DE2504858B2 - Lehrzahnrad - Google Patents
LehrzahnradInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lehrzahnrad zum Prüfen
des Zahnflankeneingriffs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein bekanntes Lehrzahnrad dieser Art verwendet zum Überprüfen des Zahnflankeneingriffs beim Abwälzen mit Kontaktanschlüssen versehene Zähne, an deren
Flanken leitendes und isolierendes Material parallel zueinander lamellenförmig angeordnet sind. Dieses
bekannte Lehrzahnrad kann jedoch den Zahnflankeneingriff lediglich in einer einzigen Richtung überprüfen,
jedoch nicht in einer hierzu senkrechten Richtung. Ferner ist es mit dem herkömmlichen, lameliierten
Lehrzahnrad, bei dem der Abstand zwischen den leitenden Schichtungen wegen technischer Grenzen bei
der abwechselnden lamellenförmigen Anordnung von Metalleiter und Isoliermantel mindestens 1 mm sein
muß, schwierig, eine Untersuchung des Zahnflankeneingriffs selbst in dieser genannten Richtung mit ausreichender Genauigkeit vorzunehmen. Darüber hinaus ist
ein herkömmliches lamellenförmiges Lehrzahnrad, das in üblicher Weise mit Harz isoliert ist einer beträchtlichen Reduzierung der Prüfgenauigkeit wegen der
thermischen Ausdehnung oder thermischen Deformation des verwendeten Harzes unterworfen, so daß es
notwendig ist diese Lehre bei einer bestimmten zu überwachenden Temperatur zu verwenden. Aus diesen
Gründen sind die herkömmlichen Lehrzahnräder zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs für die Massenproduktion von Zahnrädern mit hoher Meßgenauigkeit
unbefriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Lehrzahnrad zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs von rotierenden Zahnrädern zu schaffen, das den Zahnflankeneingriff sowohl parallel als auch senkrecht zur Flankenlinie
gleichzeitig und mit hoher Genauigkeit und ohne Zuhilfenahme einer Impulssteuerung mittels eines
Kleincomputers oder ähnlichem prüfen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im s Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst
Das erfindungsgemäße Lehrzahnrad kann somit die strengen Anforderungen, die bei der Entwicklung
derartiger Lehren zum Überprüfen des Zahnflankenein
griffs gefordert werden, erfüllen. Da dieses Lehrzahnrad
den Zahnflankeneingriff in zwei zueinander senkrechte Richtungen gleichzeitig überprüfen kann, kann diese
Prüfung mit höherer Genauigkeit ausgeführt werden. Ferner ist sein Einsatz von der Umgebungstemperatur
is unbeeinflußt und unabhängig. Darüber hinaus macht das
von Zahnrädern mit einheitlicher Maßgenauigkeit in
beiden Richtungen möglich.
sind Profillehren bekannt die zur Prüfung des Profiles eines TurbijienschaufeJbJattes dienen. Im ersten Falle ist
diese Profillehre an ihrer dem zu prüfenden Schaufelblatt gegenüberliegenden Oberfläche zwar mit in zwei
zueinander senkrechten Koordinaten angeordneten
Meßstellen in Form von Kondensatorplatten versehen,
die von einer Deckschicht überzogen sind. Bei der Prüfung wird das zu überprüfende Schaufelblatt jedoch
in einem bestimmten konstanten Abstand der Profillehre gege.iüber angeordnet Dabei bildet das Schaufelblatt
die andere Kondensatorplatte, die allen in den Koordinaten angeordneten Kondensatorplatten gemeinsam ist Bei der Profilprüfung wird entsprechend
den unterschiedlichen Kapazitäten der einzelnen Kondensatoren die Abstandsänderung in einzelnen
Bereichen gemessen und dabei die Profilabweichung des zu überprüfenden Schaufelblattes festgestellt
Im zweiten Falle wird das Schaufelblatt zwischen mehreren im Abstand angeordneten Meßblöcken
gelagert die je eine Reihe von Kontaktstiften besitzen,
ίο die so angeordnet sind, daß ihre Spitzen die gewünschte
Profilkontur grob nachzeichnen. Während der Messung werden die Meßblöcke von beiden Seiten an das zu
