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1. WO2020221818 - GEAR INSPECTION METHOD AND DEVICE

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ DE ]

Patentansprüche

1. Zahnradprüfverfahren zur Bestimmung der Oberfläche von Zähnen (2) eines Zahnrades (1) mittels eines mit Abstand von dem Zahnrad (1 ) angeordneten Konfokallasers (5), wobei bei dem um seine Rotationsachse (14) drehenden Zahnrad (1) mit einer Drehwinkelerfassung mittels des Laserstrahls (6) des Konfokallasers (5) die eingriffeseitige Oberfläche des Zahnrades (1 ) abgetastet wird, indem beim Auftreffen des Laserstrahls (6) des Konfokallasers (5) auf die Oberfläche des Zahnrades (1) erzeugte Signalwerte erfasst, in Relation zum Drehwinkel gespeichert und einander zugeordnet ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt bis zu einer maximal möglichen Abtastrate des Konfokallasers (5) Messwerte pro Zeiteinheit als Signalwerte, ein vom Konfokallaser (5) zur Verfügung gestelltes Gütesignal für den jeweiligen Messwert, der Drehwinkel und drei Raumkoordinaten des Konfokallasers (5) synchron erfasst und in einem zweiten Schritt aus den erfassten Signalwerten die Signalwerte, die im Messbereich des Fokuspunktes des Konfokallasers (5) liegen in Abhängigkeit von dem Gütesignal als Messwerte ausgewählt, sortiert und der jeweiligen Flanke (3, 4) eines Zahnes (2) zugeordnet werden.

2. Zahnradprüfverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die im Messbereich des Fokuspunktes des Konfokallasers (5) liegenden Messwerte nur bei überschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes für das dem Messwert zugehörige Gütesignal als weiter zu verarbeitende Messwerte ausgewählt werden.

3. Zahnradprüfverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die X-Y-Z-Position des Konfokallasers (5) für die Erfassung der Signalwerte exakt bestimmt wird, wobei der Abstand zur Oberfläche der Zähne (2) und zum Zahnrad (1) durch die Laserstrahlreichweite und einen Auftreffwinkel auf die Oberfläche der Zähne (2) definiert wird.

4. Zahnradprüfverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Messung der Fokuspunkt auf den Zahnfuß (7) oder Zahnkopf (8) der Zähne (2) eingestellt wird.

5. Zahnradprüfverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (6) beim Abtasten in axialen Schichten schichtweise in radialer Richtung bezüglich des Zahnrades (2) bewegt wird.

6. Zahnradprüfverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bewegen in radialer Richtung die Fokuspunkte bei der Abtastung sich um 20% bis 30% überlappen.

7. Zahnradprüfverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung bei einer Drehzahl des Zahnrades (1) von 20 bis 60 U/min durchgeführt wird.

8. Zahnradprüfverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topologie der einzelnen Zähne (2), gegebenenfalls in Abhängigkeit von einer theoretischen Idealform und/oder gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Toleranz, grafisch dargestellt werden.

9. Zahnradprüfeinrichtung (13) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Dreheinrichtung (15) mit einer Drehwinkelerfassungseinrichtung (9) für ein zu prüfendes Zahnrad (1), einer X-Y- Z-Bewegungseinrichtung (10) an der der Konfokallaser (5) angeordnet ist, einer Eingabe- und Ausgabeeinrichtung (11) sowie einer Rechen- und Steuereinrichtung (12) für die Erfassung, Speicherung und Auswertung der Signalwerte sowie Steuerung der Dreheinrichtung (15), Bewegungseinrichtung (10) und des Konfokallasers (5).

