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Die Erfindung betrifft ein Abstützelement für eine Auswuchtmaschine zum dynamischen Auswuchten einer Welle, insbesondere einer Gelenkwelle.
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Der
DE 10 2013 101 375 A1 ist eine Auswuchtmaschine zum dynamischen Auswuchten einer Welle, insbesondere einer Gelenkwelle, als bekannt zu entnehmen. Die Welle ist beispielsweise eine Welle eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, und wird mittels der Auswuchtmaschine ausgewuchtet, um eine übermäßige Unwucht der Welle zu vermeiden und in der Folge einen ruhigen Lauf der beispielsweise als Gelenkwelle ausgebildeten Welle zu realisieren.
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Zum Auswuchten der Welle wird diese in der Auswuchtmaschine angeordnet. Darunter ist zu verstehen, dass die Welle zumindest mittelbar an der Auswuchtmaschine abgestützt wird. Mittels der Auswuchtmaschine, insbesondere mittels wenigstens einer Spindel der Auswuchtmaschine, wird die Welle gedreht. Die Auswuchtmaschine umfasst eine Sensoreinrichtung, mittels welcher während des Drehens der Welle entstehende Schwingungen erfasst werden. Diese Schwingungen werden üblicherweise durch eine Unwucht der Welle verursacht, so dass die erfassten Schwingungen die Unwucht der Welle charakterisieren. In der Folge kann die Welle ausgewuchtet werden, um die Unwucht zu verringern oder zu vermeiden.
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Es hat sich gezeigt, dass die Welle, wenn sie an der Auswuchtmaschine abgestützt, das heißt in der Auswuchtmaschine angeordnet ist, von einer das Auswuchten der Welle durchführenden Person nur sehr schwer, das heißt mit einem nur sehr hohen Kraftaufwand gehandhabt und hierbei beispielsweise relativ zur Auswuchtmaschine bewegt werden kann. Jedoch können solche, durch die Person zu bewirkende Bewegungen der in der Auswuchtmaschine angeordneten Gelenkwelle relativ zur Auswuchtmaschine erforderlich sein, um ein vorteilhaftes und insbesondere präzises Auswuchten der Welle realisieren zu können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Abstützelement zu schaffen, mittels welchem eine Welle besonders einfach mittels einer Auswuchtmaschine ausgewuchtet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Abstützelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Abstützelement für eine Auswuchtmaschine zum dynamischen Auswuchten einer Welle, insbesondere einer Gelenkwelle, zeichnet sich dadurch aus, dass die Welle unter Vermittlung des Abstützelements an der Auswuchtmaschine abstützbar ist. Dabei umfasst das Abstützelement einen Grundkörper, durch welchen eine Aufnahme gebildet ist, in welcher zumindest ein Längenbereich der Welle anordenbar ist. In ihrem in der Aufnahme angeordneten Zustand umgibt der Grundkörper die Welle in deren Umfangsrichtung zumindest teilweise.
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Das erfindungsgemäße Abstützelement weist ferner wenigstens ein in der Aufnahme angeordnetes Kugellager auf, welches wenigstens eine um wenigstens zwei senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen relativ zu dem Grundkörper drehbare und dabei ortsfest an dem Grundkörper gehaltene Kugel umfasst, an welcher die Welle abstützbar ist. Dies bedeutet, dass die Kugel in der Aufnahme angeordnet ist, so dass die zumindest teilweise in der Aufnahme angeordnete Welle unter Vermittlung der relativ zu dem Grundkörper drehbaren jedoch ortsfest an dem Grundkörper gehaltenen Kugel an dem Abstützelement und über dieses an der Auswuchtmaschine abgestützt ist beziehungsweise abstützbar ist. Unter der ortsfesten Halterung der Kugel an dem Grundkörper ist zu verstehen, dass die Kugel um die zumindest zwei Drehachsen zwar relativ zu dem Grundkörper drehbar ist, jedoch sind die Drehachsen ortsfest, das heißt an dem Grundkörper festgelegt oder fixiert, so dass eine translatorische Bewegung der Kugel relativ zu dem Grundkörper und somit eine Bewegung der Drehachsen relativ zu dem Grundkörper beziehungsweise entlang des Grundkörpers unterbleiben, wenn die Kugel um die Drehachsen relativ zu dem Grundkörper gedreht wird.
