DE4231275C2 - Vorrichtung zur Verstellung der Radaufnahmen bei Prüfgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Rad­ aufnahmen oder Teilen hiervon in Zahnradprüfeinrichtungen, ins­ besondere bei Zweiflankenwälzprüfgeräten, mit vorzugsweise zwei Radaufnahmen zum Aufspannen der zu paarenden Räder, von denen die eine bezüglich der einrichtungsspezifischen Meßbewegung ortsfest und die andere verschieb- und verstellbar angeordnet ist, wobei mindestens eine der Radaufnahmen oder Teile hiervon eines der Räder, das hierzu auf einer Welle angeordnet ist, zwi­ schen zwei mit Zentrierelementen versehenen auf wenigstens einem Verstellschlitten sitzenden Lagerstellen, parallel zu wenigstens einer der geometrischen Radachsen verschiebbar aufnimmt, und eine der Radaufnahmen einen Rotationsantrieb zur kontinuier­ lichen Rotation des aufgenommenen Rades aufweist.

Mit der zunehmenden Automatisierung der industriellen Ferti­ gungs- und Montageprozesse sind die Anforderungen an die Quali­ tätssicherung so groß geworden, daß besonders auf dem Sektor der Verzahnungstechnik die Hundert-Prozent-Kontrolle verstärkt ihre Anwendung findet. Da der Verzahnungsprozeß weitgehend automati­ siert ist, besteht auch der Wunsch die die Verzahnung betref­ fende Qualitätskontrolle zu automatisieren. Für eine Abnahmekon­ trolle reicht im allgemeinen eine schnell und einfach durch­ zuführende Sammelfehlerkontrolle aus, wie sie u. a. mit einer Zweiflankenwälzprüfung durchführbar ist. Für die Automatisierung des Prüfvorganges wird ein Prüfgerät in Kombination mit einer Beladeeinrichtung benötigt. Dabei verbindet die Beladeeinrich­ tung das prüfgerät mit einem Magazin zur Aufbewahrung schon be­ arbeiteter Zahnräder oder direkt mit Maschinen, die den Verzah­ nungsprozeß ermöglichen. Teilweise müssen die Räder nach dem Verzahnen und Reinigen auf Aufnahmen aufgezogen werden, bevor sie dem Prüfvorgang zugeführt werden können. Dabei kann es vor­ kommen, daß beispielsweise Räder mit Zentralbohrung einer be­ stimmten Charge für die Prüfung auf Kegeldornen aufgenommen wer­ den. An welcher Stelle auf dem Kegeldorn das Rad während des Aufziehvorganges zur Ruhe kommt ist abhängig vom Durchmesser seiner Zentralbohrung. Dadurch sitzen Räder mit größeren Zen­ tralbohrungen bei einem beispielsweise vertikal stehenden, sich nach oben verjüngenden Kegeldorn weiter unten als Räder mit et­ was kleineren Zentralbohrungen. Dieser Höhenversatz bewirkt, so­ fern er nicht ausgeglichen wird, bei der Aufnahme im Prüfgerät eine versetzte Aufspannung gegenüber dem auf dem Prüfgerät auf­ gespannten Lehrzahnrad. Der Versatz ist bei der Verwendung ver­ schiedenartiger Dorne oder Aufnahmen noch größer. Oft ist es auch wünschenswert mehrere Räder, z. B. Räder eines Getriebes mit gleichem Modul, trotz unterschiedlichen Durchmessers und ver­ schiedenartigen Aufnahmen hintereinander bei gleicher Lehrzahn­ radaufspannung zu prüfen. Dabei können die Räder auch nebenein­ ander auf einer Getriebewelle sitzen. Zur Prüfung der einzelnen Radverzahnungen wird hierzu die Getriebewelle zwischen den ein­ zelnen Prüfungen mehrfach versetzt, um mit dem oder den anderen Prüflingspaarteilen in Eingriff zu kommen.

Zur Vornahme derartiger Anpassungen ist u. a. ein Zweiflanken­ wälzprüfgerät der Carl Mahr GmbH bekannt, vgl. Prospekt zur Zahnflankenwälzprüfmaschine 896, das an einer Stirnseite seines Gerätebettes eine in der Höhe verstellbare Radaufnahme hat. Mit dieser Radaufnahme kann ein zwischen Zentrierspitzen aufgespanntes Rad in Richtung der Radachse mittels einer Verstellbewegung verlagert werden. Die Radaufnahme besteht aus einem c-förmigen Gestell, das an seinem unteren Ende mittels einer Schwalben­ schwanzführung von Hand in der Höhe verschiebbar am Gerätebett gelagert ist. Im unteren Ende des Gestells befindet sich eine Aufnahmespitze zur unteren Lagerung des Werk- oder Lehrzahnrades und der Antrieb für die Rotation des hier aufliegenden Rades. Am oberen Ende des c-förmigen Gestells ist eine von Hand verstell­ bare Gegenhalterspitze angeordnet.

Als zweite Radaufnahme findet ebenfalls ein C-Gestell seine An­ wendung. Hier wird das Rad zwischen zwei in Richtung der Rad­ achse von Hand verstellbaren Zentrierspitzen aufgenommen.

Das Gerät hat jedoch den Nachteil der fehlenden Ausrüstung zur Automatisierung bezüglich der Radverschiebbarkeit in Richtung der geometrischen Radachsen. Auch umschließt der untere Rereich des höhenverstellbaren C-Gestells teilweise die Aufnahmespitze und den unteren Teil des Prüflings, so daß durch die einge­ schränkte Zugänglichkeit eine komplizierte Beladebewegung erfor­ derlich ist.

Des weiteren ist eine Zweiflankenwälzprüfmaschine der Carl Mahr GmbH bekannt, vgl. Prospekt zur Zahnflankenwälzprüfmaschine 898, Seite 5, deren Meßschlitten eine motorisch höhenverstellbare Aufnahmepinole aufweist. Allerdings ist die oberhalb der Aufnahmepinole angeordnete Gegenhalterspitze nur von Hand verstellbar. Die andere, nicht auf dem Meßschlitten angebrachte Radaufnahme hat keine motorische Höhenverstellbarkeit.