10. Zahnradprüfeinrichtung (13) zur genauen Bestimmung der Oberfläche von Zähnen (2) eines Zahnrades (1 ) mittels eines mit Abstand zum Zahnrad (1 ) angeordneten Lasers (5) mit einer Dreheinrichtung (15) für das zu prüfende Zahnrad (1) mit einer Drehwinkelerfassungseinrichtung (15), einer X-Y-Z- Bewegungseinrichtung (10) an der der Laser (5) angeordnet ist, eine Eingabe- und Ausgabeeinrichtung (11) sowie einer Rechen- und Steuereinrichtung (12) für die Erfassung, Speicherung und Auswertung der Signalwerte sowie Steuerung der Dreheinrichtung (15), Bewegungseinrichtung (10) und des Lasers (5), wobei die Dreheinrichtung (15) angepasst ist, das zu prüfende Zahnrad (1 ) aufzunehmen und während der Messung um eine Rotationsachse (14) der Dreheinrichtung (15) zu drehen, der Laser (5) als Konfokallaser ausgebildet ist, wobei der Laserstrahl (6) des Konfokallasers (5) mittels der X-Y-Z-Bewegungseinrichtung (10) auf die eingriffeseitige Oberfläche des Zahnrades (1 ) ausgerichtet ist, und die Rechen- und Steuereinrichtung (12) angepasst ist, die beim Auftreffen des Laserstrahls (6) des Konfokallasers (5) auf die Oberfläche des Zahnrades (1) erzeugten Signalwerte zu erfassen, in Relation zum Drehwinkel zu speichern und einander zugeordnet auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und Steuereinrichtung (12) des Weiteren angepasst ist, in einem ersten Schritt mit einer maximal möglichen Abtastrate des Konfokallasers (5) Messwerte pro Zeiteinheit als Signalwerte, ein vom Konfokallaser (5) zur Verfügung gestelltes Gütesignal für den jeweiligen Messwert, den Drehwinkel und die drei Raumkoordinaten des Konfokallasers (5) synchron zu erfassen und in einem zweiten Schritt aus den erfassten Signalwerten die Signalwerte, die im Messbereich des Fokuspunktes des Konfokallasers (5) liegen in Abhängigkeit von dem Gütesignal als Messwerte auszuwählen, zu sortieren und der jeweiligen Flanke (3, 4) eines Zahnes (1) zuzuordnen.

11. Zahnradprüfeinrichtung (13) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und Steuereinrichtung (12) ausgebildet ist, die im Messbereich des Fokuspunktes des Konfokallasers (5) liegenden Messwerte nur bei überschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes für das dem Messwert zugehörige Gütesignal als weiter zu verarbeitende Messwerte auszuwählen.

12. Zahnradprüfeinrichtung (13) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und Steuereinrichtung (12) ausgebildet ist, die mittels der X-Y-Z-Bewegungseinrichtung (10) eingestellte Position des Konfokallasers für die Erfassung der Signalwerte exakt zu bestimmen, wobei der Abstand zur Oberfläche der Zähne und zum Zahnrad durch die Laserstrahlreichweite und einen Auftreffwinkel auf die Oberfläche der Zähne definiert ist.

13. Zahnradprüfeinrichtung (13) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und Steuereinrichtung (12) ausgebildet ist, den mittels der X-Y-Z-Bewegungseinrichtung (10) eingestellten Abstand des Konfokallasers (5) und/oder den Konfokallaser (5) zu Beginn der Messung mit dem Fokuspunkt auf den Zahnfuß (7) oder den Zahnkopf (8) der Zähne (1) einzustellen.

14. Zahnradprüfeinrichtung (13) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und Steuereinrichtung (12) ausgebildet ist, den Laserstrahl (6) beim Abtasten in axialen Schichten schichtweise in radialer Richtung bezüglich des Zahnrades (1) zu bewegen.

15. Zahnradprüfeinrichtung (13) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und Steuereinrichtung (12) ausgebildet ist, die Topologie der einzelnen Zähne (1), gegebe- nenfalls in Abhängigkeit von einer theoretischen Idealform und/oder gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Toleranz, grafisch über die Eingabe- und Ausgabeeinrichtung (11 ) darzustellen.