann
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Schlichten zu bearbeiten. Auch kann das Schlichten an zwei verschiedenen Maschinen ausgeführt werden, indem an der einen Ar« beitsstelle nur die eine. Seite einer jeden Zahnlücke und dann an einer zweiten Arbeitsstelle die gegenüberliegende Zahnflanke jeder Zahnlücke geschlichtet wird· Das kann mit sehr hoher Geschwindigkeit geschehen. Auf jeden Fall ist es dabei erfor» derlich, daß das Werkstück in seiner Lage, insbesondere seiner Winkellage mit großer Genauigkeit beim Überführen von der einen zur anderen Arbeitsstelle eingestellt wird. Wird diese Förde« rung nicht erfüllt, dann spricht die Prüfvorrichtung nach der Erfindung auf die unrichtige Stellung des Werkstücks an und setzt die weitere selbsttätige Arbeitsweise der Maschine still.
Die Vorrichtung nach der Erfindung prüft also die richtige Stellung eines Werkstücks, in die es bei der Überführung von einer Verzahnungsstelle zur anderen gebracht wird. Diese Vorrichtung ist dicht an der Werkstückspindel angeordnet, so daß sie die Prüfung durchführen kann, während das Werkstück von der Werkstückspindel aufgenommen wird, um anschließend bearbeitet zu werden» Die Prüfvorrichtung hat einen Vorsprung, der die richtige Winkelstellung des Werkstücks abfühlt, von der es abhängt, ob der an gegenüberliegenden Zahnflanken zu zerspanende Werkstoff richtig über die Zahnflanken verteilt wird. Die Prüfvorrichtung ist mit einer Rückmeldeeinrichtung versehen, die mit Luftdruck betrieben wird und das Prüfungsergebnis rückmeldet. An sich sind Anordnungen bekannt, um die Aufteilung des Werkstoffs auf verschiedene Werkzeuge zu bestimmen, und zwar sowohl von Hand bediente als auch mechanische Anordnungen, vgl. USA«Patent 2 782 689. Demgegenüber bedeutet die Prüfvorrichtung nach der Erfindung eine Verbesserung, welche die Möglichkeit bietet, die Prüfwirkung als ein Teil der pneumatischen Rückmeldeanlage der Maschine auszuführen.
Diese und weitere Erfindungemerkmale seien nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist· In diesen zeigen
Fig· 1 eine gohaubi1dllohe Ansicht einer Zwillingskegel« radverzahnungsmasohine mit zwei Verzahnungsstellen, wobei das
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Werkstück von der einen Verzahnungsstelle zur anderen über« führt werden kann, um an diesen getrennten Verzahnungsstel« len bearbeitet zu werden, wobei die Figur eine Einrichtung zum Ein« und Austragen und Überführen der Werkstücke zeigt, und zwar zusammen mit einer Steueranlage für diese Einrichtung,
Fig. 2 einen schematischen Grundriß einer Kegelradver« zahnungsmaschine mit einer Einrichtung zum Überführen des Werkstücks zwischen drei getrennten Stellungen, nämlich zwei Verzahnungsstellen und einer Zulieferstelle, die durch einen Förderer bedient wird,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Anordnung zum Ein·« und Ausbringen der Werkstücke, die zwi« sehen den drei Stellen tätig ist, von'denen nur eine einzige der spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks dient,
Fig. 4 die Werkstückprüfvorrichtung nach der Erfindung im Grundriß in Anwendung auf Maschinen der Fig. 1-3 zum selbsttätigen Prüfen der Winkellage und des Sitzes des Werk« Stücks auf seiner Werkstückspindel und
Fig. 5 den in Richtung der Pfeile 5 der Fig. A gezeigten Aufriß.
