CH370611A - Vorrichtung zur gegenseitigen Einstellung zweier Maschinenelemente - Google Patents

Description

  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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur gegenseitigen Einstellung zweier Maschinenelemente, gekennzeichnet durch einen er sten, dem einen und einen zweiten, dem anderen Maschinenelement zuzuordnenden Bund, von welch letzterem sich ein Teil teleskopisch in den ersten Bund erstreckt, durch einen inneren und einen äusseren Satz von zusammenwirkenden zahnartigen Elementen, von denen der eine Satz auf dem ersten Bund und der andere Satz auf dem zweiten Bund vorgesehen ist, wobei diese zahnartigen Elemente die gleiche Form aufweisen und an mindestens zwei in Abstand voneinander befindlichen Bereichen mit einander in Eingriff stehen, die von Bereichen un terbrochen sind, an denen kein solcher Eingriff vor liegt, und die Anzahl der zahnartigen Elemente bei den beiden :

   Sätzen unterschiedlich ist, wobei dieser Unterschied der Zahl der Eingriffsbereiche oder einem Vielfachen derselben entspricht, und durch ein Ver- stellorgan, das durch Verformung des einen Bundes den Eingriff der zahnartigen Elemente dieses Bundes mit den zahnartigen Elementen an dem anderen Bund bewirkt. UNTERANSPRü CHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellorgan in selbstsper render Weise mit Reibung an dem Bund angreift. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, zur genauen Einstellung bezüglich Winkellage eines Maschinen elements auf einer zugeordneten Welle, gekennzeich net durch einen ersten Bund, der auf der Welle diese umgebend aufgebracht werden kann, mit Mitteln zur Befestigung des ersten Bundes in einer bestimmten Winkellage auf der Welle, durch einen zweiten Bund, der auf die Welle diese umgebend aufgebracht wer den kann und sich teleskopisch in den ersten Bund erstreckt, mit Mitteln zur Befestigung des zweiten Bundes am Maschinenelement mit einer festen Win kellage zu diesem, durch ein Verstellorgan, das den äusseren Bund an der Stelle der Zähne umgibt,

   auf diesem aufliegt und an den Eingriffsbereichen die Zähne des äusseren Bundes in Eingriff mit denen des anderen Bundes zwingt, und Mittel zum Drehen des Verstellorgans mit Bezug auf den äusseren Bund. 3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellorgan unter Reibung an dem äusseren Bund angreift, so dass die Vorrich tung in jeder Einstellung des Organs selbstsperrend ist. 4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, gekenn zeichnet durch ein Verstellorgan, das an dem einen Bund so angreift, dass dessen Zähne in den erwähn ten Eingriff gezwungen werden, und durch eine Skala, die beim Drehen des Organs seine jeweilige Winkellage zum Bund anzeigt. 5.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Skala die Winkellage des einen Bundes bezüglich des anderen anzeigt. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch einen ersten Bund m=it einem Kopf teil und einem biegsamen Hülsenteil, der sich vom Kopfteil weg teleskopisch über einen Teil des zweiten Bundes erstreckt, wobei der innere Satz Zähne in dem Hülsenteil des ersten Bundes und der äussere Satz Zähne auf dem zweiten Bund benachbart dem Hül senteil vorgesehen ist und die Eingriffsbereiche der Verzahnungen um den Umfang der Bunde herum verteilt sind, und durch Mittel zum Drehen des Ver- stellorgans. 7.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellorgan die Zähne des von ihm beeinflussten Bundes vorbelastet im Sinne einer Vergrösserung des Verzahnungseingriffs- bereiches. B. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, gekenn zeichnet durch eine Skala zur Bestimmung der Ein stellung des Verstellorgans bezüglich des einen Bun des und eine Skala zur Bestimmung der Einstellung des einen in bezug auf den anderen Bund. 9.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 8, gekenn zeichnet durch Sätze von keilförmigen Zähnen, die an einer Vielzahl von in Umfangsrichtung der Ver zahnungen voneinander in Abstand befindlichen Be reichen in Eingriff stehen, welche in Umfangsrich tung verstellbar sind. 10. Vorrichtung nach Unteranspruch 9, gekenn zeichnet durch die gleiche Teilkreisgeschwindigkeit der keilförmigen Zähne beider Sätze während der Bewegung des einen Satzes mit Bezug auf den an deren. 11. Vorrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander in Eingriff ste henden Zähne der beiden Verzahnungen während einer Einstellung der Bunde in bezug aufeinander fest stehen.