DE10207216A1

DE10207216A1 - Vorrichtung zum Prüfen eines Zahnradgetriebes, insbesondere eines Kegelradgetriebes

Info

Publication number: DE10207216A1
Application number: DE2002107216
Authority: DE
Inventors: George Marsland; Franz-Josef Joachim; Andreas Kesler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-09-04

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Prüfen eines Zahnradgetriebes, insbesondere eines Kegelradgetriebes, vorgeschlagen, welche eine Verstelleinrichtung aufweist, die einen Achsversatz zwischen sich kreuzenden Wellen des zu prüfenden Zahnradgetriebes ausgleicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen eines Zahnradgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Insbesondere für Festigkeitsuntersuchungen z. B. an Verzahnungen können Prüfstände mit geschlossenem Verspannkreis verwendet werden. Es ist denkbar, dass der verwendete Verspannkreis mechanisch geschlossen wird. Andere Möglichkeiten stellen hydraulische Verspannungseinrichtungen, wie z. B. mit einem Hydromotor und einer Pumpe, oder elektrische Verspannungseinrichtungen dar, wie z. B. mit einem E- Motor und einem Generator.
Eine Vorrichtung zum Prüfen von Zahnradpaarungen ist aus der DE 198 05 756 bekannt. Die Vorrichtung weist ein Prüfpaar auf, welches eine Schrägverzahnung und/oder Kegelradverzahnung hat. Es sind im wesentlichen achsparallele Wellenstränge mit einer Verspanneinrichtung vorgesehen. Das Prüfpaar wird über einen Antriebsmotor angetrieben. Die Verspanneinrichtung erzeugt ein Verspannmoment, wobei über die Verzahnung des Prüfradpaares auf den Druckkamm entgegengesetzt wirkende Axialkräfte erzeugt werden. Bei der bekannten Vorrichtung ist eine Welle des Wellenstranges mit dem zugehörigen Prüfrad in Richtung der entsprechenden Axialkraft im Gehäuse verschiebbar gelagert.
Eine sehr verlustarme Möglichkeit zur Realisierung eines Verspannkreises ist die mechanische Leistungsrückführung. Hierbei wird die "Bremsleistung" mittels mechanischer Übertragungselemente, wie Zahnräder, Ketten, Riemen, oder Wellen zurückgeführt. Bei einer derartigen Vorrichtung zum Prüfen eines Zahnradgetriebes, insbesondere eines Kegelradgetriebes, mit einer mechanischen Leistungsrückführung erfolgt die Anpassung der Prüfstandsübersetzung an die Kegelradprüfgetriebeübersetzung über Wechselräder. Dabei werden unterschiedliche Prüfradsätze, wie z. B. Kegel- oder Hypoidgetriebe, durch axiale Verschiebung der Einbauposition über entsprechende Adapterteile in Eingriff gebracht. Wenn Hypoidradsätze untersucht werden sollen, ergibt sich das Problem, dass die Ritzel und Tellerradachse nicht mehr in einer Ebene liegen, sondern sich mit entsprechendem Achsversatz kreuzen. Dies erschwert die Realisierung des mechanischen Verspannkreises, da in Folge des Leistungsflusses dieser Achsversatz wieder ausgeglichen werden muss. Dies wird dadurch erreicht, dass an dem vorhandenen Kegelradverspannungsprüfstand als Übertragungskegelradsatz ebenfalls ein Hypoidradsatz verwendet wird, der den gleichen Achsversatz wie der Prüfradsatz aufweist, aber in umgekehrter Richtung angeordnet ist. Somit liegen die beiden Verbindungswellen wieder auf gleicher Höhe.