Die in den Fig. 1 und zwei gezeigte Zwillingsverzahnungsmaschine dient der Fertigung von Hypoidritzeln, insbesondere für die Kraftfahrindustrie· Diese Zwillingsmaschine hat zwei Arbeitsstellen 10 und 12. An jeder von diesen befindet sich eine Werkstückspindel zur Aufnahme des Werkstücks» Das Werk·· stücke wird dabei durch bekannte Einrichtungen aufgespannt und ausgespannt. Das ganze Werkstückspindelaggregat wird da« bei selbsttätig in die richtige Stellung zur Bearbeitung der Werkstück duroh Messerköpfe 14 gebracht. Zwischen den beiden Arbeitsstellen der Zwillingsmaschine befindet sich eine Ein« richtung l6 zum Ein« und Austragen und Überführen der Werk« stücke. Diese wirkt selbsttätig und führt die Werkstücke jeder der beiden Arbeitsstellen 10 un 12 zu und wieder ab und überführt sie zwischen diesen Arbeitsstellen sowie zwi« sehen der Zwillingsmaschine und einem Förderer oder anderem Zulieferer. Die Ein« und Austrage« und Überführungseinrich« tung 16 enthält einen Revolverkopf 18, der gehoben und ge« senkt werden kann, um die Werkstücke an den getrennten Ar«
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beitsspielen in einer in bestimmter Folge einanderfolgenden Vorgängen anzuheben und abzusenken. Auch läßt sich der Revolverkopf 18 um seine eigene lotrechte Achse derart drehen, das er seine Arme 20 zwischen den Arbeitsstellen hin-und her« verschwenkt. Auch veranschaulicht Fig. 1 eine Steueranlage 300, welche selbsttätig die einanderfolgenden Vorgänge steuert, die durch die Zwillingsverzahnungsmaschine ausgeführt werden.
Wie die Einrichtung zum Ein- und Austragen und Überführen der Werkstücke wirkt, ersieht man aus den Fig. 2 und 3. In der in Fig· 2 gezeigten Verzahnungsanlage sind zwei Maschinen A und B derart einander zugeordnet, daß sie eine Zwillingsanlage bilden, die entweder aus zwei Schruppmaschinen oder aus zwei Schlichtmaschinen oder aus einer Schruppmaschine und einer Schlichtmaschine bestehen. Die Maschinen A und B haben Verzahnungsstellen 10 und 12. Die Einrichtung 16 zum Ein« und Ausbringen und Überführen der Werkstücke ist so zwischen den breiten Stellen 10 und 12 gelegen, daß sie noch eine dritte Stelle 24 bedient, an der die neuen Rohlinge zugeführt und die fertigen Werkstücke abgeführt werden. Diese dritte Stelle 24 kann die Rohlinge von einem Förderer 26 empfangen, der vor jedem Üherführungs*»Arbeitsspiel einen , neuen Rohling zur Station 2k vorbringt. Derselbe Förderer kann die fertigen Werkstücke übernehmen, die am Ende eines jeden Verzahnungsarbeitsspiels von der Verzahnungsstelle 12 zur Stelle 24 überführt werden. An jeder der beiden Verzahnungsstellen 10 und 12 befindet sich ein Werkstüokspinde!aggregat, welches das Werkstück bei seiner Bearbeitung dem um lau fen«, den Messerkopf darbietet. Diese Werkstückspindelaggregate 28 und 30 sind gegenüber dem Werkzeug 14 verstellbar. Die Einrichtung zum Herbeiführen dieser Verstellung gehört nicht zur Erfindung und bedarf daher keiner eingehenden Erläuterung. Jedenfalls ist jede der Werkstüokspindeln der beiden Aggregate 28 und 30 derart schwenkbar, daß sie wahlweise eine Stellung zum Bearbeiten des Werkstücks und eine Stellung zu« Ein- und Austragen des Werkstücks einnehmen kann. Diese Stellung zum Ein- und Austragen des Werkstücks befindet eich unmittelbar unter Werkstückhaltern, die von getrennten Armen 32 und 34
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der Einrichtung l6 getragen werden. Diese Einrichtung zum Ein« und Ausbringen und Überführen der Werkstücke läßt die Arme um die lotrechte Achse des Revolverkopfes 18 hin« und herschwin» gen. Der Arm 32 geht dabei nur zwischen den Bearbeitungsstellen 10 und 12 hin und her und der Arm 3k nur zwischen den Stel« len 12 und 24t, während der dritte Arm 36 nur zwischen der Zu« lieferstelle 2h und der ersten Bearbeitungsstelle 10 hin«- und herschwingt. Die getrennten Arme 32,34t und 36 können daher mit verschiedenen Arten von Werkstückhaltern ausgerüstet werden, die sich hinsichtlich ihrer Bauart und Wirkung derart unter«» scheiden, daß sie Werkstücke in verschiedenem Bearbeitung^·» zustand aufzunehmen vermögen.