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Zu einer solchen Drehung der Kugel kommt es beispielsweise dann, wenn die Welle in der Aufnahme angeordnet und an der Kugel abgestützt ist und relativ zu dem Grundkörper bewegt wird. Ist die Welle beispielsweise über die Kugel an dem Abstützelement und über dieses an der Auswuchtmaschine abgestützt, und wird dann beispielsweise die Welle in ihrer Umfangsrichtung relativ zu dem Grundkörper gedreht und/oder in axialer Richtung der Welle relativ zu dem Grundkörper translatorisch bewegt, so rollt oder wälzt die Kugel an der Welle, insbesondere an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche der Welle, ab, wobei sich die Kugel um wenigstens eine der Drehachsen relativ zu dem Grundkörper dreht und dabei jedoch ortsfest am Grundkörper festgelegt beziehungsweise fixiert bleibt.
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Durch den Einsatz des Kugellagers ist es somit möglich, die Welle in der Auswuchtmaschine anzuordnen und dabei über das Abstützelement an der Auswuchtmaschine abzustützen, wobei die Welle in ihrem über das Abstützelement an der Auswuchtmaschine abgestützten Zustand von einer das dynamische Auswuchten durchführenden Person auf einfache Weise, das heißt mit einer nur geringen Kraftanstrengung relativ zur Auswuchtmaschine bewegt werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass die Person die Welle in deren Umfangsrichtung relativ zur Auswuchtmaschine dreht und/oder in axialer Richtung der Welle relativ zur Auswuchtmaschine translatorisch bewegt, da die Welle bei ihrer Drehung beziehungsweise translatorischen Bewegung an der Kugel abrollen beziehungsweise abwälzen kann. Hierdurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Auswuchtvorgängen eine Arbeitserleichterung für die das Auswuchten durchführende Person realisiert werden. Darüber hinaus können Beschädigungen der beispielsweise als Gelenkwelle ausgebildeten Welle vermieden werden, wenn diese relativ zur Auswuchtmaschine bewegt wird, während sich die Welle bereits in der Auswuchtmaschine befindet. Außerdem können Beschädigungen der Auswuchtmaschine selbst vermieden werden. Ferner kann der Verschleiß wohl der Welle als auch der Auswuchtmaschine gering gehalten werden. Des Weiteren lässt sich mittels des erfindungsgemäßen Abstützelements eine Produktivitätssteigerung gegenüber herkömmlichen Auswuchtvorgängen realisieren.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Draufsicht eines Abstützelements für eine Auswuchtmaschine zum dynamischen Auswuchten einer Welle, insbesondere einer Gelenkwelle, welche unter Vermittlung des Abstützelements an der Auswuchtmaschine abstützbar ist, mit einem Grundkörper, durch welchen eine Aufnahme gebildet ist, in welcher zumindest ein Längenbereich der Welle anordenbar ist, und mit wenigstens einem in der Aufnahme angeordneten Kugellager, welches wenigstens eine um wenigstens zwei senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen relativ zu dem Grundkörper drehbare und dabei ortsfest an dem Grundkörper gehaltene Kugel umfasst, an welcher die Welle abstützbar ist;
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2 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht des Abstützelements;
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3 eine schematische und teilweise geschnittene Vorderansicht des Abstützelements; und
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4 eine schematische Schnittansicht des Abstützelements entlang einer in 3 gezeigten Schnittlinie A-A.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Abstützelement 10 für eine Auswuchtmaschine zum dynamischen Auswuchten einer Welle, insbesondere einer Gelenkwelle. Die Welle ist vorzugsweise eine Welle eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, und kommt beispielsweise in einem Antriebsstrang zum Antreiben des Kraftwagens zum Einsatz. Mittels der Auswuchtmaschine wird die Welle ausgewuchtet, um eine übermäßige Unwucht der Welle zu vermeiden und in der Folge einen ruhigen Lauf der Welle während des Betriebs des Kraftwagens zu realisieren.
