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Gerät zum Prüfen der Zahnform von Kegelrädern
Die Zahnformprüfung von
Stirn- und Schraubenrädern ist allgemein eingeführt. Bei Kegelrädern ist das bisher
nicht der Fall. Man begnügt sich hierbei noch vielfach mit indirekten, auf mehr
oder weniger gefühlsmäßiger Beurteilung beruhenden Methoden.
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Es ist zwar auch schon ein Vorschlag zum Bau eines Zahnformprüfgerätes
für Kegelräder gemacht worden, jedoch konnten sich solche Geräte praktisch bisher
nicht durchsetzen, zum mindesten nicht in einem Umfang, daß der geschilderte Mangel
praktisch fühlbar gemildert wurde.
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Der bekannte Vorschlag besteht in einem Gerät zum Prüfen der Zahnform
von Kegelrädern mittels eines Wälzkegels, der an einer Planfläche abrollt und dabei
mit dem Prüfling auf einer in einer Schwinge gelagerten und außerdem um eine senkrecht
zur Planfläche stehenden Achse schwenkbaren Achse angeordnet ist.
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Von diesem Gerät geht die vorstehende Erfindung aus. Sie schlägt
vor, daß für die Schwenkung um die senkrechte Achse ein Rundschlitten dient, der
mit einem Zahnsegment und einem Ritzel zusammenwirkt.
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Durch diese neue Gestaltung wird die Wälzbewegung des Wälzkegels
wesentlich zuverlässiger beherrscht als mit den bekannten Mitteln, die dazu zwangen,
den Wälzkegel, den Prüfling oder ihre Achse anzufassen und unmittelbar zu drehen,
was sehr leicht zu einer Beeinträchtigung der Meßsicherheit führen konnte. Außerdem
bietet der Rundschlitten eine zuverlässige und vorteilhafte Grundlage für die Schwinge,
die den Wälzkegel trägt.
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An Hand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels werden weitere
Einzelheiten der Erfindung erläutert. In der Zeichnung bedeutet Bild I das neue
Zahnformprüfgerät, schaubildlich dargestellt, Bild 2 einen Ouerschnitt zu Bild I,
Bild 3 einen I,ängsschnitt zu Bild 2, Bild 4 eine Ansicht auf die Schwinge, Bild
5 einen linsenförmigen Tastkopf.
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Bild 6 einen kegeligen Tastkopf Bild 7 eine abgeänderte Ausführung
des Gerätes nach Bild I, Bild 8 eine Ansicht von oben zu Bild 7.
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Das zu prüfende Kegelrad I sitzt samt einem Wälzkegel 2 auf einem
zwischen Spitzen 3 aufgenommenem Prüfdorn 4. Die Spitzen 3 sind in einer rahmenförmigen
Schwinge 5 gelagert, während diese ihrerseits mit Zapfen 6 in Lageraugen 7 gehalten
ist. Die Achse der Zapfen 6, also die Schwingachse des Rahmens 5, steht senkrecht
auf der Achse des Dornes 4. Sie schneidet diese. Kegelrad und Wälzkegel sind so
eingestellt, daß ihre gemeinsame Kegelspitze im Schnittpunkt der Achsen 4 und 6
liegt.
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Die Lageraugen 7 bilden einen Teil eines halbringförmigen Rundschlittens
8, der in dem Grundkörper g des Prüfgerätes eingebettet und über ein Zahnsegment
10 von einem Ritzel II hin und her gedreht werden kann. Der Rundtisch dreht sich
um eine Achse, die die Achse der Schwinge und des Prüfdornes in der Kegelspitze
schneidet.
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Parallel zu der Ebene, in der sich der Rundtisch 8 dreht, ist am
Grundkörper g eine zweite Ebene I2 angebracht. Sie ist kreisringförmig gestaltet,
und zwar mit der Kegelspitze als Mittelpunkt. Ihre Verlängerung geht durch die Achse
der Schwinge 5. Es ist dies die Wälzebene, an die der A älzkegel 2 abrollt.
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Im Innern des kreisförmigen Rundschlittens 8 ist ortsfest mit dem
Fuß des Gerätes eine radial zur Ringmitte gerichtete Führungsbahn 13 mit einem Halter
14 und einem Feintaster Ij. In diesem Beispiel ist der Feintaster als schreibendes
Gerät ausgebildet. I6 ist die Diagrammrolle. auf welcher die Prüfkurve aufgezeichnet
wird.
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In dem dargestellten Beispiel ist der Tastkopf I7 linsenförmig gestaltet
(Bild 5). Beim Messen bestimmter Verzahnungen kann es ratsam sein, dem Taster das
Profil des Werkzeuges zu geben, mit dem der Prüfling hergestellt wurde, z. B. das
trapezförmige Zahnstangenprofil. Dieser Forderung entspricht der kegelige Tastkopf
I8 (Bild 6).
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Das beispielsweise gezeigte Gerät ist so gestaltet. daß seine Wälzebene
senkrecht zur Bodenfläche steht. Infolgedessen wird der Wälzkegel stets durch sein
Eigengewicht gegen die Ebene gedrückt.
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Zusätzliche Maßnahmen sind entbehrlich. Man erreicht so ein selbsttätiges
Einstellen der Schwinge, und zwar in einer Stellung, in der der Prüfvorgang gut
überwacht werden kann.