Fig. 3 zeigt in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstel« lung, daß die Einrichtung zum Ein» und Austragen und Über»· führen der Werkstücke auch an einer Einze!maschine A zum Ver» zahnen von Werkstücken verwendet werden kann. Diese Maschine hat nur eine einzige Bearbeitungsstelle 10 für jedes Werkstück. Indessen ist eine Zwischenstelle 38 vorgesehen, an der die Werkstücke vorübergehend verbleiben, bis sie zur Bearbeitung« stelle 10 vorrücken können» Ist dort die Bearbeitung des Werkstücks beendet, dann wird dieses vom Arm Jh zum Förderer 26 überführt und von diesem aufgenommen und fortgebracht. Die Einrichtung zum Ein·« und Austragen und Überführen der Werk» stücke kann also auch bei einer Einzelmaschine dem Zweck die« nen, die Werkstücke selbstständig von einer Zulieferstelle über eine Bearbeitungsetelle zu einer dritten Stelle zu for» dem, wo sie dann ausgetragen werden. "
Jeder der Arae 20 der Einrichtung zum Ein» und Austragen und Überführen der Werkstücke ist also mit einem Werkstück·» halter ausgerüstet, und zwar dicht am Ende des Armes. Dieser Werkstückhalter ergreift einen Rohling oder ein Werkstück zur Übertragung von der einen Arbeitsstelle zur anderen. Weist die Einrichtung 16 drei Arne 32, 34t und 26 auf, wie es Flg. 2 zeigt, dann können drei verschiedene Arten von Werkstuokhaltern für diese drei Arme vorgesehen sein« Die Anordnung eignet sich dann für die Zwillingsmaschine der Fig. 2 mit zwei Verzahnungsstellen und einer dritten Zu«
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lieferstelle. Der einfachste Werkstückhalter ist so ausgestal-* tet, daß er Rohlinge fördern kann, die noch nicht bearbeitet sind und von dem Förderer oder einer anderen Zulieferstelle zur ersten Verzahnungsstelle überführt werden. Dieser einfache Werkstückhalter läßt sich auch verwenden, um geschruppte Ritzel von einem Förderer oder einer Zulieferstelle einer Zwischen« stelle zuzuführen, wie sie in Fig. 3 bei 38 gezeigt ist»
Die zweite Art von Werkstückhaltern enthält eine Einrich» tungy um ein Hypoidritzel—Werkstück, das zuvor geschruppt wor« den ist, in die richtige Winkelstellung zu bringen. Diesem Zweck dienen ein oder mehrere Zapfen, die beim Aufnehmen des Werkstücks in eine schraubenförmige Zahnlücke des Werkstücks eintreten und daher bei der axialen Verschiebung des Werkstück« halters auf dem Werkstück dieses um einen begrenzten Winkel drehen. Diese Art von Werkstückhaltern verwendet man zum For*, dern geschruppter Werkstücke, die zu.einer Verzahnungsstelle zum Schlichten zu überführen sind. Diese Überführung kann zwischen einer Zulieferstelle, etwa einem Förderer, und der ersten Verzahnungsstelle erfolgen oder auch zwischen einer Zwischenstelle und einer einzigen dem Schlichten dienenden Verzahnung s s te He»
Die dritte Bauart von Werkstückhaltern ist mit einer be·· sonderen Einrichtung zum Drehen des Werkstücks ausgerichtet, um dieses dadurch sehr genau in die richtige Winkellage zu überführen, während das Werkstück von einer dem Schlichten dienenden Verzahnungsstelle zu einer zweiten dem weiteren Schlichten dienenden Verzahnungestelle überführt wird. Dabei ist die genaue Winkelstellung des Werkstücks sehr wichtig, weil das Hypoid«Werkstück an der einen Verzahnungsstelle nur zum Teil geschlichtet ist und die Schlichtarbeit an der zwei« ten Verzahnungsstelle vervollständigt werden soll. Dabei kommt es darauf an, daß jede der zum Teil gesehlichteten Zahnlücken in genauer Winkelstellung dem Messerkopf der zweiten Verzahnungsstelle dargeboten wird, damit sich ein hoohwertiges Er* Zeugnis ergibt. Die am Werkzeughalter vorgesehene Einrichtung zum Drehen des Werkstüoks in die richtige Lage wird sorgttltig gesteuert und eingestellt, damit sie das Werkstück bei der
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Überführung zwischen den Bearbeitungsstellen genau einstellen kann.
