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Vorrichtung zur Bestimmung bzw. Einstellung des Achsabstandes der
zu prüfenden Zahnräder bei Zahnradprüfgeräten Zur Sammelfehlermessung von Zahnrädern
werden häufig Geräte benutzt, welche es gestatten, das zu prüfende Zahnrad mit einem
Lehrrad in Eingriff zu bringen und die beiden Zahnräder gegeneinander abzuwälzen.
Die beiden Zahnräder, der Prüfling und das Lehrrad bzw. ein Gegenrad, können dabei
nach der sogenannten Zweiflanken-Abwälzmethode ohne jedes Spiel gegeneinander abgewälzt
werden, so daß sich die Fehler des zu prüfenden Zahnrades oder der zu prüfenden
Zahnräder als Änderungen des Achsabstandes bemerkbar machen. Die Prüfung kann auch
nach dem sogenannten, Einfianken-Abwälzverfahren durchgeführt werden, bei welchem
jeweils nur eine Flanke der Zähne des Prüflings mit einer Flanke der Zähne des Lehrrades
bzw. Gegenrades in Eingriff kommt. In beiden Fällen ist es wichtig, den Abstand
der Achsen der beiden Zahnräder genau messen bzw. auf einen bestimmten Wert einstellen
zu können. Die Ablesung bzw. Einstellung des Achsabstandes wurde bisher häutig an
Hand eines Tastgerätes durchgeführt, wobei für die Feineinstellung optische Hilfsmittel
notwendig waren. Dies bedeutete eine wesentliche Verteuerung und Komplizierung der
genannten Zahnradprüfgeräte.
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Bei einem bekannten Zahnradprüfgerät wird zur Messung bzw. Einstellung
des Achsabstandes der am Einstellschlitten fliegend gelagerte Meßschlitten mit diesem
fest verbunden und die Stellung des Einstellschlittens gegenüber dem Gerätebett
mit Hilfe einer Skala und eines Nonius abgelesen. Das zur Zahnrad fehlerprüfung
dienende Feinmeßgerät ist während der Achsabstandsmessung bzw. Einstellung durch
die feste Verbindung des Meßschlittens mit dem Einstellschlitten in seiner Nullstellung
arretiert. Diese Art der Achsabstandsmessung bzw. Einstellung wird nur sehr mäßigen
Anforderungen in bezug auf Genauigkeit gerecht. Bei Meß geräten für Werkzeugmaschinen,
insbesondere Walzendrehbänke, ist es bekannt, ein mechanisches Meßgerät an einem
Tragarm zu befestigen, welcher entlang einer mit Kerben versehenen Führung stufenweise
verstellt werden kann. Der Abstand der Kerben entspricht dem Meßbereich des Feinmeßinstrumentes.
Diese Anordnung läßt eine kontinuierliche Meßbewegung nicht zu und ist für die Achsabstandsmessung
der zu prüfenden Zahnräder hei Zahnradprüfgeräten nicht geeignet.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung bzw.
