DE2110113A1 - Verzahnungsvermessungseinnchtung - Google Patents

Description

Thiokol Chemical Corpoation 2110113

Bristol, Pennsylvania, V. St. A.

Verzahnungsvermessungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Verzahnungsvermessungseinrichtungen und insbesondere auf das Messen der Abnutzung von Verzahnungen.

Es ist allgemein bekannt, Verzahnungen mit gehärteten Zähnen herzustellen, wobei die Härtung für eine vorbestimmte Tiefe an den Zähnen wirksam ist. Wenn die Verzahnungen sich beim Gebrauch abnutzen, wird die gehärtete Oberfläche abgetragen und die Verzahnung soweit abgenutzt, bis die Fläche der Zähne der Verzahnung nicht mehr gehärtet ist. Es ist daher wünschenswert, in der Lage zu sein, die Abnutzung der Verzahnungszähne abzutasten oder zu vermessen und die Tiefe der Abnutzung, wie sie in Erscheinung tritt, zu bestimmen.

In der amerikanischen Parallelanmeldung 723 976 der Anmelderin ist eine« Verzahnungsvermessungseinrichtung vorgeschlagen worden, die zwei Vermessungsglieder umfaßt, die umfänglich im Abstand angeordnete Verzahnungszähne aufweisen, wobei die Zähne des einen Gliedes eine etwas längere Kopfhöhe aufweisen als die

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Zähne des anderen. Die Glieder sind relativ zueinander drehbar, so daß, wenn sie in eine benachbarte Stellung gebracht werden, die Verzahnungen gemessen und relativ zueinander verdreht werden wobei eines der Glieder in Berührung mit den Zähnen kommt, die an einer anderen Stelle als das andere Glied gemessen werden. Jede Abnutzung an den Zähnen v/ird offenbart durch eine relative Drehbewegung die visuell durch eine Skalenanzeige auf dem Vermessungskörper gezeigt wird.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine berbesserte Verzahnungsabnutzungsmessung der genannten Art verfügbar zu machen, die wirkäam die Abnutzung der Verzahnungszähne mißt, verhältnismäßig einfach in der Konstruktion, gering in den Kosten und leicht zu handhaben und transportierbar ist.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht an Vermessungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Fig. Ij Fig. 3 eine Teilschnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

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Fig, 4 eine TeilsehriLttansieht lings der Mute 4—4 in Fig as

Fig. 5 eine Teiisahnißtansicht längs der !Linie .5-5 an Mg. Ij

Fig. 6 eine Teilsclnaita^nsicM längs der iLinie S-S in Fig. 35

Fig. 7 eine DraoEsieht auf ein in Fig. 6 gezeigtes Teil der EmricMimg;

Fig. 8 eine teilweise sehematiscliie Änsi-cM in vergrößertem Maßstab der relativen Stellungen der <Zähne während der Vermessung der Verzahnung;

Fig» B eine TealTwarderansicht einer abgewandelten Ättsfffiirangs'foran der Snridbitang;

Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie I#-l© in Fig. %

Fig. 11 eine Teilendansictot der in Fig. 9 dargestellten Einrichtting;

Fig. 12 eine TeilschnittansicM längs der Linie 12-12 in Fig. 10;

Fig. 13 eine Teilschnittansieht längs der Linie 13-13 in Fig. 1Oi

Fig. 14 eine Teilschnittansicht längs der Linie 14-14 in Fig. 9.
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Es soll zunächst auf Fig. 8 Bezug genommen werden. Das Problem, auf das die vorliegende Erfindung gerichtet ist, soll in besser verständlicher Weise brschrieben werden mit Hilfe eines Werkstücks W, das eine Verzahnung T aufweist, deren Abnutzung gemessen werden soll. Während des Betriebs tritt an den Flächen S der Zähne, die normalerweise gehärtet sind, eine Abnutzung auf, und zwar aufgrund des Ineinandergreifens der Zähne des Werkstücks mit einem Teil das eine Gegen ver zahnung aufweist. Wie in Fig. in übertriebener Form dargestellt ist, nutzt sich die Fläche S¹ in Bezug aufc einen Teil des Zahnes in der Nähe seiner Basis S" ab.

Die Verzahnungen haben herkömmlich konvolute Gestalt gemäß allgemein anerkannter Standardausführungen, wobei die Zähne sich radial unter den Stärkungsdurchmesser erstrecken und durchweg einen guten Zahnkontakt sicherzustellen .

