Vorrichtung zur gegenseitigen Einstellung zweier Maschinenelemente Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur gegenseitigen Einstellung von Maschinenelemen ten, z. B. bei einem Maschinenelement auf einer Welle zur genauen Einstellung des Winkelverhält nisses des Maschinenelements mit Bezug auf die Welle.
Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einstellvorrichtung, die eine mikrometrische Einstel lung eines Maschinenelements um die Welle ermög licht, ohne dass die Verwendung einer komplizierten und teuren Einrichtung erforderlich ist, welche die Kosten und die Baugrösse wesentlich erhöht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einstellvorrichtung, durch die Maschinenele mente, beispielsweise Teile, die auf Lager gehalten werden und beim Zusammenbau eingestellt werden müssen, wie Bunde, Flansche, Keile und andere Normteile, genau um eine Welle angeordnet werden können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Maschinenelement auf einer Welle über den vollen Bereich von 360 stufenlos verstellbar zu machen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einstellvorrichtung mit einer Ein stellgenauigkeit von weniger als einer Bogenminute.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, bei mit Verzahnungen ineinandergreifenden Teilen, das Flankenspiel bei der Einstellung durch den Um stand zu beseitigen, dass eine Vielzahl von Zähnen in jedem von mehreren Eingriffsbereichen ständig miteinander in Eingriff steht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einstellvorrichtung, die rohrförmig ist und eine kurze Länge hat, so dass sie eine hohe Verdrehungs- steifigkeit aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einstellvorrichtung, die ein höheres Drehmo- mentaufnahmevermögen als die Welle hat, auf der sie angeordnet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Einstellvorrichtung selbstsperrend zu machen, so dass das Einstellelement seine Lage unter allen Schwingungsbedingungen beibehält.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Einstellvorrichtung mit einer Gradeinteilung zu versehen, so dass die Einstellungen durch Ablesen von Teilstrichen wiederholt werden können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einstellvorrichtung, die symmetrisch ist, so dass keine Probleme hinsichtlich der dynamischen oder statischen Auswuchtung bestehen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, weitere Bearbeitungstoleranzen bei Maschinenelemen ten zu ermöglichen, so dass die Fertigungskosten der Teile verringert werden können und eine Nachstel lung möglich ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, dass die Drehausfluchtung der Teile bei der Konstruk tion derselben vermieden und ohne besondere Hilfs mittel an Ort und Stelle vorgenommen werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Notwendigkeit der Justierung von Keilbahnen und Keilnuten zum Aussenumfang von Nocken und Zahnrädern zu vermeiden.
Von der Erfindung ist in der nachfolgenden Be schreibung eine beispielsweise Ausführungsform, die auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, be schrieben. Auf der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, Fig.2 eine Ansicht mit Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig.3 eine Ansicht mit Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig.1. Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4 in grösserem Massstab,
Fig. 6 in grösserem Massstab einen Teil der Fig. 5, bei welchem die Zähne miteinander in Eingriff stehen, und Fig. 7 in grösserem Massstab einen Teil der Fig. 5, bei welchem die Zähne nicht miteinander in Ein griff stehen.
Es gibt zahlreiche Fälle, in denen Maschinen elemente, wie Nocken, Zahnräder, Drehmomentrohre oder -stäbe, exzentrische Buchsen, Kipphebel, Win kelhebel, Federn, Kurbeln und Anschläge, auf Wellen bezüglich Winkellage genau eingestellt werden müs sen. Dies ist für den Konstrukteur und den Herstel ler oft mühevoll und kostspielig. Die Keilbahn muss oft genau festgelegt werden, und es ist, wenn im Betrieb ein Verschleiss auftritt, oft sehr schwierig, die Teile nachzustellen.
Durch die gezeichnete Vorrichtung ist es möglich, ein Maschinenelement auf einer Welle einzustellen, wobei die Vorrichtung verhältnismässig klein und in ihrer Konstruktion einfach ist, das Maschinenele ment starr hält und trotzdem eine Verstellung er möglicht. Die Verstellung kann stufenlos über volle 360 Grad mit einer Genauigkeit von weniger als einer Bogenminute erfolgen.