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Die Auswuchtmaschine umfasst beispielsweise eine in den Figuren nicht dargestellte Hebevorrichtung, welche auch als Haltevorrichtung bezeichnet wird. Zum Auswuchten der Welle wird diese zumindest mittelbar in der Auswuchtmaschine angeordnet. Darunter ist zu verstehen, dass die Welle an der Auswuchtmaschine abgestützt beziehungsweise angeordnet wird. Dabei wird die Welle insbesondere an der Haltevorrichtung angeordnet.
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Die Auswuchtmaschine umfasst ferner wenigstens eine Antriebseinheit, welche beispielsweise als Spindel ausgebildet ist. Die Spindel ist beispielsweise um eine Drehachse drehbar, so dass die in der Auswuchtmaschine angeordnete Welle mittels der Antriebseinheit um die Drehachse drehbar ist. Hierzu wird die Welle in ihrem in der Auswuchtmaschine angeordneten Zustand mit der Spindel gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden.
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Des Weiteren umfasst die Auswuchtmaschine eine Erfassungseinrichtung, mittels welcher Schwingungen, die während des Drehens der Welle entstehen, erfasst werden. Diese Schwingungen resultieren aus einer Unwucht der Welle, so dass die erfassten Schwingungen die Unwucht der Welle charakterisieren. Im Rahmen des dynamischen Auswuchtens gilt es, die Unwucht der Welle zumindest zu reduzieren.
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Das Auswuchten der Welle wird von wenigstens einer menschlichen Person durchgeführt, die die Auswuchtmaschine beispielsweise bedient. Um ein besonders präzises Auswuchten der Welle zu realisieren, kann es erforderlich sein, dass die Person die bereits in der Auswuchtmaschine angeordnete Welle manuell relativ zur Auswuchtmaschine bewegt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Person die Welle in axialer Richtung der Welle relativ zur Auswuchtmaschine translatorisch bewegt und/oder dass die Person die Welle in deren Umfangsrichtung, insbesondere um die Drehachse, relativ zur Auswuchtmaschine dreht.
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Um nun dieses, von der Person bewirkte manuelle Bewegen der Welle relativ zur Auswuchtmaschine besonders einfach zu gestalten und somit ein besonders vorteilhaftes und einfach durchzuführendes Auswuchten zu realisieren, kommt das Abstützelement 10 zum Einsatz, unter dessen Vermittlung die Welle an der Auswuchtmaschine, insbesondere der Haltevorrichtung, abstützbar ist beziehungsweise abgestützt wird. Das Abstützelement 10 ist beispielsweise ein Einsetzteil oder eine Einlage, welche an der Auswuchtmaschine angeordnet werden kann und – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – als Rotationseinlage der Auswuchtmaschine ausgebildet ist.
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Das Abstützelement 10 umfasst einen Grundkörper 12, welcher auch besonders gut aus 2 bis 4 erkennbar ist. Beispielsweise ist der Grundkörper 12 aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Durch den Grundkörper 12 ist eine Aufnahme 14 gebildet, in welcher zumindest ein Längenbereich der Welle anordenbar ist. Mit anderen Worten, wird die Welle in der Auswuchtmaschine angeordnet, so wird zumindest ein Längenbereich der Welle in der Aufnahme 14 angeordnet, so dass dann der Grundkörper 12 den Längenbereich der Welle in deren Umfangsrichtung zumindest teilweise umgibt.
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Das Abstützelement 10 umfasst ferner eine Mehrzahl von in der Aufnahme 14 angeordneten Kugellagern, welche in Umfangsrichtung der Aufnahme 14 voneinander beabstandet und aufeinander folgend angeordnet sind. Die Umfangsrichtung der Aufnahme 14 und somit des Grundkörpers 12 fällt dabei mit der Umfangsrichtung der Welle zusammen.
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Aus 2 ist besonders gut erkennbar, dass der Grundkörper 12 auf einer der Aufnahme 14 beziehungsweise den Kugellagern 16 abgewandten Seite 18 eine weitere Aufnahme 20 aufweist. Beispielsweise ist ein separat vom Grundkörper 12 ausgebildetes, weiteres Bauelement der Auswuchtmaschine zumindest teilweise in der Aufnahme 20 anordenbar, so dass das als Einlegeteil beziehungsweise Einsatzteil oder Einlage ausgebildete Abstützelement 10 über die Aufnahme 20 formschlüssig mit dem weiteren Bauelement zusammenwirken kann. Dadurch kann das Abstützelement 10 an dem weiteren Bauelement angeordnet und insbesondere gehalten oder befestigt werden.