überprüfende Schaufelblatt herangeschoben, bis die Spitzen der Meßstifte das Schaufelblatt berühren. Bei
Abweichungen vom gewünschten Profil, das durch die Anordnung der Meßstifte vorgegeben ist entsteht
zwischen dem Meßstift und dem gegenüberliegenden Oberflächenpunkt des Schaufelblattes ein Spalt der
dadurch bestimmt wird, daß der bei Anlegen einer
die Prüfung im stationären Zustand von Profillehre und
zu prüfendem Körper; jede Profillehre hat ein dem zu
prüfenden Körper komplementäres Profil, so daß nur
Körper mit ein und demselben Profil geprüft werden können; die Prüfung erfolgt nicht durch direkten
allflächigen Berührungskontakt sondern durch Abstandsbestirnmungen, und diese bekannten Profillehren
sind nur für relativ große Körper und damit zur Messung von nur relativ weit auseinanderliegenden
Oberflächenpunkten geeignet
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entneh
men, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt
F i g. 1 in schematischer perspektivischer Ansicht und
in vergrößerter Darstellung einen Zahn einer herkömmlichen,
lamellenförmigen Lehrzahnrades zum Prüfen des
Zahnflankeneingriffs, senkrecht zur Flankenlinie,
F i g. 2 in schematischer perspektivischer Ansicht und
in vergrößerter Darstellung einen Zahn eines Lehrzahnrades zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs parallel zur
Fiankenliiiie,
Fig.3, 4, 6 u. 7 in schematischer perspektivischer
Ansicht und in vergrößerter Darstellung jeweils e;nen Zahn eines Lehrzahnrades gemäß mehreren Ausführungsbeispiele
der Erfindung zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs parallel und senkrecht zur Flankenlinie,
F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie A-A der F i g. 4,
F i g. 8 einen Schnitt längs der Linie Ä-ßder F i g. 7,
F i g. 9 in schematischer Ansicht ein Lehrzahnrad, das gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung mit einem Kontaktfühler versehen ist und
Fig. 10 eine schematische, das Prinzip zum Prüfen
des Zahnflankeneingriffs aufzeigende Darstellung.
Bevor das Lehrzahnrad bzw. die Zahnradlehre gemäß der Erfindung beschrieben wird, sei ein herkömmliches
Lehrzahnrad bzw. Zahnradlehre und seine bzw. ihre prinzipielle Arbeitsweise im einzelnen erklärt
Beim herkömmlichen Verfahren zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs wird ein lamellenförmiges Lehrzahnrad
mit einem Kontaktteil, dessen jeweils übernächste Schichten bzw. Reihen aus einem metallischen
Leiter bestehen, und mit einem Isolierteil verwendet
Wie in F i g. 1 dargestellt, sind die Teile 2 beim herkömmlichen, lamellenförmigen Lehrzahnrad die
leitenden Schichten, während die Teile 3, die abwechselnd
mit den leitenden Schichten angeordnet sind, die Isolierschichten zum Isolieren der leitenden Schichten
sind, wenn an das Lehrzahnrad Spannung angelegt wird. Die Leiter 2 sind mit einem nicht dargestellten
Verbindungsteil verbunden, das seinerseits mit dem Fühler im Zahnflankengriffs-Prüf sy st em verbunden ist.
Die prinzipielle Arbeitsweise wird anhand der Fig. 10
erläutert Wenn der Zahn eines Lehrzahnrades 9, das eine elektrische Ladung trägt mit dem Zahn eines
Zahnrades 10, dessen Zahnflankeneingriff geprüft werden soll, in Kontakt kommt fließt ein Strom
zwischen den beiden. Dadurch wird ein elektrisches Signal an einer Klemme des am Lehrzahnrad 9
befestigten Verbindungsteils erzeugt und dieses Signal wird über das Verbindungsteil des Fühlers im Zahnflankeneingriffs-Auswählsystem
übertragen und so der Zahnflankeneingriff des Prüfzahnrades abgetastet Dies ist die prinzipielle Arbeitsweise eines herkömmlichen,
lamellenförmigcn Lehrzahnrades zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs.