Die Vorrichtung hat wegen des vielfachen Zahn eingriffs ihrer Teile kein Flankenspiel.
Das Drehmomentaufnahmevermögen der Ein stellvorrichtung kann ohne weiteres grösser gemacht werden als das der Welle, auf der die Einstellvor richtung angeordnet ist, und es kann die Einstel lung leicht selbstsperrend gemacht werden, so dass sie ihre Lage ungeachtet von Schwingungen beibehält.
Die Ablesungen lassen sich leicht vornehmen und sind wiederholbar, indem die Einstellungen mit Hilfe von Teilstrichen auf Skalen geschehen.
Da die Vorrichtung symmetrisch ist, bestehen hinsichtlich der Auswuchtung keine Probleme.
Die Zeichnung zeigt eine Welle 20, die sowohl voll als auch hohl, das heisst rohrförmig, sein kann und auf der ein erster Bund 21 diese umgebend sitzt, sowie ein zweiter Bund 22, der sich in geeignetem axialen Abstand von dem ersten Bund befindet, je doch für einen Teil seiner Länge in diesen hineinragt.
Der erste Bund 21 hat einen Kopf- bzw. Naben teil 23, der dem Aussenumfang der Welle eng ange passt ist und der mit einer Keilnut 24 versehen. ist, die mit einer Keilnut 25 in der Welle zur Aufnahme eines geeigneten Keils 26 zusammenwirkt, so dass der erste Bund gegen eine Drehung mit Bezug auf die Welle gehalten wird.
Anschliessend an den Kopfteil weist der erste Bund eine Bohrung 27 auf, so dass er die Form einer verhältnismässig dünnen, elastisch verformbaren oder ausbiegbaren Hülse 28 hat, die sich vom Teil 23 in dessen Längsrichtung zum entgegengesetzten Ende des Bundes 21 erstreckt. An dem dem Teil 23 abgekehrten Ende ist die Hülse mit einer Reihe von inneren Getriebezähnen 30 versehen, die sich ununterbrochen um den Innenumfang erstrecken, so dass eine Verzahnung gebildet wird, wie nach stehend beschrieben.
Der zweite Bund 22 hat einen Körperteil 31, der dem Aussenumfang der Welle eng angepasst ist und auf diesem aufliegt. Der Teil 31 trägt ein Maschinen element 32, das ihn umgibt und im dargestellten Fall ein Nocken ist. Eine relative Drehung zwischen dem Maschinenelement und dem zweiten Bund wird durch einen Keil 33 verhindert, der in eine Nut 34 ein greift, welche sich in Längsrichtung auf der Aussen seite des Teils 31 des zweiten Bundes erstreckt und mit einer Nut 35 zusammenwirkt, die sich in Längs richtung des Maschinenelements in dessen Innen wand erstreckt.
Der zweite Bund ist mit einer Verlängerung 36 des Teils 31 ausgebildet, die teleskopisch in den Hülsenteil des ersten Bundes 21 hineinragt und eine Reihe von äusseren Zähnen 37 aufweist, die die gleiche Zahnform und Grösse wie die Zähne 30 auf der Innenseite des ersten Bundes haben und mit die sen an bestimmten Stellen, wie nachstehend näher beschrieben, in Eingriff stehen.
Im zweiten Bund ist zwischen dem Teil 31 und der Aussenverzahnung 37 eine ringförmige Rille 38 vorgesehen.
Die Hülse 28 des ersten Bundes ist von einem verhältnismässig starren ringförmigen Verstellorgan 40 umgeben, das fest auf ihr aufliegt. Dieses Organ hat einen ellipsenähnlichen Innenumfang 41, der die Hülse an ihrem Ende mit der Verzahnung 30, wie sich am besten aus Fig.5 ergibt, in eine ellipsen- ähnliche Form biegt bzw. verformt und die Verzah nung 30, wie gezeigt, in einer ellipsenähnlichen Form hält.