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Aus 3 ist erkennbar, dass der Grundkörper 12 eine Mehrzahl von Befestigungselementen 22 aufweist, welche vorliegend als Öffnungen, insbesondere Durchgangsöffnungen, ausgebildet sind. Beispielsweise sind die Öffnungen als Bohrungen ausgebildet, welche auch als Fixierbohrungen bezeichnet werden. Mittels der Befestigungselemente 22 kann das Abstützelement 10 an dem separat vom Abstützelement 10 ausgebildeten, weiteren Bauelement der Auswuchtmaschine festgelegt beziehungsweise befestigt werden, so dass der Grundkörper 12 nicht relativ zum weiteren Bauelement bewegt wird, wenn die in der Auswuchtmaschine angeordnete und dabei über das Abstützelement 10 an der Auswuchtmaschine abgestützte Welle relativ zum Grundkörper 12, insbesondere manuell von der Person, bewegt wird.
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Besonders gut aus 3 und 4 ist erkennbar, dass das jeweilige Kugellager 16 eine um wenigstens zwei senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen relativ zu dem Grundkörper 12 drehbare und dabei ortsfest an dem Grundkörper 12 gehaltene Kugel 24 aufweist, an welcher die Welle abstützbar ist. Im Rahmen des Auswuchtens wird die Welle in der Auswuchtmaschine angeordnet, wobei die Welle über die Kugeln 24 und somit über das Abstützelement 10 an der Auswuchtmaschine abgestützt wird. In ihrem an den Kugeln 24 abgestützten Zustand kann die Welle von der Person auf besonders einfache Weise relativ zum Grundkörper 12 und somit relativ zur Auswuchtmaschine in Umfangsrichtung der Welle gedreht sowie in axialer Richtung der Welle translatorisch bewegt werden, da sich die Kugeln 24 zumindest um die zwei Drehachsen relativ zum Grundkörper 12 drehen können und dabei jedoch ortsfest am Grundkörper 12 gehalten bleiben. Wird die Welle nämlich in ihrem an den Kugeln 24 abgestützten Zustand relativ zum Grundkörper 12 bewegt, insbesondere in Umfangsrichtung der Welle gedreht sowie in axialer Richtung der Welle translatorisch bewegt, so rollen oder wälzen die Kugeln 24 an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche der Welle, welche über die außenumfangsseitige Mantelfläche an den Kugeln 24 abgestützt ist, ab, so dass ein nur sehr geringer Kraftaufwand zum Bewegen der Welle relativ zu dem Grundkörper 12 erforderlich ist.
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Unter der ortsfesten Halterung der Kugeln 24 am Grundkörper 12 ist zu verstehen, dass die Kugeln 24, wenn sie relativ zum Grundkörper 12 gedreht werden, nicht relativ zum Grundkörper 12 translatorisch bewegt werden. Um eine besonders einfache Bewegbarkeit der Welle zu realisieren, ist es vorliegend vorgesehen, dass die Kugeln 24 frei in alle möglichen Richtungen relativ zu dem Grundkörper 12 drehbar und dabei ortsfest an dem Grundkörper 12 gehalten sind.
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Hierzu umfasst das jeweilige Kugellager 16 beispielsweise eine Aufnahme 26, welche – wie aus 4 erkennbar ist – am Grundkörper 12 festgelegt und dabei zumindest teilweise am Grundkörper 12 angeordnet ist. Die jeweilige Kugel 24 ist dabei an der jeweiligen Aufnahme 26 in alle möglichen Richtungen drehbar gehalten, so dass sich die jeweilige Kugel 24 in alle möglichen Richtungen relativ zur Aufnahme 26 und relativ zum Grundkörper 12 drehen kann, jedoch ortsfest an der Aufnahme 26 und somit am Grundkörper 12 gehalten bleibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013101375 A1 [0002]