Somit ist auch hier eine automatische Positionierung bezüglich einer Höhenverstellung der zu paarenden Räder nicht möglich. Zu­ sätzlich bedingt die Unterbringung der motorisch verstellbaren Aufnahmepinole mit ihrem eigenen separaten Führungssystem im Meßschlitten eine hohe Gewichtsbelastung. Diese Gewichtsbela­ stung senkt nachteilig die Dynamik des Meßschlittens.

Ferner ist aus der DE-AS 10 84 038 ein Zweiflankenwälzprüfgerät bekannt, dessen Reitstöcke der bezüglich der Meßbewegung ortsfeste Radaufnahme mit Hilfe eines von Hand betätigten Antriebs senkrecht zur Meßbewegung und in Richtung der geometrischen Radachse des Werkrades verfahrbar sind. Beide Reitstöcke stehen über zwei Kardanwellen in z-Anordnung, zwei Stirnradgetriebe, zwei handbetätigte Kupplungen und zwei Schraubgetriebe miteinander in Wirkverbindung. Der gesamte Getriebeüberzug dieser Konstruktion ist durch die Art und Anzahl seiner Elemente zu aufwendig und viel zu spielbehaftet, als daß in einem Gerät für die Hundert-Prozent-Kontrolle bei den heutigen Prüfqualitäten verwendbar wäre.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung für eine Zahnradprüfeinrichtung zu schaffen, die die Mittel zur Verfügung stellt, um mindestens ein Rad gegenüber einem anderen Rad, das außer in Meßrichtung nicht verschiebbar gelagert ist, durch Spannen aufzunehmen und motorisch so zu positionieren, daß die für die Prüfung zu paarenden Radbereiche in Eingriff kommen. Hierzu soll die Vorrichtung betriebssicher und wartungsfreund­ lich konstruiert sein und eine hohe Meßgenauigkeit gewährlei­ sten. Außerdem sollen die Radaufnahmen für die Beladung eine gute Zugänglichkeit aufweisen. Des weiteren sind die aus dem Be­ reich des Standes der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden.

Die Lösung des Problems wird mit Hilfe einer Vorrichtung er­ zielt, bei der eine der Radaufnahmen eine Lagerstelle mit einem radial zur geometrischen Radachse wirkenden Spannmittel hat oder zwei Lagerstellen aufweist, von denen eine auf einem Verstellschlitten angeordnet und in Richtung der geometrischen Radachse motorisch verstellbar ist. Ferner hat sie eine zweite Radaufnahme mit zwei auf motorisch in Richtung der geometrischen Radachse verfahrbaren, eigenen Antriebe aufweisenden Verstellschlitten angeordneten Lagerstellen, wobei sich einer der Verstellschlitten zumindest über Teile seines Antriebs an dem anderen Verstellschlitten abstützt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat vorzugsweise zwei Radauf­ nahmen. Jede Radaufnahme spannt zum Durchführen der Zweiflanken­ wälzprüfung ein Teil eines Prüflingpaares auf. Dazu werden die beiden Teile des Prüflingpaares einzeln von einem Handhabungsge­ rät in den Spannbereich der Radaufnahmen gebracht. Dort wird je­ des Prüflingspaarteil gespannt. Anschließend wird bei Bedarf ei­ nes der auf gespannten Prüflingspaarteile über Teile einer Rad­ aufnahme entlang seiner geometrischen Radachse verschoben, um die Verzahnungsbereiche der einzelnen Prüflingspaarteile auf der Prüfeinrichtung in eine gegenüberliegende Position zu bringen. Hiernach wird die auf dem Meßschlitten (= Meßaufsatz) sitzende Radaufnahme über einen Verstellantrieb auf die andere Radauf­ nahme zubewegt, um die Verzahnungen der Prüflingspaarteile in Eingriff zu bringen. Nach dem Aufbringen der Meßkraft erfolgt die Zweiflankenwälzprüfung. Dazu wird eines der Prüflingspaar­ teile angetrieben. Nach Abschluß der Prüfung wird der Meßaufsatz von der Meßkraft entlastet und ggf. zurückgefahren. Das Handha­ bungsgerät erfaßt mindestens eines der Prüflingspaarteile, um es nach dem Zurückfahren der Spannmittel der entsprechenden Radauf­ nahme aus der Prüfeinrichtung zu transportieren.

Das Prüflingspaar besteht vorzugsweise aus einem Lehrzahnrad und einem zu prüfenden Werkrad. Dabei ist die Art der Zahnräder nicht auf Stirnräder beschränkt, sondern umfaßt alle Rad- und Verzahnungsarten, einschließlich der Innenverzahnungen, die mit­ tels einer Zweiflankenwälzprüfung geprüft werden können, z. B. alle Räder, die zu Wälz- und Schraubgetrieben mit parallelen, sich schneidenden oder gekreuzten Achsen gehören. Auch unvoll­ ständige Verzahnungen oder Zahnradsegmente können Prüfling sein. Die geometrische Radachse dieser Prüflinge bezeichnet hierbei die Bezugsachse der Verzahnung.

Die einrichtungsspezifische Meßbewegung wird von einem geradli­ nig bewegbaren Meßaufsatz durchgeführt, der beispielsweise auf dem Gerätebett der Prüfeinrichtung über ein reibungsarmes Gerad­ führungssystem gelagert ist. Vorzugsweise ist dieses Geradfüh­ rungssystem eine Wälzschubführung. Es kann aber auch eine Paral­ lelogrammführung oder etwas vergleichbares sein. Ebenso kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Prüfeinrichtung verwandt werden, deren Meßaufsatz sich auf einer Kreisbahn bewegt. Die Verstellbewegung zum Verfahren des Prüflingspaarteils während der Prüfungsvorbereitung und die einrichtungsspezifische Meßbe­ wegung können sowohl über ein gemeinsames Führungssystem, als auch über zwei getrennt ausgebildete Systeme ausgeführt werden.