Da, wie aus der vorstehenden Beschreibung und der F i g. 1 ersichtlich, das den Zahnflankeneingriff überprüfende
Kontaktzahnrad des herkömmlichen, lamellenförmigen Lehrzahnrades aus mehreren Teilen besteht
nämlich aus Leitern und Isolatoren mit Schichtungen senkrecht zur Flankenlinie des Zahns, d. h. in Richtung
des Doppelpfeils b in Fig. 1, ist es zwar möglich, den Zahnflankeneingriff in Richtung des Doppelpfeils b zu
untersuchen, jedoch unmöglich, den Zahnflankeneingriff in einer Richtung senkrecht dazu, also in Richtung des
Doppelpfeils a in F i g. 1 zu prüfen.
Wenn das Lehrzahnrad aus lamellenförmigen Leitern 2 und Isolatoren 3 gemäß F i g. 2 hergestellt ist, ist es
nicht möglich, den Zahnflankeneingriff in Richtung des Doppelpfeils b zu prüfen.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt um die o.g. Nachteile herkömmlicher Lehrzahnräder zum
Prüfen des Zahnflankeneingriffs zu vermeiden, wobei der eingreifende Teil des Lehrzahnrads aus Isoliermaterial
aufgebaut ist auf dessen Oberfläche in regelmäßigen Abständen eine Vielzahl von leitenden Fühlern
sowohl in Richtung des Doppelpfeils a als auch in Richtung des Doppelpfeils b angeordnet ist
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
ίο Beim in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die Oberfläche des mit Kontaktanschlüssen versehenen Zahnes zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs mit einer
gitterförmigen Isolierschicht 4 versehen, derart daß die freien bzw. ausgesparten Bereiche ein Feld rechteckförmiger
oder quadratischer leitender Meßfühler 5 sowohl in Richtung des Doppelpfeils a als auch in Richtung des
Doppelpfeils b bilden könnea Die leitenden Fühler 5 sind über leitende Teile oder Drähte 6 mit einem
Anschlußteil 1 verbunden, das das elektrische Signal überträgt Wenn die Isoliierschicht 4 aus einem Material
besteht, das annähernd denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten
wie Stahl besitzt so ist dies vorteilhaft weil es dann beim Messen eines Stahlzahnrads
keiner Überprüfung bzw. Steuerung der Temperatür bedarf. Solch ein Material ist beispielsweise der
keramische Stoff Forsterit (2 Mg SiOz), der einen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten von
10,6 χ 10-6/" besitzt
Bei einem anderen, in den Fig. 4 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein leitendes Muster auf die Oberfläche eines dünnen Keramikbandes
aufgedruckt Solche Bänder sind in mehreren Schichten zusammengesintert, wobei sie schmale lamellare Keramikstreifen
7 bilden, mil: denen leitende Drähte 6 zur Bildung eines leitenden Musters verbunden sind. Es
werden dann eine Vielzahl rechteckförmiger leitender
Meßfühler 5' an den lamellaren Streifen 7 derart durch Hartlöten befestigt daß die leitenden Drähte 6 mit den
Fühlern 5' in leitender Verbindung sind. Eine Vielzahl solcher schmaler Streifen 7 wird, wie in Fig.4
dargestellt auf die Zahnoberfläche geklebt. Nach dem Schleifen der Zahnform ist ein lamellarer Zahn bzw. ein
genaues Zahnrad geschaffen. In dem so hergestellten lamellaren Lehizahnrad sind die rechteckförmigen
leitenden Fühler 5' sowohl in Richtung des Doppelpfeils a als auch in Richtung des Doppelpfeils b im Abstand
voneinander angeordnet
Bei einem weiteren, in F i g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das lamellare Lehrzahnrad
aus Stahl hergestellt. Längs der Zahnoberfläche sind mehrere Hohlkehlen oder Rillen 8 eingearbeitet in die
die leitenden Drähte 6 eingebettet sind. Meßfühler 5" sind als Vorspränge an einer Isolierplatte 4' ausgebildet.
