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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wuchtvorrichtung für mit zumindest einem Anschlussflansch versehene Gelenkwellen, mit einer rotierend angetriebenen Mitnehmerscheibe, welche mit dem Anschlussflansch der Gelenkwelle über in die Lochkreisbohrungen des Anschlussflansches eingeführte Mitnehmerelemente drehfest verkoppelbar ist, sowie mit einem Zentrierspanner, der dazu geeignet ist, in eine Mittenbohrung des Anschlussflansches einzugreifen und diesen koaxial zur Mitnehmerscheibe auszurichten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei bekannten Wuchtvorrichtungen diese Art wird die Gelenkwelle an ihrem endseitigen Anschlussflansch in der Weise auswechselbar drehfest mit der antriebsseitigen Mitnehmerscheibe verbunden, dass an dieser axial vorstehende Mitnehmerstifte befestigt sind, welche in die Lochkreisbohrungen des Anschlussflansches eingeführt werden, woraufhin die Gelenkwelle mit Hilfe eines in die Mittenbohrung des Anschlussflansches eingreifenden Zentrierspanners unter koaxialer Ausrichtung mit der Mitnehmerscheibe verspannt wird. In diesem Zustand wird die Gelenkwelle dann von Seiten der Mitnehmerscheibe - und zumeist noch durch einen zweiten Antrieb an dem der Mitnehmerscheibe gegenüberliegenden Wellenende - hochgedreht und bei Erreichen der Solldrehzahl mit der Unwuchtmessung begonnen.
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Das Dokument
JP 2006-275715 A betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur Motorwuchtmessung. Es soll eine Kupplungsvorrichtung mit reduzierter Unwucht bereitgestellt werden. Dazu sind ein zentrales Eingriffsteil und eine Vielzahl von Umfangsteil-Eingriffslöchern ausgebildet. Das Eingriffsteil ist koaxial zu einer Antriebswelle angeordnet. Die Umfangsteil-Eingriffslöcher bilden den Umfang des zentralen Eingriffsteils. Das zentrale Eingriffsteil steht mit einem zentralen Eingriffsteil-Aufnahmeteil in Eingriff, das koaxial zur Abtriebswelle in einem Befestigungselement angeordnet ist, und Köpfe von an dem Befestigungselement befestigten Bolzen stehen mit den Umfangsteil-Eingriffslöchern in Eingriff.
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Das Dokument
US 1 598 543 A bezieht sich auf Verbesserungen von Verfahren und Vorrichtungen zur Erzielung einer Laufwucht in Hohlwellen, insbesondere auf den als Gelenkwelle bezeichneten Wellentyp, der üblicherweise an jedem Ende mit einem Kreuzgelenk versehen ist. Das Verfahren zum Auswuchten einer normalerweise geraden Hohlwelle, besteht darin, das Teil auf seine Auswuchtung zu prüfen und es, wenn es sich als unausgewuchtet erweist, krumm zu biegen, um das Fliehkraftpaar zu beseitigen. Eine Maschine zum Testen der Auswuchtung weist folgendes auf: in Kombination zwei oszillierende Wellenträger; zwei selbstausrichtende Lager; zwei Spindeln, von denen jede geeignet ist, an einem Ende einen Flansch zu tragen, wobei das gegenüberliegende Ende in selbstausrichtenden Lagern montiert und geeignet ist, auf den oszillierenden Wellenträgern zu ruhen.
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Das Dokument
DE 30 01 180 A1 betrifft eine Vorrichtung zum zentrierten Aufspennen von Fahrzeugrädern in Auswuchtmaschinen, bestehend aus einem auf die Spindel der Auswuchtmaschine aufzusetzenden Stützflansch für das Fahrzeugrad und einem zum Stützflansch zentrierten Spannflansch, der mittels eines Spanngliedes vorzugsweise einer auf einen Zenterzapfen des Stützflansches aufschraubbaren Mutter, gegen das auf dem Stützflansch liegende Rad angedrückt werden und mit in radialer Richtung verstellbaren Zentriermitteln in die Bolzenlöcher des Rades eingreifen kann, und schlägt vor, als Zentriermittel aus losen Kugeln zu verwenden, die vor dem Anspannen des Spannflansches in die Bolzenlöcher des Rades gelegt werden, und den Spannflansch mit vorzugsweise radialen Nuten zu versehen, die den von von den Bolzenlöchern herausragenden Teil der Kugeln führend erfassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wuchtvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine wirksame Drehimpuls- und Geräuschdämpfung im Antriebspfad zwischen Mitnehmerscheibe und Gelenkwelle erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Wuchtvorrichtung gelöst.