Die beiden Radaufnahmen sind im allgemeinen auf einem gemeinsa­ men Gerätebett angeordnet. Dabei ruht eine der beiden Radaufnah­ men direkt auf dem Gerätebett, während die andere über den Meß­ aufsatz auf ihm gelagert ist. Zur Durchführung der Zweiflanken­ wälzprüfung ist es erforderlich, eine Radaufnahme mit einem An­ trieb zur Drehung des dort aufgespannten Lehrzahn- oder Werkra­ des zu versehen. Vorzugsweise wird der Antrieb im Bereich der direkt auf dem Gerätebett gelagerten Radaufnahme untergebracht. Auf diese Weise wird der Meßaufsatz nicht zusätzlich mit dem An­ trieb, der Mitnahmeeinrichtung für das anzutreibende Rad und den Einrichtungen zur Überwachung des Antriebs belastet, was nur sein dynamisches Verhalten verschlechtern würde.

Die Radaufnahme des Meßaufsatzes kann verschiedene Ausführungs­ formen haben. Eine Ausführungsform hat eine Radaufnahme mit nur einer Lagerstelle. Diese Lagerstelle sitzt direkt auf dem Meß­ aufsatz und kann ein Zentrierelement in Form einer hochgenauen Spannzange, z. B.: ein Hydraulik-Spannfutter tragen, das mit Wel­ lenstummeln versehene Räder oder Räder mit kurzen Meßdornen spannt. Diese Spannzangen haben eine mit Dreibackenfuttern ver­ gleichbare Wirkung. Ihre Spannteile greifen das wellenförmige Ende des Prüflings oder Lehrzahnrades am Umfang, um es zu span­ nen und zu zentrieren. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Art von Radaufnahme die geringe Gewichtsbelastung des Meßaufsatzes. Selbstverständlich kann die Lagerstelle auch mit einem Hydrau­ lik-Dehnspanndorn ausgerüstet sein. Damit kann ein Prüfling oder ein Lehrzahnrad mit zentraler Bohrung aufgenommen werden.

Viele Räder können jedoch aufgrund ihrer langen Wellen nicht fliegend gelagert werden. Sie benötigen als Radaufnahme eine Ausführungsform, die die beiden Wellenenden des aufzuspannenden Prüflingspaarteils zwischen zwei Zentrierelementen aufnimmt. Dazu sind zwei Lagerstellen mit je einem Zentrierelement auf dem Meßaufsatz angeordnet. Vorzugsweise sind beide Lagerstellen an einer dort angebrachten Führung über bewegbare Verstellschlitten gelagert. Einer der Verstellschlitten kann über einen Antrieb motorisch verstellt werden. Hierzu stützt sich der Antrieb an der Führung ab. Somit kann das Rad in einer Art Zangenbewegung zwischen den Zentrierelementen gespannt werden. Eine motorische Verstellbarkeit des aufgespannten Rades in Richtung seiner geo­ metrischen Radachse ist nicht möglich.

Für das motorische Verschieben in Richtung der geometrischen Radachse des aufgespannten Rades ist die zweite Radaufnahme vor­ gesehen. Hierzu umfaßt die Radaufnahme ein Tragteil und zwei an­ getriebene mit je einer Lagerstelle ausgerüstete Verstellschlit­ ten. Vorzugsweise weist jeder Verstellschlitten einen eigenen Antrieb auf, wobei sich einer der Verstellschlitten zumindest über Teile seines Antriebs an dem anderen Verstellschlitten abstützt.

Diese Bauweise bezweckt eine vorteilhafte Funktionentrennung. Einer der Antriebe ist primär für die Verschiebung des aufgespannten Rades in Richtung seiner geometrischhen Radachse zuständig. Der andere Antrieb übernimmt die Aufgabe des Spannens zwischen zwei Zentrierelemmenten. Dazu stützt sich ein erster Antrieb an der gemeinsamen Radaufnahme ab. Der von ihm bewegte erste Verstellschlitten trägt ein Festlager eines zweiten Antriebs. Dieser Antrieb verfährt den zweiten Verstellschlitten. Beide Antriebe benutzen zur Erzeugung der Verstellbewegung vorzugsweise Schraubgetriebe. Der erste Antrieb verschiebt bei stillstehendem zweiten Antrieb das zwischen den mit Zentrierelementen versehenen Lagerstellen aufgespannte Rad. Da der zweite Antrieb entweder selbsthemmend oder im Stillstand über eine besondere Vorrichtung blockiert ist, kann sich das aufgespannte Rad bei einer Parallelverschiebung der Lagerstellen nicht aus der Aufspannung lösen. Dadurch wird das motorische Verschieben des aufgespannten Rades bei der Bedienung der Einrichtung über Hand- oder Rechnersteuerung besonders betriebssicher gestaltet.

In dieser Radaufnahme kann auch ein Rad über nur eine Lagerstelle zentriert und gespannt werden.

In einer anderen Ausführungsform kann ein einzelner Antrieb am Tragteil angeordnet sein, um beispielsweise die einzelnen Verstellschlitten über eine Spindel eines Schraubgetriebes gemeinsam anzutreiben. Um die Verstellschlitten einzeln motorisch verstellen zu können, verfügt jeder Verstellschlitten über eine ein- und auskuppelbare Spindelmutter. Werden beide Kupplungen eingekuppelt, so verfahren beide Verstellschlitten mit konstantem Abstand zueinander, wodurch eine Verschiebung des aufgespannten Werkstücks bewirkt wird. Das Antriebs- und Kupplungsprinzip kann auch im Zusammenhang mit Räder- oder Zugmittelgetrieben realisiert werden.

Es ist auch denkbar, am Tragteil der Radaufnahme einen motorisch angetriebenen Verstellschlitten anzuordnen, dessen eine Lager­ stelle in ihm fest integriert ist, während die zweite Lager­ stelle relativ zum Verstellschlitten in Richtung der geometri­ schen Radachse motorisch verstellbar ist. Dabei kann diese La­ gerstelle auch über einen zusätzlichen Verstellschlitten am erstgenannten Verstellschlitten gelagert und geführt sein.