In Übereinstimmung mit der herkömmlichen Gestaltung der Verzahnungszähne ist das Teil S" von genauer gestalt und daher ist die winzige Verlagerung zwischen den Flächen S" und S¹ ein Maß für die Abnutzimg an den Zähnen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Abnutzung gemessen

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durch zwei Vermessungsteile 20, 21, die koaxial angeordnet sind und Zähne 22 bzw. 23 haben, wobei die Kopfhöhe der Zähne 22 kürzer ist aks die Kopfhöhe der Zähne 23. Wenn die Vermessungsteile 20, 21,-die normalerweise axial ausgefluchtete Zähne haben, in die Stellung benachbart der Verzahnung des zu vermessenden Werkstücks W gebracht werden, und sie relativ zueinander in Drehung versetzt werden, kommt die Fläche der Zähne 22 in Berührung mit den Flächen S¹ und die Fläche der Zähne 23 in Berührung mit der Fläche S^M, wodurch eine relative Verlagerung zwischen den zwei Gliedern 20, 21 als ein Maß des Betrages der Abnutzung der Verzahnung erzeugt wird.

Wie in den Fig. 1 bis 7 gezeigt ist, sind die Vermessungsglieder 20, 21 auf einem Körper 25 montiert, der zwei Abschnitte 26, umfaßt. Wie Fig. 5 zeigt, setzt das Vermessungsglied 20 teleskopartig in einer Öffnung 27 im Körper abschnitt 26 und eine Schraube 28 erstreckt sich durch das Vermessungsglied 20 in Eingriff mit einer Öffnung im Körperabschnitt 27. Eine Flansch kommt mit dem Körper abschnitt 26 in Berührung um diesen gegen den Körperabschnitt 27 festzuklemmen.

Das Vermessungsglied 21 ist drehbar in einem Hohlraum 31 im Vermessungsglied 20 montiert. Ein Vermessungsglied 32 sitzt

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drehbar in einem Hohlraum 27a im Körperabschnitt 27 und im feststehenden Vermessungsglied 20. Das Vermessungsglied 32 besitzt Zähne 33, die eine Länge haben, die etwa gleich ist der Länge der Zähne 22, nämlich mit einer kürzeren Kopfhöhe.

Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt das drückende Vermessungsglied 32 einen radialen Vorsprung 34. Der Vorsprung 34 erstreckt sich in einen Hohlraum 35 eines Gleitstücks 36, das eine Querbewegung in einem Kanal 37 ausführen kann. Federn 38, 39 sind zwischen dem Vorsprung 34 und den Enden des Hohlraums 35 angeordnet. Die Stellung des Gleitstücks 36 wird gesteuert durch einen Knopf 38a. Der Knopf 38a ist drehbar auf einem Körperabschnitt 27 montiert und betätigt einen Stift 39, der sich in einen Schlitz 40 in dem Gleitstück 36 erstreckt. In der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Lage hält der Stift 39 das Gleitstück und wiederum das drückende Verfmessungsglied mit einer zentrierten Stellung, in der die Zähne 33 des Schiebers axial mit den Zähnen 22, 23 des Vermessungsgliedes ausgefluchtet sind.

In Dieser Stellung wird eine unter Federvorspannung stehende Kugel 41 durch eine Feder 42 gegen eine Nut 43 in dem Umfang des bewegbaren Vermessungsgliedes 21 gedrängt, um das Vermessungsglied 21 zu zentrieren.

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Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, sind unter Feder vor spannung stehende Arretierungskugeln 44 in dem Knopf 38a dazu bestimmt, mit den Öffnungen 45 im Körper abschnitt 27 in Eingriff zu kommen, so daß der Knopf in die eine oder andere Richtung gedreht werden kann, wobei er die Anschlagkugel 44 in Eingriff mit einer der Öffnungen 45 bringt. In jeder dieser Stellungen wird der Stift 39 verschoben, wodurch das Gleitstück 36 nach rechts oder links verlagert wird wie in Fig. 3 zu sehen ist.