Einstellung des Achsabstandes der zu prüfenden Zahnräder bei Zahnradprüfgeräten
mit kontinuierlich gegeneinander verstellbaren Lager-Organen für die Zahnräder und
einer Grobanzeigevorrichtung, deren Meßbereich in dem gegenseitigen Verstellbereich
der beweglichenLagerorgane für die Zahnräder entspricht. Sie besteht darin, daß
ein zusätzliches Feinanzeigegerät mit großer Anzeigevergröß erung und kleinem Meßbereich
vorgesehen ist und mit einem Abtastglied in Verbindung steht, welches sich unter
der Wirkung einer Feder gegen die einzelnen Stufen einer Stufenleiter, deren Abstand
den Meßbereichen des Feinanzeigegerätes entspricht, anlegen kann und beim Überschreiten
des Meßbereiches des Feinanzeigegerätes durch Auflaufen auf eine feststehende Schrägfläche
abgehoben und mit der in Bewegungsrichtung folgenden Stufe in Eingriff gebracht
wird.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles im folgenden
näher beschrieben. Die Abb. 1 zeigt schematisch ein Gerät zur Prüfung von Zahnrädern
nach dem Zweiflanken-Abwälzverfahren. Das Zahnrad 1, z. B. der Prüfling, ist bei
diesem Ausführungsbeispiel fest am Gerätebett des Prüfgerätes gelagert. Das Zahnrad
2 ist drehbar an einem Schlitten3 gelagert, welcher senkrecht zur Achsrichtung der
beiden Zahnräder 1 und 2 reibungsfrei beweglich ist. Die Lagerung kann beispielsweise
vermittels Kugeln oder Rollen 4 in besonderen Schienen erfolgen. Als Lagerungsträger
für den beweglichen Schlitten 3 dient ein ebenfalls in Richtung senkrecht zu den
Achsen der Zahnräder 1 und 2 verschiebbarer Schlitten 5. Die Verschiebbarkeit des
Schlittens 5 dient dem Zweck, den Achsabstand der beiden Zahnräder 1 und 2 vor Beginn
der Messung einzustellen. Die bewegliche, möglichst reibungsfreie Lagerung des Schlittens
3 auf dem
Schlitten 5 hat den Zweck, die durch Fehler des Prüflings
1 bewirkten Änderungen des Achsabstandes der beiden Zahnräder 1 und 2 aufzunehmen
bzw. diesen zu folgen und sie auf ein vorzugsweise stark vergrößerndes Meßinstrument
6 weiterzugeben. Der Schlitten 3 ist deshalb durch eine Feder 7 gegen einen Ausleger
am Schlitten5 abgestützt. Die Feder 7 drückt den Schlitten 3 mit dem daran gelagerten
Zahnrad 2 mit einstellbarer mäßiger Kraft gegen das Zahnrad 1 so daß bei Drehung
eines der beiden Zahnräder eine Abwälzung ohne Spiel erfolgt. Zur Verstellung des
Achsabstandes durch Bewegung des Schlittens 5 dient eine durch ein Handrad drehbare
Spindel 8, in der der Schlitten 5 geführt ist. Mit der Spindel 8 ist über eine Untersetzungsvorrichtung
ein Meßgerät für die Grobanzeige 9 gekuppelt Die Feinanzeige des Achsabstandes erfolgt
durch das Meßgerät 10, welches vorzugsweise als sehr stark vergrößerndes mechanisches
Feintastgerät ausgebildet ist. Infolge der großen Vergrößerung durch das Feintastgerät
10 ist dessen Meßbereich verhältnismäßig klein. Es kann deshalb nicht zur Stellungsanzeige
für den Schlitten 5 herangezogen werden und stützt sich nicht direkt gegen den Schlitten
5 ab. Der Schlitten 5 ist an seiner Unterseite mit einer schrägen Stufenleiter versehen.