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Während bei herkömmlichen Wuchtvorrichtungen die Mitnehmerscheibe bei einem Wechsel des Gelenkwellentyps ausgetauscht und das Messsystem auf die Kennwerte der neuen Mitnehmerscheibe abgestimmt werden muss, ist die erfindungsgemäße Wuchtvorrichtung mit ein und derselben Mitnehmerscheibe gleichermaßen problemlos für eine Vielzahl verschiedener Gelenkwellentypen mit in weiten Grenzen unterschiedlichen Lochkreisdurchmessern verwendbar und verfügt daher ohne umständliches Umrüsten und Nachjustieren über einen deutlich erweiterten Einsatzbereich, was vor allem bei einer Serienprüfung von Gelenkwellen im Typenmix ein ganz wesentlicher Vorteil ist.
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Vorzugsweise verlaufen die mit den Mitnehmerelementen zusammenwirkenden Aufnahmeschlitze in Radialrichtung der Mitnehmerscheibe, wodurch der Verkupplungsvorgang zwischen den Mitnehmerelementen und der Mitnehmerscheibe erleichtert und gewährleistet wird, dass die im Kontaktbereich zwischen Mitnehmerelementen und Mitnehmerscheibe wirksamen Normalkräfte ausschließlich in Drehrichtung verlaufen und so von in Richtung einer exzentrischen Wellenverschiebung wirkenden Radialkomponenten frei gehalten sind. Ebenfalls aus Gründen eines erleichterten Kupplungsvorgangs, aber auch zum Zwecke eines Selbstreinigungseffekts der Aufnahmeschlitze unter Fliehkraftwirkung sind diese zweckmäßigerweise zum Außenrand der Mitnehmerscheibe hin geöffnet.
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In der Erfindung wird eine wirksame Drehimpuls- und Geräuschdämpfung im Antriebspfad zwischen Mitnehmerscheibe und Gelenkwelle dadurch erzielt, dass die Aufnahmeschlitze im Kontaktbereich der Mitnehmerelemente mit einer elastischen Dämpfungsschicht belegt sind, welche auf Seiten der Mitnehmerelemente mit einer verschleißfesten Einlage versehen ist, die zweckmäßigerweise aus einem gehärteten Material besteht, während die Mitnehmerscheibe selbst aus Gründen eines reduzierten Eigengewichts und insbesondere Trägheitsmoments aus Leichtmetall hergestellt ist.
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Zum Ausgleich von Fehlausrichtungen im späteren Einbauzustand sind die Gelenkwellenflansche stirnseitig zumeist mit einer Elastomerscheibe verschraubt. Vorzugsweise werden die axial vorstehenden Schraubelemente dieser ohnehin vorhandenen Verschraubungen zugleich auch als Mitnehmerelemente für die Drehmomentenübertragung genutzt.
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Ein weiterer besonders bevorzugter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine exakte Zentrierung von Gelenkwellen, bei denen in der Mittenbohrung des Gelenkwellenflansches eine den Zentrierspanner aufnehmende Elastomerhülse angeordnet ist. Um in diesem Fall durch die Elastomerhülse bedingte Zentrierungenauigkeiten zu verhindern, wird diese seitens des Zentrierspanners durch die von diesem im verkoppelten Zustand einwirkende Radialkraft vorzugsweise bis zum Ende der elastischen Hülsenverformung aufgeweitet.
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In ebenfalls besonders bevorzugter Weise schließlich wird eine weitere Funktionsverbesserung der Wuchtvorrichtung dadurch erzielt, dass die Gelenkwelle in der Beschleunigungsphase von zwei gleichlaufend gesteuerten Antrieben einerseits von Seiten der Mitnehmerscheibe und andrerseits von dem dieser gegenüberliegenden Wellenende aus angetrieben wird, der eine Antrieb jedoch während der Messphase antriebslos geschaltet und die Gelenkwelle nur noch von dem anderen Antrieb auf Prüfdrehzahl gehalten wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Gelenkwelle ohne unerwünschte Torsionsbelastungen in einer äußerst kurzen Beschleunigungsphase bis zur Prüfdrehzahl hochgefahren werden kann, in der Messphase jedoch ein Spiel an den Gelenkteilen, welches das Messergebnis beeinträchtigen könnte, durch die von dem dann abgeschalteten Antrieb ausgeübte Schleppkraft wirksam eliminiert wird.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
- 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Wuchtvorrichtung mit einem zweifachen Gelenkwellenantrieb;
- 2 eine geschnittene Teilansicht der in 1 gezeigten Wuchtvorrichtung im Kupplungsbereich von Mitnehmerscheibe und Gelenkwellenflansch; und
- 3 eine perspektivische Ansicht der Mitnehmerscheibe.
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Die in 1 gezeigte Wuchtvorrichtung enthält zwei in koaxialer Anordnung voneinander beabstandete Drehantriebe 1.1 und 1.2, zwischen die die zu prüfende Gelenkwelle 2 auswechselbar eingefügt ist, welche durch ein Stützlager 3 mit den Wellenachsen in fluchtender Ausrichtung zu den Antriebsachsen gehalten wird.