Bei der Verwendung von zwei Lagerstellen pro Radaufnahme werden als Zentrierelement hauptsächlich Spitzen und Dorne verwendet. In besonderen Fällen können auch Kugelköpfe und Hohlspitzen ein­ gesetzt werden. Wird pro Radaufnahme nur eine Lagerstelle benö­ tigt, wird hierfür ein hochgenaues Spannfutter oder eine Spann­ zange bevorzugt. Beide können unter Ausnutzung mechanischer, hydraulischer, pneumatischer, piezoelektrischer und/oder metallurgischer Wirkungsweisen betätigt werden. Es ist auch denkbar die radial zur geometrischen Radachse wirkenden Spann­ mittel mit Zentrierelementen wie Spitzen, Dorne, Kugelköpfe usw. zu kombinieren. Dies ist möglich in Radaufnahmen mit ein oder zwei Lagerstellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in Einrichtungen Ver­ wendung finden, deren Aufbau vom einem sog. Standardaufbau die­ ser Einrichtungen abweicht. So ist es denkbar, daß die Radauf­ nahmen weder direkt noch indirekt auf einem gemeinsamen Maschi­ nen- oder Gerätebett ruhen. Auch ist es möglich eine Radaufnahme durch zwei oder mehr Radaufnahmen zu ersetzen, um beispielsweise eine der Radaufnahmen zu beladen, während die beiden anderen ge­ rade die einrichtungsspezifische Radprüfung durchführen. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in einer Ein­ richtung zur Einflankenwälzprüfung oder in einer Einrichtungs­ kombination für beide Wälzprüfverfahren integriert werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich, wenn mindestens eine Radaufnahme das von ihr aufzunehmende Rad mit vertikal aus­ gerichteter Radachse spannt.

Bei dieser Konstruktion sind beispielsweise für die Prüfung ei­ nes Stirnradpaares beide Radaufnahmen vertikal stehend auf dem Gerätebett bzw. dem Meßaufsatz angeordnet. Die Radaufnahmen sind vorzugsweise mit Geradführungen versehene Ständer. An den Gerad­ führungen sind die Verstellschlitten geführt und gelagert.

Bei der vertikalen Radaufspannung wird gegenüber der horizonta­ len Aufspannung eine Meßabweichung aufgrund einer Wellendurch­ biegung unter dem Rad- und Wellengewicht vermieden. Auch ist die Zugänglichkeit für einen Bediener bei Handbeladung und Test der gesamten Einrichtung günstiger gestaltet.

Bei einer vertikal angeordneten, die Meßbewegung mitmachenden Radaufnahme ist im oberen Bereich dieser Radaufnahme ein moto­ risch verfahrbarer Verstellschlitten angeordnet.

Diese Radaufnahme hat hierzu eine Lagerstelle, die mit ihrem Zentrierelement vorzugsweise direkt auf dem Meßaufsatz ruht. Die andere zweite Lagerstelle ist mit ihrem Zentrierelement an einem Gegenhalter so angeordnet, daß beide Zentrierelemente sich genau gegenüberliegen. Sie ist dazu am Gegenhalter über einen moto­ risch bewegbaren Verstellschlitten gelagert. Der Verstellschlit­ ten und der Gegenhalter stehen über ein Geradführungssystem und einen Antrieb in Wirkverbindung.

Bei dieser Ausführungsform wird das Rad bei der Beladung der Prüfeinrichtung auf ein in Richtung der geometrischen Radachse nicht verschiebbares unteres Zentrierelement aufgesetzt. Nach dem Aufsetzen bzw. Einführen wird das in der zweiten Lagerstelle sitzende Zentrierelement mit Hilfe des Verstellschlittens auf die andere Zentrierung zubewegt und gespannt. Da sich nur die obere Lagerstelle verstellen läßt, wird das Rad zum Spannen zwi­ schen zwei Lagerstellen grundsätzlich nach unten gespannt. Folg­ lich ist der Abstand zwischen der Geradführung des Meßaufsatzes und der Unterkante der Verzahnung so klein wie möglich, wodurch Meßabweichungen durch eine Verletzung des Abbe′schen Komparator­ prinzips weitgehend ausgeschlossen sind.

Die Antriebe für die Verstellschlitten haben wenigstens zwei hintereinander geschaltete Getriebe, wobei mindestens das eine hiervon ein räumliches Schraubgetriebe und das andere ein Zug­ mittelgetriebe ist.

Die Antriebe umfassen in der Regel einen Elektromotor und minde­ stens ein Getriebe. Oft ist an einem dieser Antriebsteile ein Wegmeßsystem und/oder ein Tachogenerator angeordnet. Als Schraubgetriebe werden vorzugsweise Trapezgewindetriebe, Ku­ gelgewindetriebe, Rollengewindetriebe, Planetenrollengewinde­ triebe und dgl. eingesetzt. Diese Getriebe bilden die unmittel­ bar vor den Verstellschlitten angeordnete Getriebestufe. Da zwi­ schen der Getriebespindel und der dazugehörigen am Verstell­ schlitten sitzenden Spindelmutter Selbsthemmung besteht, kann bei derartigen Getrieben auf ein Gegengewicht zum Ausgleich der Gewichtskraft des Verstellschlittens verzichtet werden. Als Zugmittelgetriebe werden meist Riemen- oder Zahnriementriebe verwendet. Diese Getriebe sind oft zwischen Motor bzw. Motor mit Vorgelegegetriebe und dem Schraubgetriebe angeordnet. Sie haben u. a. die Aufgabe die Drehzahl zu mindern, das Drehmoment zu er­ höhen und den Versatz zwischen der Motoranflanschung und dem Schraubgetriebe zu überbrücken.

Bei einer vertikal angeordneten bezüglich der Meßbewegung orts­ festen Radaufnahme mit zwei die Lagerstellen tragenden Verstell­ schlitten weist der untere ein separates vertikales und dreh­ starres Führungssystem auf.

