DE102019207096A1 - Vorrichtung zur Ausrichtung von parallel zueinander angeordneten Wellen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung von parallel zueinander angeordneten Wellen (1, 5) einer Zahnradstufe, wobei die Wellen (1, 5) jeweils Wellenenden (5a) aufweisen, die in einem Gehäuse gelagert sind.Es wird vorgeschlagen, dass die Wellenenden (5a) zumindest einer Welle (5) mittelbar oder direkt in exzentrischen Buchsen (7, 8) angeordnet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung von parallel zueinander angeordneten Wellen einer Zahnradstufe, wobei die Wellen jeweils Wellenenden aufweisen, die in einem Gehäuse gelagert sind.
• Die Wellen einer Zahnradstufe, z. B. einer Stirnradstufe in einem Getriebe sollen in der Regel einen konstanten Achsabstand aufweisen, damit ein gleichmäßiger Zahneingriff und eine über die Breite der Zahnräder gleichmäßige Lastverteilung stattfindet. Bei der Fertigung und Montage von Zahnradstufen kann es jedoch vorkommen, dass die Längsachsen der Getriebewellen, auf welchen die Zahnräder angeordnet sind, nicht parallel verlaufen, z. B., weil die Lager der Wellen einen Versatz aufweisen. In diesem Falle liegt eine Fehlstellung vor, die nachträglich, d. h. nach der Montage der Getriebewellen korrigiert werden muss.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, derartige Fehlstellungen zu korrigieren. Allgemein besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, den Achsabstand von Wellen einer Zahnradstufe einstellbar zu gestalten.
• Erfindungsgemäß ist bei einer Zahnradstufe vorgesehen, dass die Wellenenden in exzentrischen Buchsen, kurz auch Exzenterbuchsen genannt, angeordnet sind, die ihrerseits in einem Gehäuse aufgenommen sind. Durch die exzentrische Anordnung der Wellenenden ergibt sich die Möglichkeit, durch Verdrehen der Exzenterbuchse den Achsabstand im Bereich des Lagers zu verändern. Damit wird der Vorteil erreicht, dass Fertigungsungenauigkeiten, die zu einer Fehlstellung der Wellen geführt haben, nachträglich mittels der Exzenterbuchse korrigiert werden können. Vorzugsweise sind beide Wellenenden in Exzenterbuchsen angeordnet.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Exzenterbuchse einen kreisförmigen Umfang mit einem Kreismittelpunkt und eine exzentrisch innerhalb der Exzenterbuchse angeordnete Bohrung mit einem Bohrungsmittelpunkt auf, welcher gegenüber dem Kreismittelpunkt um eine Exzentrizität versetzt ist. Die Mittelachsen der Exzenterbuchse und der exzentrischen Bohrung verlaufen also parallel zueinander, sind jedoch um den Betrag der Exzentrizität gegeneinander versetzt. In der exzentrischen Bohrung ist ein Wellenende aufgenommen, welches somit ebenfalls exzentrisch in der Exzenterbuchse angeordnet ist. Die Exzenterbuchse ist im Gehäuse um ihre Mittelachse verdrehbar, d. h. in Drehrichtung verstellbar angeordnet.
• Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind beide Wellenenden einer Welle jeweils in einer Exzenterbuchse aufgenommen. Damit wird der Vorteil erreicht, dass der Achsabstand an beiden Wellenenden korrigiert werden kann.
• Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann zwischen dem Wellenende und der exzentrischen Bohrung ein Wälzlager angeordnet sein. Damit sind die Wellenenden gegenüber den Exzenterbuchsen wälzgelagert, wodurch sich geringe Lagerverluste ergeben.
• Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Exzenterbuchse mit ihrer exzentrischen Bohrung als Gleitlagerbuchse ausgebildet sein, so dass die exzentrische Bohrung eine Lagerbohrung für die Aufnahme eines Wellenendes bildet. Somit können die Wellenenden in den Exzenterbuchsen gleitgelagert werden. Diese Lösung erfordert minimalen Bauraum in radialer Richtung.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
• 1 eine Anordnung von zwei Wellen einer Zahnradstufe mit Fehlstellung einer Welle,
• 2 eine Exzenterbuchse mit darin gelagertem Wellenende,
• 3 eine Anordnung der Wellen der Zahnradstufe mit korrigierter Ausrichtung und
• 4 die Exzenterbuchse mit korrigierter Lage des Wellenendes.
• 1 zeigt die Anordnung einer ersten Welle 1 mit einer Längsachse a, einem ersten Zahnrad 2 und endseitigen Lagern 3, 4 sowie einer zweiten Welle 5 mit einer Längsachse b, einem zweiten Zahnrad 6 und endseitigen Lagerbuchsen 7, 8. Die beiden Wellen 1, 5 mit den beiden Zahnrädern 2, 6 bilden eine Zahnradstufe, z. B. in eine Stirnradstufe in einem Getriebe oder einen Zahneingriff eines Planetengetriebes. Die zweite Welle 5 ist - z. B. aufgrund eines Fertigungsfehlers - fehl ausgerichtet, d. h. sie weist in Relation zur ersten Welle 1 eine Fehlstellung auf: Wie aus der Zeichnung ersichtlich, verläuft die Längsachse b der zweiten Welle 5 nicht parallel, sondern schräg zur Längsachse a der ersten Welle 1. Dies hat zur Folge, dass das erste Zahnrad 2 und das zweite Zahnrad 6 nicht gleichmäßig miteinander in Zahneingriff stehen, was grundsätzlich nicht erwünscht ist.
• 2 zeigt die Lagerbuchse 7 in einer Ansicht in Richtung der Längsachse b. Die Lagerbuchse 7 ist als exzentrische Buchse 7 ausgebildet und weist einen kreisförmigen Umfang 7a mit einem ersten Mittelpunkt M und eine exzentrische, kreiszylindrische Bohrung 7b mit einem zweiten Mittelpunkt B auf, wobei die beiden Mittelpunkte B, M, welche die Durchstoßpunkte der zugehörigen Zylinderachsen bilden, um den Betrag einer Exzentrizität e gegeneinander versetzt sind. Die exzentrische Buchse 7, auch kurz Exzenterbuchse 7 genannt, ist in einer nicht dargestellten Bohrung eines Gehäuses, verdrehbar um den Mittelpunkt M bzw. die zugehörige Zylinderachse, angeordnet. Innerhalb der zylindrischen Bohrung 7b ist ein Ende der zweiten Welle 5, das Wellenende 5a, gelagert, wobei der Mittelpunkt B den Durchstoßpunkt der Längsachse b durch die Zeichenebene markiert. Bei einer Verdrehung oder Verschwenkung der exzentrischen Buchse 7 um ihren Mittelpunkt M bzw. die zugehörige Zylinderachse wandert der Mittelpunkt B des Wellenendes 5a bzw. dessen zugehörige Achse b auf einem Kreis um den Mittelpunkt M, so dass sich die Position des Mittelpunktes B und damit die Lage des Wellenendes 5a verändern lässt. Diese Veränderung oder Verstellung kann manuell mit Hilfe eines Werkzeuges oder automatisch mittels eines Aktuators erfolgen.
• 3 zeigt die beiden Wellen 1, 5' in einer Anordnung, bei welcher die Fehlstellung der zweiten Welle 5' korrigiert wurde und beide Wellenachsen a, b parallel zueinander verlaufen. Um die fehlerhafte Ausrichtung zu korrigieren, wurde die Exzenterbuchse 7 gem. 2 im Uhrzeigersinn um 90° verdreht.
• 4 zeigt die durch Verdrehen verstellte Exzenterbuchse 7' mit dem Wellenende 5a: Man erkennt aus der Zeichnung, dass der Mittelpunkt B' aus der Position gem. 2 nach oben gewandert ist und oberhalb des Mittelpunktes M liegt. Die Exzentrizität e wurde aus der Horizontalen gem. 2 in eine Vertikale gem. 4 verstellt. Aus dieser Verstellung resultiert eine parallele Ausrichtung der beiden Wellen 1, 5' (3).
• Vorzugsweise sind beide Lagerbuchsen 7, 8 für die Lagerung der zweiten Welle 5 - wie oben beschrieben - als exzentrische Buchsen ausgebildet. Darüber hinaus können ebenso die Lager 3, 4 für die erste Welle 1 als exzentrische Buchsen ausgebildet werden, um den Achsabstand im Falle einer Fehlstellung korrigieren zu können. Die Verstellung der Wellenenden mittels der erfindungsgemäßen Exzenterbuchse, welche oben lediglich beispielhaft erläutert wurde, kann auch in der Weise erfolgen, dass parallel zueinander ausgerichtete Wellen derart in ihrem Achsabstand verändert werden, dass sich bewusst eine Schief- oder Schrägstellung und damit ein ungleichmäßiger Zahneingriff der Zahnräder ergibt. Dies kann unter bestimmten Umständen, z. B. bei ungleichmäßiger Belastung der Zahnräder von Vorteil sein.
• In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Wellenenden unmittelbar in den exzentrischen Bohrungen beider Exzenterbuchsen gelagert. Um die Lagerverluste möglichst gering zu halten, kann die Exzenterbuchse als Gleitlagerbuchse ausgebildet sein, d. h. die Wandung der exzentrischen Bohrung besteht aus einem Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften. Andererseits ist es auch möglich, was nicht dargestellt ist, zwischen dem Wellenende und der Wandung der exzentrischen Bohrung ein Wälzlager anzuordnen, so dass der Innenring des Wälzlagers auf dem Wellenende und der Außenring des Wälzlagers von der Wandung der exzentrischen Bohrung aufgenommen wird.
• Bezugszeichenliste