Da die Verzahnung am zweiten Bund kreisförmig ist, ergibt sich, dass die Innenverzahnung des ersten Bundes mit der Verzahnung auf der Aussenseite des zweiten Bundes an Bereichen 42 in Eingriff steht, wobei je mehrere Zähne, wie .in Fig.6 gezeigt, in Eingriff stehen, während in zwischenliegenden Be reichen 43 die Verzahnungen völlig ausser Eingriff sind, wie in Fig. 7 gezeigt.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Eingriffsbereiche 42 vorgesehen, wobei es jedoch unwesentlich ist, ob zwei oder drei oder mehr Ein griffsbereiche mit zwischenliegenden Nichteingriffs bereichen vorgesehen sind. Es ist jedoch wichtig, dass der Unterschied in der Zahl der Zähne der In nenverzahnung und der Aussenverzahnung der Zahl der Eingriffsbereiche angepasst ist, das heisst, der Unterschied .in der Zahl der Zähne soll gleich der Zahl der Eingriffsbereiche sein oder ein Vielfaches derselben betragen. Daher soll in dem Falle, in wel chem zwei Eingriffsbereiche, wie gezeigt, vorgesehen sind, der Unterschied in der Zahl der Zähne der Innenverzahnung und der Aussenverzahnung 2, 4 usw. betragen.
Da der Umfang der äusseren Zahn reihe grösser ist, ist es zweckmässig, die grössere Zähnezahl in der äusseren Zahnreihe vorzusehen. Nähere Einzelheiten über derartige harmonische Getriebe sind im Schweizer Patent Nr. 362285 für einen Spannungswellentrieb gegeben.
Das Organ 40 weist neben seinem ellipsenähn- liehen Innenumfang zweckmässig einen Flansch 44 auf, der sich in den Raum erstreckt, der zwischen dem Ende des ersten Bundes und dem Ende des Teils 31 des zweiten Bundes in Ausfluchtung mit der Rille 38 vorgesehen ist und dadurch das Organ an einer Gleitbewegung hindert.
Anschliessend an die Zähne des zweiten Bundes ist auf der Verlängerung 36 eine ringförmige Aussen nut 45 vorgesehen, in der ein federnder Dichtungs ring 46 angeordnet ist, der nach aussen drückt und am Innenumfang der Hülse 28 anliegt. Dieser Dich tungsring dient dazu, die Teile zusammenzuhalten, und wirkt auf der einen Seite der Verzahnungen als Schmiermitteldichtung, während die andere Seite durch den Flansch 44 abgedichtet ist.
Das Organ 40 kann in beliebiger geeigneter Weise verdrehbar sein, beispielsweise dadurch, dass Abflachungen wie bei einer Mutter oder, wie ge zeigt, Eintiefungen 47 am Organ vorgesehen sind, die, wie dargestellt, zum Ansetzen eines Gabelschlüs sels 48 dienen.
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungs form ist ein enger Reibungsangriff des Organs 40 an der Aussenseite des ersten Bundes 21 vorgesehen, so dass stets eine beträchtliche Reibungshaltekraft auf das Organ ausgeübt wird und dieses daher in jeder eingestellten Stellung, ungeachtet von Schwin gungen, die in den sich drehenden Teilen auftreten können, gehalten wird.
Es ist zweckmässig, dass das Organ mit ausrei chend enger Passung auf der Hülse des ersten Bun des sitzt, so dass es die Hülse federnd verformt und damit die Zähne an den Eingriffsbereichen federbe lastet sind, um neben dem Eingriffsverhältnis über mehrere Zähne einen weiteren Schutz gegen Flan kenspiel herbeizuführen. Die Vorbelastung der Zähne gewährleistet, dass die Einstellung des Organs nicht ohne Schlüssel geändert werden kann.
Um die genaue Einstellung zu erleichtern, ist das Organ mit einer in Bogenminuten unterteilten, am besten in Fig.2 ersichtlichen Skala 50 versehen, welche mit einer Anzeigemarke 51 an der Aussen seite des ersten Bundes 21 zusammenwirkt.
Da das Verzahnungsgetriebe als Mikrometer wirkt und eine genaue gegenseitige Einstellung der Bunde innerhalb eines Viertels einer Bogenminute mit dem Organ 40 ermöglicht, ist die Skala 50 für eine genaue Feineinstellung ausgebildet.