Demnach ist die untere Lagerstelle über ihren Verstellschlitten nicht an der Geradführung des Gegenhalters gelagert. Statt des­ sen stützt sich der Verstellschlitten über ein eigenes Führungs­ system gegenüber dem Bett der Prüfeinrichtung ab. Dieses Füh­ rungssystem ist parallel zur Geradführung des Gegenhalters aus­ gerichtet. Vorzugsweise besteht es aus einem unterhalb der La­ gerstelle angeordneten säulenartigen Träger, wobei der Träger an oder in einer ihm angepaßten Führung gelagert ist. Neben oder in dem Träger ist der Antrieb für die Hubbewegung angeordnet.

Diese separate Lagerung und die direkte Abstützung der unteren Lagerstelle leitet die Gewichtskraft der Beladung auf kürzestem Weg in das Bett der Prüfeinrichtung ab. Dazu ist das die Lager­ stelle tragende Schraubgetriebe vorzugsweise so positioniert, daß es sich annähernd unter dem Schwerpunkt der es belastenden Gesamtmasse befindet. Da sich der obere Verstellschlitten vor­ zugsweise auf dem Verstellschlitten der unteren Lagerstelle ab­ stützt, belastet sein Gewicht nicht den Gegenhalter, so daß die­ ser dadurch keiner Verformung ausgesetzt ist. Demnach ist bei­ spielsweise für die Stirnradprüfung eine Parallelität der Prüf­ lingspaarachsen in sehr engen Toleranzgrenzen möglich. Folglich können durch diese Lagerungsart die bauteil- und prüf­ lingsgewichtsbedingten Verformungen einschließlich der damit einhergehenden Meßabweichungen klein gehalten werden.

Alternativ zur direkten Abstützung der unteren Lagerstelle ge­ genüber dem Bett der Prüfeinrichtung kann die Abstützung mittels eines Schraubgetriebes oder dgl. auch unterhalb des säulenarti­ gen Trägers erfolgen.

Zum Erfassen der Verfahrwege der Verstellschlitten sind direkte oder indirekte Wegmeßsysteme vorgesehen.

Mit Hilfe der Wegmeßsysteme kann die Position der einzelnen Ver­ stellschlitten bei Betrieb der Prüfeinrichtung eingelesen wer­ den. Sie ist für eine automatisch arbeitende Vorrichtung notwen­ dig, sofern kurze Einrichtzeiten erwünscht sind. In diesem Fall bewegen sich die Verstellschlitten rechnergesteuert im Eilgang in unmittelbare Nähe der zur Radübernahme und Radaufspannung er­ forderlichen Positionen. Erst auf den letzten Millimetern der Verfahrwege wird der Schleichgang benutzt.

Die Meßwerterfassung kann dabei analog oder digital erfolgen. Werden die Meßwerte analog erfaßt, kann beispielsweise für die direkte Erfassung ein Linear-Induktosyn bzw. für die indirekte Erfassung ein Drehmelder verwendet werden. Sollen die Meßwerte digital eingelesen werden, so stehen für die direkte und indi­ rekte Meßwerterfassung inkremental oder absolut arbeitende Sy­ steme zur Verfügung. Ein Meßsystem, dessen Maßstab von minde­ stens zwei Abtastbaugruppen abgelesen wird, sollte zur Referenz­ punktnahme über mindestens zwei Referenzmarken oder -schalter verfügen.

Alternativ hierzu besteht vorzugsweise für Einrichtungen, die zur Prüfung größerer Chargen eingesetzt werden, die Möglichkeit, die Wegmeßsysteme durch Endschalter in Verbindung mit einer Lernstrategie zu ersetzen. Hierzu fahren die Verstellschlitten vor der Beladung der Prüfeinrichtung in ihre äußeren Positionen. Sobald nun das Handhabungsgerät den Prüfling oder das Lehrzahn­ rad in die jeweilige Radaufnahme hineinreicht, bewegen sich die Verstellschlitten bei dem ersten Rad einer Charge mit vergleich­ baren Aufspanndaten im Schleichgang in die Aufspannposition. Nach dem Prüfvorgang fahren die Verstellschlitten beispielsweise zeitgesteuert nur soweit zurück, daß das Handhabungsgerät den Prüfling aus der jeweiligen Radaufnahme nehmen kann. Zum Auf­ spannen des nächsten Prüflings wird jeweils nur der vorherige Freifahrweg wieder zugestellt.

Bei einer Radaufnahme mit zwei motorisch verfahrbaren Verstell­ schlitten weist der eine Verstellschlitten mindestens einen End­ schalter und der andere Verstellschlitten mindestens ein mit dem Endschalter korrespondierendes Schaltelement auf.

Diese Anordnung von Endschalter und Schaltelement verhindert eine Kollision der beiden in einer Radaufnahme angeordneten Ver­ stellschlitten. Dies gilt sowohl für den Fall, daß der eine Ver­ stellschlitten auf den anderen stehenden zubewegt wird, als auch für den Fall, daß beide Verstellschlitten aufeinander zufahren. Die Endschalter und Schaltelemente sind derart eingestellt und/oder positioniert, daß sich die beiden Verstellschlitten und die in Richtung für eine Kollisionsfahrt vorstehenden Teile der Zentrierelemente, Lagerstellen und Antriebsteile nicht berühren.

Vorzugsweise wird das Schaltelement, also das Element ohne ei­ gene Verdrahtung, dies ist z. B. bei einem mechanischen Endschal­ ter ein Schaltnocken oder eine Kurvenbahn, so verstell- und ju­ stierbar an dem entsprechenden Verstellschlitten angeordnet, daß eine Umrüstung der Radaufnahme schnell und unkompliziert möglich ist.

Als Endschalter können beliebige Schalteinrichtungen verwendet werden, unabhängig davon, ob das Schaltsignal beispielsweise mit mechanischen, induktiven, optischen oder kapazitiven Mitteln er­ zeugt wird.