Diese besteht aus einer Schiene 11, an welcher eine Reihe von aneinandergereihten
Klötzchen 12 befestigt sind. Die Klötzchen 12 sind mit ihrer vorderen und hinteren
Fläche aneinander anliegend ausgeführt und haben eine ganz bestimmte Länge. Eine
ihrer Seitenflächen, auf dem Bild die untere Seitenfläche, ist abgeschrägt, so daß
die rechte Seitenfläche eines jeden Klötzchens nach unten hervorragt und einen Anschlag
bildet. Unter dem Schlitten 5 ist eine in Längsrichtung zur Meßbewegung der Schlitten
3 und 4 liegende Stange 13 so angeordnet, daß sie leicht in Längsrichtung verschiebbar
ist. Ihre Lagerung erfolgt in dem gezeigten Beispiel durch Rollen 14, die mit Auslegern
15 am Gerätebett 16 drehbar befestigt sind. Das Meßgerät 10 für die Feinanzeige
des Achsabstandes der Zahnräder 1 und 2 ist an einem Ausleger 17 des Gerätebettes
16 befestigt und stützt sich gegen die Stange 13 ab. Eine Feder 18, die ebenfalls
gegen einen Ausleger 19 am Gerätebett 16 abgestützt ist, drückt die Stange 13 leicht
nach links. Die Stange 13 ist mit einem federnden Anschlag 20 versehen, welcher
sich gegen die rechte erhöhte Seitenfläche eines der Klötzchen 12 anlegen kann Die
Feder 18 drückt dann die Stange 13 mit dem Anschlag 20 gegen die rechte Seitenfläche
von einem der Klötzchenl2. Abb. 2 zeigt in einem senkrechten Schnitt durch die Anordnung
in Abb. 1 nähere Einzelheiten über die Anordnung des Anschlages 20 an der Stange
13 und deren bewegliche Lagerung durch die Rollen 14. Der Anschlag 20 ist seitlich
gegen die Stange 13 verschoben, er kann somit nach unten gedrückt werden, was lediglich
eine geringfügige Verdrehung der Stangel3 um ihre Längsachse zur Folge hat. Die
Feder 18, die an einem Ende der Stange 13 angreift, ist so ausgebildet, daß sie
die Stange 13 in Abb. 2 nach rechts herum zu drehen versucht. Sie hat damit nicht
nur die Aufgabe, die Stange 13 so weit nach links zu drücken, wie es der Anschlag
20 erlaubt, sondern auch durch ihre Drehbeanspruchung den Anschlag 20 nach oben
zu drücken Auf diese Art werden kleinere Bewegungen des Schlittens 5 genau auf das
Meßinstrument 10 übertragen, die Übertragung erfolgt, wie aus der Abbildung leicht
ersichtlich ist, über die rechte als Anschlag ausgebildete Seitenfläche des von
links gesehenen dritten der Klötzchen 12 über das Anschlagstück 20 und die Stange
13.
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Die Einstellung des Achsabstandes der beiden Zahnräder 1 und2 geschieht
in der Art, daß der Schlitten 5 aus einer links liegenden Stellung durch eine besondere
Vorrichtung, z. B. Schraubenspindel und Handrad, nach rechts an das Zahnrad 1 heran
bewegt wird. Das Anschlagstück 20 wird dann von der rechten erhöhten Seitenfläche
eines der Klötzchen 12 mitgenommen bzw. vor sich hergeschoben. Diese Bewegung wird
durch das Tastinstrument 10 angezeigt Eine besondere Vorrichtung sorgt dafür, daß
bei Erreichen des Meßbereichendwertes bzw. des Nullpunktes im Meßgerät 10 der Anschlag
20 von der betreffenden rechten Seitenfläche des Klötzchens abgehoben wird und durch
die Feder 18 so weit nach links geschoben werden kann daß der Anschlag 20 an die
rechte Seitenfläche des benachbarten links stehenden Klötzchens 12 anliegt. Bei
einer weiteren Bewegung des Schlittens 5 nach rechts durchläuft die Anzeigevorrichtung
des Meßgerätes 10 wieder den gesamten Bereich zwischen seinem unteren und oberen
Meßbereichende. Liegt der Achsabstand der Zahnräder 1 und 2 zwischen diesen beiden
Punkten, so kann er an den beiden Instrumenten 9 bzw. 10 abgelesen werden, und zwar
erfolgt eine Grobanzeige am Meßgerät 9 und die Feinanzeige am Meßgerät 10.
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Ist dagegen zur Einstellung des Achsabstandes eine weitere Bewegung
des Schlittens 5 nach rechts vonhäuten, so wird der Anschlag 20 wieder von der rechten
Fläche des betreffenden Klötzchens abgehoben und bewegt sich unter dem Einfluß der
Feder 18 so weit nach links, bis er an der rechten Seitenfläche des am nächsten
links stehenden Klötzchens anliegt.