Die Grobeinstellung des Maschinenteils 32 mit Bezug auf die Welle 20 wird zweckmässig durch eine Skala 52 (Fig. 3) vorgenommen, die in Grade unter teilt ist und am dem ersten Bund abgekehrten Ende des zweiten Bundes, das für den Betrachter sichtbar ist, vorgesehen ist. Diese Skala wirkt mit einer An zeigemarke 53 auf der Welle 20 zusammen. Es ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Bund und das Verstellorgan als eine Einheit in den Handel gebracht werden. Für den Einbau der Vor richtung wird vorerst der Keil 26 in der erforder lichen Weise eingesetzt und der erste Bund auf den Keil aufgeschoben.
Hierauf wird das Maschinenelement so aufge bracht, dass es den zweiten Bund umgibt, und der Keil 33 eingesetzt.
Zur Vornahme der Einstellung ist es lediglich erforderlich, einen Gabelschlüssel oder dergleichen am Organ 40 anzusetzen und das letztere so lange zu drehen, bis die gewünschte Winkelstellung des Ma schinenelementes auf der Welle 20 erreicht ist. Durch Aufzeichnen der Grobablesung in Grad an der Skala 52 und der Feinablesung in Minuten an der Skala 50 ist es möglich, eine Einstellung vorzuneh men, die später nach Veränderung der Einstellung wiederholt werden kann.
Für die beschriebene Vorrichtung besteht eine sehr grosse Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten. Es kann beispielsweise ein Nocken ohne Berücksich tigung seiner Winkelstellung konstruiert und dann beim Zusammenbau mit einer Welle genau eingestellt werden. In gleicher Weise kann ein Hebel mit Bezug auf einen anderen Mechanismus durch Veränderung der Einstellung mit Hilfe des Organs 40 eingestellt werden.
In ähnlicher Weise kann ein Zahnrad, das ein bestimmtes Verhältnis zu anderen Zahnrädern haben soll, auf einer Welle mit Hilfe der Vorrichtung in der richtigen Weise eingestellt werden.
Die Vorrichtung ist auch zur Einstellung des Endes eines Drehmomentrohres oder eines Drehmo- mentstabes in bezug auf eine Welle anwendbar.
Eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit be steht ferner für die Einstellung einer exzentrischen Buchse in ihre richtige Winkelstellung auf einer Welle.
Die Vorrichtung kann auch zur Einstellung von Schwinghebeln oder Winkelhebeln und zur Verän derung der Kröpfung von Kurbeln angewendet wer den.
Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht auch in Verbindung mit Federn, wenn eine genaue Winkel stellung erforderlich ist, um Drehstabfedern, Spiral- oder Schraubenfedern einzustellen. Die Vorrichtung kann auch wirksam zur Vorbelastung von Federn mit einem bestimmten Betrag verwendet werden.
Bei Schwingbewegungen müssen Anschläge genau eingestellt werden, wobei die Vorrichtung wirksam zur Bestimmung der Stellungen der Schwingungsan schläge angewendet werden kann.
Bei einer grossen Vielfalt verschiedener Arten von Maschinen kann die Vorrichtung zum Ausgleich des Verschleisses verwendet werden. Sie kann auch zur Einstellung von Elementen, wie Greif- oder Zeit steuerelemente, benutzt werden, um Unterschieden in dem bearbeitenden Material oder Unterschieden in der Grösse der hergestellten Elemente Rechnung zu tragen. Die Vorrichtung kann z. B. zur Einstellung von Torsionsstäben für die Vorderradaufhängung eines Kraftfahrzeuges zur Korrektur für das Kriechen der Federn verwendet werden.
Wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, hat die Einstellvorrichtung Zahneingriff in den Eingriffsbe reichen wie bei einer üblichen Keilverzahnung ohne Flankenspiel, unterscheidet sich jedoch in folgender Weise: 1. Während der Einstellung besteht die gleiche Teilkreisgeschwindigkeit der Keilzähne beider Ver zahnungen.
2. Die in Eingriff stehenden Zähne der beiden Verzahnungen sind während der Einstellung mit Bezug aufeinander feststehend.