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Vor Beginn des eigentlichen Prüfvorgangs wird die Gelenkwelle 2 von den beiden, dann synchron und phasengleich gesteuerten Antrieben 1.1 und 1.2 hochgedreht, und im Anschluss an die Beschleunigungsphase wird der eine Antrieb, z. B. der Sekundärantrieb 1.2, nach Erreichen der Prüfdrehzahl abgeschaltet, so dass er vom Primärantrieb 1.1 auf dem Wege über die Gelenkwelle 2 weiterhin mit Prüfdrehzahl mitgeschleppt und dadurch die Gelenkwelle 2 mit einer zwar relativ geringen, zur Beseitigung des Gelenkwellenspiels aber ausreichenden Torsionsspannung beaufschlagt wird, und in diesem Antriebszustand wird die Unwuchtmessung der Gelenkwelle 2 durchgeführt.
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Gemäß 2, wo die Wuchtvorrichtung in einer vergrößerten Teilansicht im Kupplungsbereich von Primärantrieb 1.1 und Gelenkwelle 2 dargestellt ist, ist der endseitige Anschlussflansch 4 der Gelenkwelle 2 in üblicher Weise von Lochkreisbohrungen 5 durchsetzt, deren Lochkreisdurchmesser je nach Gelenkwellentyp unterschiedlich groß bemessen ist. An der Stirnseite des Anschlussflansches 4 ist eine Dämpfungsscheibe 6 über in einige der Lochkreisbohrungen 5 eingesetzte Verschraubungen 7 mit über die Dämpfungsscheibe 6 axial vorstehenden Schraubelementen 8 befestigt, während die übrigen, unbesetzten Lochkreisbohrungen 5 - ebenso wie eine in der Mittenbohrung 9 des Anschlussflansches 4 angeordnete, radial weiche Zentrierhülse 10, vorzugsweise in Form einer Elastomerhülse - für den späteren Anschluss der Gelenkwelle 2, etwa an der Abtriebsseite eines Kraftfahrzeuggetriebes, vorgesehen sind. In diesem Zustand wird die Gelenkwelle 2 angeliefert.
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Die Verbindung der Gelenkwelle 2 mit dem Primärantrieb 1.1 erfolgt über eine Mitnehmerscheibe 11 aus Leichtmetall, die mit einem rotierend angetriebenen Anschlussteil 12 des Primärantriebs 1.1 verschraubt (Schraublöcher 13 gemäß 3) und stirnseitig mit radial verlaufenden, nach außen geöffneten Aufnahmeschlitzen 14 versehen ist, in die die Schraubelemente 8 der Gelenkwelle 2 formschlüssig drehmomentenübertragend eingreifen, wenn die Gelenkwelle 2 durch axiale Relativverschiebung an den Primärantrieb 1.1 angekuppelt wird. Aufgrund des so gestalteten Kupplungsbereichs ist die Wuchtvorrichtung ohne umständliches Umrüsten und Nachjustieren problemlos für alle Gelenkwellentypen mit innerhalb weiter Grenzen unterschiedlich großen Lochkreisdurchmessern verwendbar. Aus Gründen einer wirksamen Geräusch- und Drehimpulsdämpfung sind die Aufnahmeschlitze 14 mit einer elastischen Dämpfungsschicht 15 belegt, auf die im Kontaktbereich der Schraubelemente 8 eine verschleißfeste, gehärtete Einlage 16 aufgebracht ist.
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Zur exakten Zentrierung und axialen Fixierung der Gelenkwelle 2 ist am Primärantrieb 1.1 ein insgesamt mit 17 bezeichneter Zentrierspanner vorgesehen, bestehend aus einer fest mit dem umlaufenden Anschlussteil 12 verbundenen, im verkuppelten Zustand der Gelenkwelle 2 in die Elastomerhülse 10 eingreifenden Spannhülse 18 und einem hubgesteuerten Spannzapfen 19 mit einem konisch erweiterten Zapfenende 20. In der gezeigten, z. B. federnd vorgespannten Rückhubposition des Spannzapfens 19 ist die Spannhülse 18 in ihrem in die Elastomerhülse 10 eingreifenden Endbereich soweit aufgespreizt, dass die Elastomerhülse 10 unter der Wirkung der seitens der Spannhülse 18 ausgeübten Radialkräfte bis zum Ende ihrer elastischen Verformbarkeit aufgeweitet ist. Auf diese Weise wird die Gelenkwelle 2 frei von elastischen Instabilitäten bezüglich der Antriebsachse mit hoher Genauigkeit zentriert und verschiebefest am Antrieb 1.1 gesichert.
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Zum An- oder Abkuppeln der Gelenkwelle 2 wird der Spannzapfen 19 z. B. hydraulisch in die vorgeschobene Hubposition verfahren, so dass die Elastomerhülse 10 von dem sich dann kontrahierenden Endbereich der Spannhülse 18 freigegeben wird, woraufhin die Gelenkwelle 2 in Axialrichtung vom Antrieb 1.1 abgezogen oder beim Ankuppeln auf diesen aufgeschoben werden kann.