Die Vermessungseinrichtung umfaßt weiter einen Skalenanzeiger von herkömmlicher Art mit einem Stößel 47, der mit einem Stift 48 auf dem bewegbaren Vermessungsglied 21 in Eingriff kommt um die relative Verschiebung des Vermessungsgliedes 21 in Bezug auf das Vermessungsglied 20 anzuzeigen. Beim Betrieb wird die zu vermessende Zahnung in die Stellung gebracht, bei der die Zähne der Verzahnung die vermessen werden, benachbart den Zähnen 22, 23, 33 sind. Der Knopf 28a wird dann in die eine Richtung oder andere gedreht, um die Arretierungskugeln 44 in Eingriff mit einer der Öffnungen 45 zu bringen, abhänging von der Seite der Zähne die für eine Abnutzung zu vermessen sind. Dadurch wird das Gleitstück 36 durch den Stift 39 bewegt, wobei das Glied 32 durch eine Feder 39 und den Vorsprung 34 gegen eine Fläche der Zähne der zu vermessenden Verzahnung gedrückt wird.

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Dies erzeugt eine Reaktionskraft, die den Körper und wiederum die Zähne 22, 23 in Berührung mit den gegenüberliegenden Flächen der Zähne der zu vermessenden Verzahnung drückt. Da die Zahnhöhe der Zähne 23 länger ist als die der Zähne 22, 33 kommen die Zähne 23 mit den Flächen S" benachbart des Fußes der Zähne in Berührung, während die Zähne 22 mit den Flächen S¹ in Berührung kommen. Wenn eine Abnutzung vorhanden ist, wie Fig. 8 zeigt, entsteht eine relative DrehverSchiebung zwischen den Gliedern 20, 21, die zur einer visuellen Anzeige im Anzeigegerät 46 führt, das direkt bezogen ist auf den Grad der Abnutzung zwischen den Flächen S¹ und S".

Die in eden Fig. 9 bis 14 dargestellte Ausführnngsform ist dazu bestimmt zur Vermessung von Innenverzahnungen und umfaßt einen Körper 50, der aus den beiden Abschnitten 51, 52 besteht, die durch Schrauben 53 zusammengehalten werden. Ein erstes röhrenartiges Vermessungselement 54 ist an dem Körperabschnitt 51 befestigt und erstreckt sich axial von diesem. Das Ende des Abschnitts 54 ist mit über den Umfang im Abstand voneinander angeordneten Zähnen 55 ausgestattet. Ein zweite röhrenförmiges Vermessungsglied 56 ist drehbar in dem röhrenförmigen Glied 54 montiert und hat radial sich erstreckende Zähne 57 benachbart den Zähnen 55. Ein drittes drückendes Vermessungsglied 58 weist

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Zähne auf, die durch einen Stift 59 auf einer Stange 60 befestigt sind, die konzentrisch zu den Gliedern 54, 56 angeordnet/^ist und sich axial durch einen Hohlraum in den Körperabschnitt 51 erstreckt. Eine Hülse 62 ist auf der Stange 60 befestigt nnd in einer Öffnung 63 im Körper abschnitt 51 gelagert.

Die Hülse 62 umfaßt einen radialen Vorsprung 64 der sich in einen Hohlraum 65 als Gleitstück 66 erstreckt, das für eine Querbewegung in einem Kanal 67 montiert ist. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung drängen Federn 68 nachgiebig das drückende Vermessungsteil 58 zu einer zentrierten Stellung in Bezug auf den Hohlraum. Ein Knopf 70 ist in dem Gehäuseabschnitt 52 gelagert und mit einem Stift 71 versehen, der sich in einen Schlitz 72 in dem Gleitstück 66 erstreckt, um die Stellung des Gleitstücks zu steuern. Eine unter Federvorspannung stehende Kugel 73 ist dazu bestimmt, mit einer der verschiedenen Anschläge 74 in Eingriff zu kommen, um den Knopf in irgendeiner eingestellten Stellung zu halten.

Das drehbare Vermessungselement 56 wird in einer neutralen Stellung unter Wirkung der Arretierungskugel 75 gehalten, die mit mit einer V-förmigen Nut 76 im Umfang eines Teils 77 in Eingriff kommt, das auf dem Ende des röhrenförmigen Gliedes 5f> montiert ist.

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Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist eine Vermessungsskala 77 vorgesehen, mit einem Stößel 78, der mit einem Stift 79 auf dem drehbaren Vermessungsglied in Eingriff kommt.