Bei einer Radaufspannung zwischen zwei Zentrierelementen ist pro Radaufnahme eine Baugruppe zur Handabhebung eines Zentrierele­ ments zwischen diesem und dem ihn tragenden Verstellschlitten in Spannrichtung vorgespannt angeordnet, wobei das Zentrierelement im Verstellschlitten verschiebbar gelagert ist, und eine Schalt­ einrichtung vor mindestens einem Verstellwegende des Zentrier­ elements sitzt.

Das entsprechende Zentrierelement ist bei einer vertikal ange­ ordneten Radaufnahme vorzugsweise im oberen Verstellschlitten verschiebbar und oft drehstarr gelagert. Dabei liegt der Frei­ heitsgrad dieser Verschiebung in der geometrischen Radachse des aufgespannten Prüflings oder Lehrzahnrades. Bei einer Handabhe­ bung des Zentrierelements bewegt sich dieses entgegen einer bei­ spielsweise durch eine Druckfeder erzeugte Vorspannung nach oben, relativ zum oberen Verstellschlitten, der es trägt. Da­ durch besteht die Möglichkeit, z. B. den Prüfling von Hand aus der Radaufnahme zu nehmen.

Wird nun im umgekehrten Fall der obere Verstellschlitten trotz eines schon aufgespannten Rades nach unten bewegt, oder wird das Rad über den unteren Verstellschlitten nach oben transportiert, kann der für diese Bewegung zuständige Antrieb über eine vor dem Ende des Verstellweges des Zentrierelements im Verstellschlitten sitzende Schalteinrichtung abgeschaltet werden. Dadurch kann ein mechanisches Blockieren der Verstellschlittenantriebe bei aufge­ spanntem Rad verhindert werden.

Des weiteren kann am anderen Verstellwegende des Zentrierele­ ments ebenfalls eine Schalteinrichtung angeordnet sein. Diese Schalteinrichtung gibt ein Signal ab, sobald das Zentrierelement seine unterste Position gegenüber seiner eigenen Lagerung er­ reicht hat. Folglich kann einem solchen Signal entnommen werden, daß eine sichere Radaufspannung nicht mehr gegeben ist.

Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit beispielsweise mit einer Lichtschranke oder dgl. den unmittelbaren Bereich un­ terhalb des oberen Zentrierelements zu überwachen. Mit dieser Überwachung kann ein sicheres Zusammenarbeiten zwischen der er­ findungsgemäßen Vorrichtung und einem die Beladung durchführen­ den Handhabungsgerät erreicht werden. Denn erst wenn die Zen­ trierelemente das aufgespannte Rad vollständig freigegeben ha­ ben, kann das Rad aus dem Bereich der entsprechenden Radaufnahme genommen werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungs­ form.

Fig. 1 Zweiflankenwälzprüfeinrichtung in der Seitenansicht,

Fig. 2 Widerlagerschlitten in einem Seitenschnitt und einer teilweise geschnittenen Draufsicht.

In Fig. 1 ist schematisch der Teil einer Zweiflankenwälzprüf­ einrichtung dargestellt, der für eine automatische und/oder halbautomatische Aufspannung und Justierung verschiedenartiger Prüflinge und/oder Lehrzahnräder notwendig ist. Das Fundament bildet hier ein Gerätebett 1. Es trägt auf der rechten Geräte­ seite den wälzgelagerten Meßaufsatz 2, auf dem der Meßaufsatz­ stander 4 angeordnet ist. Am anderen Ende des Gerätebetts 1 ist der Ständer 3 (= Gegenhalter) befestigt.

Vor dem Ständer 3 befindet sich ein Tischträger 5. Der Tischträger 5 ist über eine Wälzschubführung im Gerätebett 1 geführt und gelagert. Die Wälzschubführung umfaßt einen Verti­ kalschlitten 6 und eine Wälzlagerkombination 7.

Am Tischträger 5 ist ein Tisch 8 über eine Wälzlagerkombina­ tion 9 gelagert. Diese besteht aus einer Kombination aus Axial- und Radiallagern. Der Tisch 8 wird von einem Motor 10 angetrieben. Dazu ist dieser am Tischträger 5 angeflanscht. Der Motor 10 steht über ein Getriebe und einen Zahnriemen 11 mit dem Tisch 8 in Wirkverbindung. Die Tischdrehung kann bei­ spielsweise mittels eines inkrementalen Winkelmeßsystems über­ wacht werden.

Der Tischträger 5, der u. a. zusammen mit dem Vertikalschlit­ ten 6 den unteren Verstellschlitten bildet, hat für eine Hö­ henverstellung einen motorischen Antrieb. Dieser umfaßt einen Getriebemotor 12, ein Zugmittelgetriebe 13, 14 u. 15 und eine Spindel/Mutterkombination 16, 17. Der Antrieb ist über eine Platte 18 und einen Winkel 19 am Gerätebett 1 befe­ stigt. Der Getriebemotor 12 treibt über die Zahnriemenrä­ der 13 u. 15 und den Zahnriemen 14 die Trapezgewindespin­ del 16 an. Die Spindel 16 stützt sich an der im Tischträger montierten Spindelmutter 17 ab. Die Verstellbewegung des unte­ ren Verstellschlittens wird über ein Wegmeßsystem, bestehend aus einem Maßstab 20 und einem Abtastkopf 21 kontrolliert.

Der Tisch ist hier zur Lagerung des Prüflings oder des Lehrzahn­ rades mit einer Lagerspitze 22 ausgestattet. Sie kann zur Mit­ nahme des Prüflingspaarteils beispielsweise mit Diamantstaub be­ legt sein oder andere nicht dargestellte Mittel zur Mitnahme aufweisen.

Zur Gewichtsentlastung dieses unteren Verstellschlittens kann sich der Vertikalschlitten 6 in einer hohl ausgeführten Form über eine vorgespannte Schraubenfeder (nicht dargestellt), die teilweise in ihm untergebracht ist, am Gerätebett 1 abstützen.