Das neue Werkstückprüfgerät 400, Fig. 4 und 5, prüft nun gleichzeitig, ob sich das bereits bearbeitete Werkstück in der richtigen Winkelstellung befindet, damit sich die richtige Auf» teilung des zu zerspanenden Werkstücks auf die beiden Schlicht·· messerköpfe ergibt, und ob das Werkstück richtig auf der Werkstückspindel sitzt. Jede der Verzahnungsstellen der Zwillinge«» Verzahnungsmaschine ist mit einem solchen Werkstückprüfgerät ausgerüstet. Denn diese Maschine macht es erforderlich, daß das bereits bearbeitete Werkstück für die nachfolgende Bearbeitung in die richtige Winkellage gebracht wird. Das besorgt nun be* reits, wie oben erläutert,die Einrichtung 16 zürn Ein« und Aus« tragen und Überführen der Werkstücke selbsttätig. Denn durch sie wird das Werkstück bei der Überführung von der einen Ver— zahnungsstelle zur näohsten in eine genau bestimmte Winkelstein lung gedreht. Dennoch ist es erwünscht, noch besonders nachituprüfen, ob das auch richtig geschehen ist. Diesem Zweck dient das Werkstüokprüfgerät 400. Es überprüft jedes Werkstück während dessen Aufbringen auf die Werkstückspindel an der Verzahnungsstelle.
Das Prüfgerät 400 hat ein Gehäuse 402, das auf dem Werk«· stückspindelkopfaggregat der Maschine angebracht ist. An diesem Gehäuse ist *m einen lotrechten Zapfen 406 schwenkbar ein Arm 404 gelagert,so daß er in Richtung auf das Werkstück 40Θ oder vom diesem zurück schwingen kann. Dieser Arm trägt einen Vorsprung 410, der so gestaltet und bemessen ist, daß sich das Werkstück beim Aufbringen auf die Werkstückspindel mit einer zuvor an ihm angebrachten Nut auf diesen Vorsprung aufschiebt. Das geschieht, nachdem der Arm 404 bis in seine Aem Werkstück zugewandte Grenzstellung verschwenkt ist.
Der Arm 404 ist nun mit einem der Rückmeldung dienenden Luftkanal 402 versehen, der eine Mündung 415 hat» Ist das Werkstück beim Aufbringen auf die Werkstückspindel in die richtige Stellung gelangt, in der es statt aufsitzt und mit seiner auf den Vorsprung 410 aufgeschoben ist, dann versperrt das
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¥erkstück die Mündung 413 an seiner Fersenfläche, Der Kanal 412 ist durch eine Leitung.415 mit einer Rückmeldeanlage verbunden, die selbsttätig den Arbeitsablauf der Maschine mittels eines Fühlorgans steuert, das von einem auf den Luft«· druck ansprechenden elektrischen Schalter 450 gebildet wird. Der Kanal 412 steht ständig mit einer Luftdruckquelle 432 in Verbindung, Nur wenn die Mündung 413 durch das Werkstück verschlossen ist, herrscht in den Leitungen 412 und 415 ein Luftdruck, der hoch genug ist, damit der Schalter 430 an« spricht und einen Motor 434 in Gang setzt, der seinerseits
die Arbeitsvorgänge der Maschine bewirkt.
Bleibt aber die Mündung 413 offen, weil das Werkstück seine Sollstellung auf der Spindel nicht erreicht hat, dann spricht der Schalter 430 nicht an und schaltet die Maschine nicht wieder ein, so daß die weiteren Arbeitsgänge unter» bleiben und kein Schaden entsteht.
Der Arm 404 prüft die Stellung des Werkstücks in -doppelnter Hinsicht, nämlich erstens darauf, ob die zuvor in das Werkstück an der Fersenfläche eingefräste Nut die richtige Winkelstellung einnimmt, und zweitens, ob das Werkstück satt aufsitzt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel schwingt der Arm 404 in einer waagerechten Ebene unter der Fersenfläche des Werkstücks derart hindurch, daß er die Mündung 413 des Kanals 412 in eine lage bringt, in der sich das Werkstück Bit seiner unteren Fläche 414 auf die Mündung aufsetzt. Dank dieser Anordnung erfolgt die Rückmeldung der richtigen Werkstückstellung erst dann, wenn sich das Werkstück mit seiner eingefrästen Nut mit deren voller Tiefe auf den Vor« sprung 411 aufgeschoben hat. Das kann aber nur geschehen, wenn das Werkstück die richtige Winkelstellung einnimmt. Anderenfalls verhindert der Vorsprung 410, daß das Werkstück weit genug herabgeht, um die Mündung 413 zu verschließen. Dann wird im Rückmeldekanal 412 nicht der volle Luftdruck aufgebaut, und die Steueranlage nicht weiter betrieben, so daß die Maschine nicht weiterläuft.