In jeder Ausführungsform der Erfindung bewegen sich die Stellungsglieder längs einer Tangente zu einem Kreis, der die Achsen der Vermessnngsglieder als Mittelpunkt hat.

INSPECTED

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Abnützungsvermessungseinrichtung für Verzahnungen, gekennzeichnet durch ein erstes Vermessungsglied, das am Umfang im Abstand voneinander angeordnete Zähne aufweist, durch ein zweites Vermessnngsglied, das ebenfalls über den Umfang im Abstanf voneinander angeordnete Zähne besitzt, wobei die Glieder koaxial ausgefluchtet sind und in der einen Stellung die Zähne sich in axialer Ausfluchtung befinden, durch eine Kopfhöhe der einen Zähne des einen Vermessungsgliedes, die länger ist als die Kopfhöhe der Zähne des anderen Verzahnungsgliedes , durch ein drittes Vermessungsglied, das drehbar auf dem Körper montiert ist und das Zähne mit einer Kopfhöhe aufweist, die etwa gleich der Zahnhöhe der Zähne auf dem ersten Vermessungsglied ist, wobei die Zahnhöhe der Zähne auf dem zweiten Vermessungsglied langer als die Zahnhöhe der Zähne auf dem ersten und dritten Vermessungsglied ist, durch eine Einrichtung zum Drehen des dritten Vermessungsgliedes relativ zum ersten und zweiten Vermessungsglied so daß eine Reaktionskraft erzeugt wird gegen eine Fläche der Zähne der zu vermessenden Verzahnung um die ersten und zweiten Vermessungsglieder gegen die gegenüberliegenden Flächen wenigstens einiger der Zähne der zu vermessenden Zahnung zu drängen, wobei die Einrichtung ein Positionierungsglied umfaßt, daß für eine Bewegung in dem Körper tangential zu einem Kreis

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   montiert ist, dessen Mittelpunkt auf den Achsen der Vermessungsglieder liegt, durch eine Einrichtung zu einem nachgiebigen Totgang zwischen dem Positionierungsglied und dem dritten Vermessungsglied, durch Mittel Mctfead für eine Einstellung des Positionierungsgliedes in einer Lage, die bewirkt, daß das dritte Vermessungsglied in Berührung mit der einen Fläche wenigstens einiger Zähne kommt, so daß beim in Stellung bringen der zu vermessednden Verzahnung die Kopfhöhe der Zähne des zweiten Gliedes die Zähne des zu vermessenden Gliedes an der einen Stelle berühren und die Kopfhöhe der Zähne des anderen Vermessungsgliedes die Zähne der zu vermessenden Zahnung an einem anderen radial entfernten Punkt berühren, so daß die relative Winkelverlagerung zwischen erstem und zweitem Vermessungsglied als Maß der Abnutzung der Zähne in Eraccheinung tritt«

   2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für eine Totgangsbewegung einen Vorsprung auf einem der Positionierungsglieder oder dem dritten Vermessungsglied umfaßt, einen Schlitz auf dem anderen der Positionierungsglieder oder dem dritten Vermessungsglied und nachgiebigen Mitteln zwischen dem Vorsprung und den Enden des Schlitzes.

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   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung auf dem Positionierungsglied und der Schlitz in dem dritten Vermessungsglied vorgesehen ist.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprücjjie 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einstellen des Positionierungsgliedes einen auf dem Körper drehbar montierten Knopf umfaßt.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Körper und dem Knopf zum Festhalten des Positionierungsgliedes in seiner Stellung, um das dritte Vermessungsglied zu einer Fläche der Zähne zu drängen, eine Arretierungseinrichtung vorgesehen ist,

   6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Knopf und das Positionierungsglied durch einen Stift auf dem Knopf und einen Schlitz in dem Positionierungsglied miteinander verbunden sind.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zähne auf den Vermessungsgliedern radial nach außen für eine Vermessung einer Innenverzahnung erstrecken.

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   8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zähne der Vermessungsglieder radial nach innen für eine Vermessung einer Außenverzahnung erstrecken.

   9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung nachgiebig das zweite Vermessungsglied in eine Stellung drängt, in der die Zähne auf dem zweiten Vermessungsglied ausgefluchtet mit den Zahnen auf dem ersten Vermessungsglied sind.

   10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung vorgesehen ist, die auf die Bewegung des zweiten Vermessungsgliedes in Bezug auf das erste Vermessungsglied anspricht.

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