Ferner kann die Höhenverstellung unterhalb des Vertikalschlit­ tens angeordnet sein (nicht dargestellt), um direkt in diesen Schlitten 6 die Bewegung zur Höhenverstellung einzuleiten. In diesem Fall kann der Tisch 8, z. B. zur Aufnahme von Werk­ stücken, von oben her hohl ausgeführt sein.

Oberhalb des unteren Verstellschlittens ist ein oberer Verstell­ schlitten 30 (= Widerlagerschlitten) angeordnet. Dieser Schlitten 30 trägt die Widerlagerspitze 39. Er ist am Stän­ der 3 gelagert und geführt. Seine Höhenverstellung übernimmt ein elektrischer Antrieb, der u. a. aus dem Getriebemotor 31, einem Zugmittelgetriebe 32, 33 u. 34 und einem Trapezgewinde­ trieb 35, 36 u. 37 besteht. Der Getriebemotor 31 treibt über die Zahnriemenräder 32 u. 34 und den Zahnriemen 33 die Tra­ pezgewindespindel 35 an. Am Verstellschlitten 30 ist die Spindelmutter 37 angeordnet. Die Spindel 35 hat ihr Festla­ ger 36 in dem Tischträger 5, auf dem sie abgestützt wird. Das Zahnriemenrad 34 sitzt über eine drehstarre Gleitschubfüh­ rung auf der Trapezgewindespindel 35. Die Spindel hat hierzu dort ein Keilwellenprofil, dessen Länge etwas größer ist, als die der Höhenverstellbarkeit des unteren Verstellschlittens.

Der Verstellweg des Widerlagerschlittens 30 kann mittels eines am Maßstab 20 entlangbewegten Abtastkopfes 38 erfaßt werden.

Der Meßaufsatz 2 ist über eine Wälzlagerung 41 auf dem Gerä­ tebett 1 geführt. Der Antrieb für die Verstellbewegung des Meßaufsatzes 2 erfolgt über einen Getriebemotor 43. Dieser ist über einen Tragrahmen 42 am Gerätebett 1 befestigt. Der Getriebemotor 43 treibt über die Zahnriemenräder 44 u. 46 und einen Zahnriemen 45 eine Trapezgewindespindel 47 an. Die Spindel 47 steht über die Spindelmutter 48 mit dem Meßauf­ satz 2 - zumindest für eine Verstellbewegung - in Wirkverbin­ dung. Der Verfahrweg des Meßaufsatzes kann mit Hilfe eines Weg­ meßsystems kontrolliert werden. Dazu ist am Meßaufsatz 2 ein Abtastkopf 50 montiert, der mit einem am Gerätebett 1 ange­ ordneten Maßstab 49 korrespondiert. Für die einrichtungsspezi­ fische Meßbewegung ist der Antrieb vom Meßaufsatz abgekuppelt, z. B. durch ein Öffnen der Spindelmutter.

Das dem Tisch 8 zugewandte Ende des Meßaufsatzes 2 trägt ebenfalls einen Tisch 55. Dieser Tisch 55 ist gegenüber dem Meßaufsatz nicht höhenverstellbar. Er hat hier eine Lager­ spitze 56.

Oberhalb des Tisches 55 ist ein Verstellschlitten 60 ange­ ordnet. Dieser Schlitten 60 ist am Gegenhalter 4 gelagert und geführt. Seine Höhenverstellung ist ebenfalls motorisiert. Der Antrieb 61-66 ist wie auch das Wegmeßsystem 67, u. 68 vergleichbar zu den entsprechenden Baugruppen des Gegenhal­ ters 3 ausgeführt. Allerdings ist die Trapezgewindespin­ del 65 an einer auf dem Gegenhalter 4 angeordneten Platte 70 abgestützt.

Die Fig. 2 zeigt einen Widerlagerschlitten 30 bzw. 60 im Schnitt. Der Widerlagerschlitten dient der vertikal verschiebba­ ren Lagerung einer Widerlagerspitze 39 bzw. 69. Dazu ist die Widerlagerspitze über eine Wälzlagerung 81 im Wi­ derlagerschlitten 30/60 geführt. Bei entlasteter Spitze 39/69 liegt diese über ein Führungsteil 82 im Widerlagerschlitten auf. In dieser Position wird die Spitze durch ihr Eigengewicht und die Belastung einer Schraubenfeder 83 gehalten. Die Schraubenfeder stützt sich dazu an seinem Federlager 84 ab, das auf dem Deckel 85 befestigt ist.

Ein Mechanismus für die Handabhebung der Spitze 39/69 umfaßt eine Hebelgabel 86, eine Hebelwelle 87 und einen Handhebel 88. Der Handhebel wirkt bei Betätigung mittels der im Widerlager­ schlitten gelagerten Hebelwelle 87 auf die Hebelgabel 86. Die Hebelgabel greift über ihre Zapfen 89 u. 90 in eine Nut des Führungsteils 82 ein. Ein Herabschwenken des Handhe­ bels 88 bedingt eine Aufwärtsbewegung der Spitze 39/69.

Wird die Spitze 39/69 weit nach oben bewegt, gelangt der obere Ringkragen des Führungsteils 82 in den für einen Sensor 94 empfindlichen Bereich. Ein dabei vom Sensor abgegebenes Signal kann u. a. zum Abschalten eines Antriebsmotors verwendet werden, sofern die Prüfeinrichtung gerade halb- oder vollautomatisch ar­ beitet.

Der Widerlagerschlitten 30/60 hat hier einen zweiten Sensor. Die­ ser Sensor besteht aus einer Art Gabellichtschranke, deren Strahl einen Bereich unterhalb der Widerlagerspitze 39/69 durch­ läuft. Dazu ist die Lichtschrankengabel 95 mit Hilfe eines Klemmstücks 96 an der Widerlagerspitze 39/69 justierbar ange­ ordnet. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Strahl der Licht­ schranke einen definierten Abstand zur Spitze 39/69 hat. Es ist auch denkbar, die Lichtschranke schwenkbar zu lagern, um sie bei Bedarf aus dem Arbeitsbereich herauszubewegen.