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Der Antrieb des Armes 404 erfolgt durch einen Tauchkolben 4i6, wenn er in der Zylinderbohrung 418 mit dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt wird. Dieses wird von derselben Druckleitung aus zugeführt, die das Ausspannen der Werkstücke von den Arbeitsspindeln bewirkt. Infolgedessen wird der Arm 404 . jedesmal dann in die Prüfstellung verschwenkt, wenn ein Werk·· stück von der Vorrichtung 16 ergriffen und angehoben wird. Ist das angehobene Werkstück zur nächsten Stelle verschwenkt, dann wird ein neues Werkstück auf die Spindel abgesenkt. Wan« rend das geschieht, prüft nun das Gerät 400, ob das neue Werk»* stück die richtige Winkellage einnimmt und den richtigen Sitz auf der Spindel gegenüber dem zugehörigen Messerkopf erreicht. Der Arm 404 kann durch Schalten der Zylinderkammer 418 auf Abfluß zurückgezogen werden, bevor das geprüfte Werkstück spanabhebend bearbeitet wird« Der Rückzug des Armes erfolgt dabei durch eine Feder 420 in einer besonderen zylindrischen Bohrung. Diese Feder sucht eine am Arm 404 angreifende Stange 422 vom Werkstück zurückzuziehen.
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Claims (7)

  1. Patentanmeldungs "Werkstückprüfgerät für Verzahnungsmaschinen"
    PATENTANSPRÜCHE
    l.J Gerat an einer VerzahiiungsfflasGbittezuffl Prüfen der-Stel« lung des auf der Werkstückspindel aufgespannten Werkstücks, das bereits verzahnt ist und weiterbearbeitet werden soll, gekennw zeichnet durch einen auf das Werkstück (408) zu und von ihm fort lenkbaren Arm (404) mit einem Vorsprung (410) zum Eingreifen in eine zuvor an dem Werkstück angebrachte Nut und weiter gekennzeichnet durch einen an dem Arm vorgesehenen Rückmelde«- Luftkanal (412) mit einer durch das Werkstück bei richtiger Stellung versperrten Mündung (4-15) in Verbindung; mit einem Fühlorgan (4J0) r das den Luftdruck in ä&m RÜiekmeIdekanal {M2) abfühlt, der mit einer Luftdruckquelle f%52) kommuniziert, so daß das Rückmeldeorgan darauf anspricht, wenn entweder bei mangelhafte» Sitz des Werkstücks auf der Werkstückspindel oder bei einer fehlerhaften, das Eintreten des Vorsprungs in die Nut verhindernden Winkelstellung des Werkstücks die Kanalmündung; (413) offenbleibt.
  2. 2. Prüfgerät nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (404) durch einen hydraulischen Antrieb (4i6ff in Richtung auf das Werkstück (408) ver*ohwenkbsr ist«
  3. 3, Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Antrieb (4i6, 418) des Armes (404) bedienende
    Q0983B/1073
    Patentanwälte Dipl.-Fng. Martin Lichf, Dipl.-Wirtsch.-lng, Axel Hansmann> Dipl.-Pfiys. Sebastfan Herrmonrv
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    Druckmittelquelle auch eine Einrichtung zum Ausspannen des auf der Werkstückspindel (10, 12) sitzenden Werkstücks (408) oedient, so daß der Arm (404) in die Prüfstellung schwingt, während das Werkstück ausgespannt und von der Werkstückspin« del abgehoben wird und bevor das nächste Werkstück auf die Werkstückspindel aufgesetzt wird.
  4. 4. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (406) des Armes (404) lotrecht angeordnet ist und die waagerechte Ebene, in der der Arm schwingt, unter dem auf der lotrechten Werkstückspindel (lO, 12) eingespannten Werkstück (408) verläuft.
  5. 5. Prüfgerät nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (413) des Luft-Rückmeldekanals (412) eine solche Stellung gegenüber dem Arm (404) und dessen Vorsprung (410) einnimmt, daß sie nur dann von einem Teil (&4) des Werkstücks verschließbar ist, wenn der Vorsprung (410) beim Aufsetzen des Werkstücks auf die Spindel (10, 12) in die Nut eintritt.
  6. .6. Prüfgerät nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (413) des Rückmeldekanals so gelegen ist, daß sie das Kegelradwerkstüok an dessen Ferse berührt.
  7. 7. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Wirkungsweise der Verzahnungsmaschine durch das Fühlorgan (430) stillsetzbar ist, wenn das Fühl« organ auf Offenbleiben der Mündung (413) des Rückmeldekanals anspricht.
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    L e e r s e i t e
DE1949319A 1968-10-01 1969-09-30 Prüfgerät fur die Lage und Dreh stellung des Werkstucks auf der Werk stuckspindel an einer Kegelrad Ver zahnungsmaschine Expired DE1949319C3 (de)

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DE (1) DE1949319C3 (de)
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GB (1) GB1223827A (de)
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