1

erste Welle

2

erstes Zahnrad

3

Lager

4

Lager

5

zweite Welle, Fehlstellung

5'

zweite Welle, ausgerichtet

5a

Wellenende

6

zweites Zahnrad

7

Lagerbuchse/Exzenterbuchse

7'

Exzenterbuchse, verdreht

7a

Umfang Exzenterbuchse

7b

exzentrische Bohrung

8

Lagerbuchse

a

Achse, erste Welle

b

Achse, zweite Welle

B

Mittelpunkt, exzentrische Bohrung

B'

Mittelpunkt, verstellt

e

Exzentrizität

M

Mittelpunkt, Umfang 7a

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Ausrichtung von parallel zueinander angeordneten Wellen (1, 5) einer Zahnradstufe, wobei die Wellen (1, 5) jeweils Wellenenden (5a) aufweisen, die in einem Gehäuse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenenden (5a) zumindest einer Welle (5) mittelbar oder direkt in exzentrischen Buchsen (7, 8) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die exzentrische Buchse (7, 8) einen kreisförmigen Umfang (7a) mit einem ersten Mittelpunkt (M) und eine exzentrische Bohrung (7b) mit einem zweiten Mittelpunkt (B) aufweist und dass der zweite Mittelpunkt (B) um eine Exzentrizität (e) gegenüber dem ersten Mittelpunkt (M) versetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellenende (5a) in der Bohrung (7b) aufgenommen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wellenende (5a) und der Bohrung (7b) ein Wälzlager angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die exzentrische Buchse (7) als Gleitlagerbuchse ausgebildet und das Wellenende (5a) direkt in der Bohrung (7b) gelagert ist.

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