Bezugszeichenliste

Fig. 1:
 1 Gerätebett
 2 Meßaufsatz
 3a Radaufnahme zu (3)
 3 Ständer
 4a Radaufnahme zu (4)
 4 Meßaufsatzständer
 5 Tischträger
 6 Vertikalschlitten
 7 Wälzlagerkombination zu (6)
 8 Tisch
 9 Wälzlagerkombination zu (8)
10 Motor für (8)
11 Zahnriemen zu (8) und (10)
12 Getriebemotor
13 Zahnriemenrad auf (12)
14 Zahnriemen zu (13) und (15)
15 Zahnriemenrad auf (16)
16 Trapezgewindespindel
17 Spindelmutter zu (16)
18 Platte
19 Winkel
20 Maßstab an (3)
21 Abtastkopf an (5) für (20)
22 Lagerspitze
30 Widerlagerschlitten an (3)
31 Getriebemotor
32 Zahnriemenrad auf (31)
33 Zahnriemen zu (32) und (35)
34 Zahnriemenrad auf (35)
35 Trapezgewindespindel
36 Festlager für (35)
37 Spindelmutter zu (35)
38 Abtastkopf an (30) für (20)
39 Widerlagerspitze zu (30)
41 Wälzlagerung
42 Tragrahmen
43 Getriebemotor
44 Zahnriemenrad auf (43)
45 Zahnriemen zu (44) und (46)
46 Zahnriemenrad auf (47)
47 Trapezgewindespindel
48 Spindelmutter zu (47)
49 Maßstab an (1)
50 Abtastkopf an (2) für (49)
55 Tisch auf (2)
56 Lagerspitze auf (55)
60 Widerlagerschlitten an (4)
61 Getriebemotor
62 Zahnriemenrad auf (61)
63 Zahnriemen zu (62) und (64)
64 Zahnriemenrad auf (65)
65 Trapezgewindespindel
66 Spindelmutter zu (65)
67 Maßstab an (4)
68 Abtastkopf an (60) für (67)
69 Widerlagerspitze zu (60)
70 Platte für (65)

Fig. 2:
81 Wälzlagerung
82 Führungsteil
83 Schraubenfeder
84 Federlager
85 Deckel
86 Hebelgabel
87 Hebelwelle
88 Handhebel
89 Zapfen der Hebelgabel
90 Zapfen der Hebelgabel
94 Sensor
95 Lichtschrankengabel
96 Klemmstück zu (95) an (39)

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Verstellen von Radaufnahmen oder Teilen hier­ von in Zahnradprüfeinrichtungen, insbesondere bei Zweiflanken­ wälzprüfgeräten, mit vorzugsweise zwei Radaufnahmen zum Aufspan­ nen der zu paarenden Räder, von denen die eine bezüglich der einrichtungsspezifischen Meßbewegung ortsfest und die andere verschieb- und/oder verstellbar angeordnet ist, wobei mindestens eine der Radaufnahmen oder Teile hiervon eines der Räder, das hierzu auf einer Welle angeordnet ist, zwischen zwei mit Zen­ trierelementen versehenen auf wenigstens einem Verstellschlitten sitzenden Lagerstellen, parallel zu wenigstens einer der geome­ trischen Radachsen verschiebbar aufnimmt, und eine der Radauf­ nahmen einen Rotationsantrieb zur kontinuierlichen Rotation des aufgenommenen Rades aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - eine der Radaufnahmen (4a) hat eine Lagerstelle mit einem radial zur geometrischen Radachse wirkenden Spannmittel oder zwei Lagerstellen (55, 56 ; 69), von denen eine auf einem Verstellschlit­ ten (60) angeordnet und in Richtung der geometrischen Radachse motorisch verstellbar ist,
• - die zweite Radaufnahme (3a) hat zwei auf motorisch in Richtung der geometrischen Radachse verfahrbaren, eigene Antriebe (12- 17; 31-37) aufweisenden Verstellschlitten (5-6, 30) angeordnete Lagerstellen (8; 39), wobei sich einer der Verstellschlitten (30) zumindest über Teile (35-36) seines Antriebs an dem anderen Verstellschlitten (5-6) abstützt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Radaufnahme (3a; 4a) das von ihr aufzunehmende Rad mit vertikal ausgerichteter Radachse spannt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der die Meßbewegung bei deren vertikaler Anordnung mitmachenden Radaufnahme (4a) der dann obere Teil der Radaufnahme ein motorisch verfahrbarer Verstellschlitten (60) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für die motorisch verfahrbaren Verstellschlitten wenigstens je zwei hintereinander geschaltete Getriebe haben, wobei jeweils mindestens das eine hiervon ein räumliches Schraubgetriebe (16-17; 35, 37; 65-66), und das andere ein Zugmittelgetriebe (13-15; 32-34; 62-64) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der bezüglich der Meßbewegung ortsfesten Radaufnahme (3a) bei deren vertikaler Anordnung der dann untere Verstellschlitten (5-6) ein separates vertikales und drehstarres Führungssystem (6-7) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen der Verfahrwege der Verstellschlitten (5-6; 30; 60) direkte oder indirekte Wegmeßsysteme (20-21; 20, 38; 67-68) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Radaufnahme (3a) mit den zwei Verstellschlitten der eine Verstellschlitten (5-6) mindestens einen Endschalter und der andere Verstellschlitten (30) mindestens ein mit dem Endschalter korrespondierendes Schaltelement aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Radaufspannung zwischen zwei Zentrierelementen (22 und 39; 56 und 69) pro Radaufnahme (3a; 4a) eine Baugruppe zur Handabhebung (81-88) eines Zentrierelements (39; 69) zwischen diessem und dem ihn tragenden Verstellschlitten (30; 60) in Spannrichtung vorgespannt angeordnet ist, wobei das Zentrierelement im Verstellschlitten verschiebbar gelagert ist, und eine Schalteinrichtung (94, 82; 95) vor mindestens einem Verfahrwegende des Zentrierelements sitzt.