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Die Einstellung des Wälzkegels zur Kegelspitze, d. h. der Abstand
der Kegelspitze von der I(egelkante kann mit Hilfe einer zweiten Schwinge 19 sehr
leicht und genau vorgenommen werden. Die Achse dieser Schwinge steht senkrecht auf
der Achse der Schwinge 5 und auch senkrecht auf der Achse des Prüfdornes 4. Sie
hat einen verstellbaren Schieber 20 und Einstellmikroskop 21. Dieses wird auf der
Kegelkante 22 eingestellt. An der Strichteilung 23 liest man dann die eingestellte
Kegeldistanz ab Mit der gleichen Schwinge kann auch die Kegeldistanz des Prüflings
eingestellt werden.
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Die zur Verstellung des Feintasters aus einem bestimmten Abstand
des Tastkopfes von der I(egelspitze erforderlichen Einrichtungen sind nicht gezeichnet,
weil sie von den Zahnformprüfgeräten für Stirnräder her bekannt sind.
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Bild 4 zeigt noch eine weitere Einstellvorrichtung, nämlich eine
Einrichtung, um die Schwinge 5 in Richtung ihrer Schwingachse aus der Stellung.
in der sich sämtliche Achsen in der Kegelspitze schneiden, versetzt werden kann.
Eine solche Verschiebung kann z. B. Vorteile bieten, wenn I(egelräder mit versetzten
Achsen geprüft werden sollen.
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Das Maß der Versetzung ist an der Mikrometerschraube 24 abzulesen.
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Die Wirkungsweise des Gerätes ist sehr einfach.
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Nach dem Einspannen des Prüflings und eines geeigneten Wälzkegels,
der je nach der Messung dem Grundkegel oder dem Teilkegel entsprechen kann und nach
dem Einstellen des Feintasters in denjenigen Spitzenabstand, in dem die Zahnform
geprüft werden soll, setzt man Rundschlitten durch Drehen der Handkurlel 25 in Bewegung.
Damit führt die Schwinge 5 eine wiegende Eewegullg und der Wälzkegel eine Abrollbewegung
an der Planfläche 12 aus. Alle Bewegungen zusammen bewirken ein einwandfreies Abrollen
der zu prüfenden Flanke an der Tastkuppe des Feintasters. Etwaige Ahweichungen der
Flanke von ihrer Idealform hewirken einen Ausschlag des Diagrammschreibers.
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Bei dem Gerät nach Bild I ist der den Feintaster I5 tragende Halter
14 ortsfest mit dem Fuß des Gerätes verbunden. Davon abweichend sitzt der Halter
Iq in dem Gerät nach Bild 7 auf einem Schlitten 26, der eine Verschiebung in der
Längsachse des'Tasters zuläßt. Die Führung 27 des Schlittens 26 ist als Rundschlitten
ausgebildet. Sie kann um die senkrechte Mittellinie der Führung des schon früher
erwähnten Rundschlittens 8 in der Regel in die Flankenrichtung der Bezugsverzahnung
um einstellbare Beträge geschwenkt werden.
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Der Träger 28 des Rundschlittens 27 ist brückenartig gestaltet, um
einem unter ihm liegenden Längsschlitten 29 die notwendige Bewegungsfreiheit zu
,,1 geben. Seine Bewegung erhält dieser Längsschlitten 29 von einer Zahnstange 30,
die, an dem Längsschlitten befestigt, in den Zahnkranz 10 des Rundschlittens 8 eingreift
und von diesem verschoben wird, wenn sich der Zahnkranz I0, vom Ritzel II angetrieben,
bewegt.
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Auf der Tischfläche des Längsschlittens 29 ist ein um die Achse 31
schwenkbares Lineal 32 hefestigt. Dessen Neigung zur Bewegungsrichtung des Längsschlittens
29 ist in an sich hekannter
Weise mittels Endmaßen durchzuführen,
die zwischen das Linealende und einen auf dem Schlitten 29 befestigten Anschlagzylinder
33 gelegt werden (s. E in Bild 8). Das Lineal wirkt auf eine am Schlitten 26 verstellbar
befestigte Rolle 34. Rolle und Schlitten werden mittels einer nicht mit dargestellten
Feder gegen das Lineal gezogen.
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Diese Einrichtung macht es unter anderem möglich, eine Profilmessung
vorzunehmen, wie sie in ähnlicher Weise mit Hilfe des Tasters I8 (Bild 6) ausgeführt
wird. Dieser Taster verkörpert die zum Verzahnen des Prüflings benutzte Werkzeugschneide
durch die Mantelliuie des Kegels I8. Mit Hilfe der zuletzt beschriebenen Einrichtung
wird die Linie, die der Werkzeugschneide entspricht, durch Verschieben eines Tasters
mit punktförmiger Anlage verkörpert. Das wichtige Maß der Verschiebung erreicht
man durch ein entsprechendes Schrägstellen des Lineals 32. Der Kegel 2 hat dabei
zweckmäßig die Größe des Wälzkegels und nicht des Grundkegels.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele
beschränkt. So könnte die rahmenförmige Schwinge auch durch eine offene, hügelförmige
Schwinge ersetzt werden, um Räder ohne Spitzen aufnahmen fliegend spannen zu können.
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Federn oder Gewichte könnten gegebenenfalls den Anpreßdruck der Schwinge
erhöhen.
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PATENTANSPROCHE: I. Gerät zum Prüfen der Zahnform von Kegelrädern
mittels eines Wälzkegels. der an einer Planfläche abrollt und dabei mit dem Prüfling
auf einer in einer Schwinge gelagerten und außerdem um eine senkrecht zur Planfläche
stehenden Achse schwenkl,aren Achse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Schwenkung um die senkrecht zur Planebene stehende Achse ein Rundschlitten
(8) dient, der mit einem Zahnsegment (IO) und einem Ritzel (11) zusammenwirkt.