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Abb. 3 zeigt im Detail eine Vorrichtung zur Abhebung des Anschlagstückes
20 von dem Klötzchen bei Erreichung des Meßbereichendes des Meßgerätes 10.
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Die Übertragungsstange ist darin perspektivisch gezeichnet und wie
in den Abb. 1 und 2 mit 13 bezeichnet, das an ihr befestigte Anschlagstück mit 20.
Über die Stange 13 ist ein Hohlzylinder 21 mit einer Ausnehmung 22 geschoben. Der
Hohlzylinder 21 ist mit dem Gehäuse fest verbunden. Am rechten Ende weist diese
Ausnehmung eine Schrägfläche 23 auf, gegen die das Anschlagstück gedrückt wird,
wenn die Stange 13 in ihrer rechtsseitigen Endstellung steht. Drückt eines der Klötzchen,
an dem das abgeschrägte Abstandsstück 20 anliegt, dieses noch weiter nach rechts,
so muß das Abstandsstück 20 nach unten ausweichen un!d wird über die untere Kante
des Vorsprunges am Klötzchen 12 hinweggehoben. Unter der Wirkung der Feder 18 wird
die Stange nach links gedrückt. Da die Feder 18 auch die Tendenz hat, das Anschlagstück
wieder nach oben zu drücken, wird dieses an das am nächsten links liegende von den
Klötzchen 12 zum Anliegen gebracht. Um harte Stöße beim Auflaufen des Anschlagstückes
20 gegen die Klötzchen 12 zu vermeiden, ist ein einfaches Hemmwerk bzw. eine Dämpfung
vorgesehen, die auf die Stange 13 wirkt und diese nur mit mäßiger Geschwindigkeit
nach links laufen läßt. Der genaue Achsabstand der Zahnräder läßt sich dann an den
drei Instrumenten ablesen. Das Gerät für die Grobanzeige weist vorzugsweise eine
Teilung auf, deren Hauptteilstrichabstand der Länge der Klötzchen 12 entspricht.
Die Hauptteilstriche sind dann am Instrument 9 ablesbar, die zwischen den Hauptteilstrichen
des Instrumentes 9 liegenden Werte an dem Instrument 10. Diese beiden Instrumente
zeigen gemeinsam den durch die Stellung des Schlittens 5 eingestellten Achsabstand
an. Der wirkliche Abstand der Achsen der beiden Zahnräder ergibt sich aus der Angabe
der beiden Meßinstrumente 9 und 10, zu der noch die des Meßinstrumentes für die
Stellung des Schlittens
3, des Instrumentes 6 zur Messung der Verzahnungsfehler
hinzugefügt wird.
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Durch das gezeigte Zusammenwirken eines Meßinstrumentes mit großem
Meßbereich für die Grobmessung bzw. Einstellung und eines an Stufen angelenkten
hochempfindlichen Instrumentes mit kleinem Meßbereich ergibt sich eine außerordentlich
feinfühlige Abstandsbestimmung, für welche keinerlei optische Mittel vonnöten sind.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur Bestimmung bzw. Einstellung des
Achsabstandes der zu prüfenden Zahnräder bei Zahnradprüfgeräten mit kontinuierlich
gegeneinander verstellbaren Lagerorganen für die Zahnräder und einer Grobanzeigevorrichtung,
deren Meßbereich in dem gegenseitigen Verstellbereich der beweglichen Lagerorgane
für die Zahnräder entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Feinanzeigegerät
mit großer Anzeigevergrößerung und kleinem Meßbereich vorgesehen ist und mit einem
Abtastglied in Verbindung steht,
welches sich unter der Wirkung einer Feder gegen
die einzelnen Stufen einer Stufenleiter, deren Abstand den Meßbereichen des Feinanzeigegerätes
entspricht, anlegen kann und beim Überschreiten des Meßbereiches des Feinanzeigegerätes
durch Auflaufen auf eine feststehende Schrägfläche abgehoben und mit der in Bewegungsrichtung
folgenden Stufe in Eingriff gebracht wird.