Die Fühler 5" und die Leiter 6 sind miteinander verbunden und auf die Oberfläche des Zahnes geklebt.
Es wird dann die Oberfläche des Zahnes in ihre endgültige Form geschliffen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den F i g. 7 und 8 sind mehrere Rillen 8
längs der Zahnoberfläche in derselben Weise, wie beim vorhergehenden Beispiel dargestellt, eingearbeitet
Isolierte Leiter 6 sind in diese Rillen 8 eingelegt bzw. eingebettet und Meßfühler 5'" sind mit diesen Leitern 6
verbunden. Die Fühler 5'" ragen nach außen vor; synthetisches Harz 4" wird auf die Oberfläche des
Zahnes gegossen, wobei eine Isolierschicht gebildet wird.
Wie in F i g. 9 dargestellt wird ein Lehrzahnrad durch
Wie in F i g. 9 dargestellt wird ein Lehrzahnrad durch
Einbau jedes einzelnen Zahnes in solcher Weise hergestellt, daß jeder Zahn in seiner geeigneten Lage
montiert und befestigt wird.
Bei der Verwendung eines Lehrzahnrades gemäß vorliegender Erfindung kann der Zahnflankeneingriff
beim Abwälzen in beiden Richtungen, also gemäß der Doppelpfeile a und b geprüft werden. Gleichzeitig ist
das erfindungsgemäße Lehrzahnrad zur Arbeitsschritt-Kontrolle verwendbar. Ferner garantiert es ein hohe
Genauigkeit bei der Massenproduktion und sichert demgemäß die Herstellung eines Zahnrades mit
beständiger Genauigkeit der Zahnflanke in den aufeinanderfolgenden Schritten, insbesondere was die
obere Hälfte zwischen Teilkreis und Kopf betrifft Wenn das gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellte
Verfahren verwendet wird, kann der Abstand zwischen den Leitern (siehe Fig.4, 5) etwa 0,3mm
gemacht werden und es können die larnellaren Streifen etwa 0,5 mm dünn sein, während im Falle des
herkömmlichen lamellenförmigen Zahnrades die Dicke der leitenden Schichten etwa 1,5 mm und die Dicke der
Isolierschicht etwa 1 mm sein muß. Somit kann der Abstand der Meßfühler 5' verringert werden, wodurch
die Anzahl der Meßpunkte vermehrt werden kann und ein genaues Überprüfen des Zahnflankeneingriffs in den
beiden Richtungen a und b möglich ist
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Lehrzahnrad zum Prüfen des Zahnflankeneingriffs von rotierenden Zahnrädern, mit mindestens
einem eine Kontaktfläche mit isolierenden und leitenden Bereichen besitzenden Lehrzahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche des Lehrzahns aus einer Vielzahl von parallel
und senkrecht zur Flankenlinie in regelmäßigen Abständen in isolierende Bereiche (4, 4', 4")
eingebetteten leitenden Meßfühlern (5, 5', 5", 5'") aufgebaut ist
2. Lehrzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Bereiche aus
einer Vielzahl von schmalen, lamellaren Isolierstreifen (4) bestehen, die auf der Kontaktfläche
angeordnet sind, und daß die leitenden Meßfühler (5) auf die Kontaktfläche geklebt sind
3. Lehrzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Bereiche eine
einzige Isolierplatte (4') bilden, auf der die Vielzahl leitender Meßfühler (5") in regelmäßigen sich
parallel und senkrecht zu den Flankenlinien erstreckenden Abständen angeordnet ist
4. Lehrzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl leitender Meßfühler (5"') in regelmäßigen Abständen unmittelbar auf
der Kontaktfläche angeordnet ist und daß eine Isolierschicht (4") aus synthetischem Harz die
Zahnoberfläche überzieht
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