Bei der bekannten Vorrichtung sind jedoch weitere Anpassungsbauteile erforderlich. Insbesondere ist die Fertigung entsprechender achsversetzter Hypoidradsätze für das Kegelradübertragungsgetriebe und die Fertigung entsprechender Getriebegehäuseteile zur Realisierung des achsversetzten Welleneinbaus im Kegelradprüfgetriebe sowie im Kegelradübertragungsgetriebe erforderlich, welches den Bauaufwand in nachteiliger Weise erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der eine Einstellung eines Achsversatzes ohne Erhöhung des Bauaufwandes möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen eines Zahnradgetriebes vorgeschlagen, welche eine Verstelleinrichtung aufweist, mit der ein Ausgleich des Achsversatzes bei sich kreuzenden Wellen eines zu prüfenden Zahnradsatzes bzw. -getriebes, insbesondere eines Kegelradsatzes oder Hypoidradsatzes, auf einfachste Weise möglich ist. Somit kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Achsversatz an der Antriebswelle ohne erheblichen Bauaufwand ausgeglichen werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die Verstelleinrichtung an einer Antriebswelle und an einer Zwischenwelle angreift. Die Antriebswelle ist mit dem zu prüfenden Zahnradgetriebe bzw. Kegelradgetriebe gekoppelt. Die Zwischenwelle ermöglicht eine Verbindung zwischen der Antriebswelle und einer Antriebseinheit, wobei die Verstelleinrichtung zum Einstellen des Achsversatzes um die Zwischenwelle schwenkbar ist. Der Achsversatz kann in vorteilhafter Weise durch eine Höhenverstellung der Antriebswelle ausgeglichen bzw. eingestellt werden. Dazu können im Rahmen einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung für die Lagerung der Antriebswelle Schwingen und Lagerhalter vorgesehen sein.
Wenn als Prüfvorrichtung ein Kegelradverspannungsprüfstand mit mechanischer Leistungsrückführung verwendet wird, können vorzugsweise für die Lagerung der Antriebswelle Schwingen und Lagerhalter jeweils in einem Stirnradübertragungsgetriebekasten und in einem Kegelradprüfgetriebekasten vorgesehen werden. Die Drehpunkte der gelagerten Schwingen können auf einer Achse liegen, welche parallel zur Antriebswelle ausgerichtet ist. Vorzugsweise kann der Drehpunkt der in dem Stirnrad-Übertragungsgetriebekasten vorgesehenen Schwinge auf der Achse der Zwischenwelle und der Drehpunkt der in dem Kegelradprüfgetriebekasten vorgesehenen Schwinge auf der verlängerten Achse der Zwischenwelle vorgesehen sein. Durch die Wahl der Drehpunkte der Schwingen auf einer gemeinsamen Achse bleibt auch das Übertragungsgetriebe bzw. die Wechselräder bei der Verstellung des Achsversatzes der Antriebsachse in Eingriff. Bezüglich ihrer geometrischen Abmessungen können die Schwingen bevorzugt identisch ausgebildet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann zwischenwellenseitig eine Doppelarmschwinge und Kegelradgetriebeseitig eine Einarmschwinge vorgesehen sein. Das von dem Drehpunkt jeder Schwinge abgewandte Ende kann an der Antriebswelle gelagert sein.
Es ist auch möglich, anders ausgestaltete Lagerelemente zu verwenden. Die als Lagerelemente vorgesehenen Schwingen können eine reine Führungsfunktion aufweisen, wobei dann die festgelegte Position der Antriebswelle z. B. über entsprechende Lagerhalter vorgesehen ist. Die Lagerhalter können fest mit dem jeweiligen Kastengehäuse verbunden sein. Es ist auch denkbar, dass die Schwingen entsprechend massiv und fest positionierbar ausgeführt sind, beispielsweise durch eine geeignete Verschraubung oder dergleichen. Jedoch kann auch eine geeignete Kombination der beiden vorgenannten Möglichkeiten der Antriebswellenfixierung vorgesehen sein.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass jeder Lagerhalter mittels Distanzleisten oder dergleichen fixiert wird. Somit kann die Antriebswelle hinsichtlich ihrer Höhe fixiert und somit ein vorliegender Achsversatz ausgeglichen werden. Diese Lagerung der Antriebswelle kann zwischenwellenseitig und kegelradgetriebeseitig vorgesehen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung eines Kegelradgetriebes mit einem geschlossenen Verspannkreis und mechanischer Leistungsrückführung;
Fig. 2 eine vergrößerte, teilgeschnittene Ansicht gemäß Fig. 1 mit einer Verstelleinrichtung und
Fig. 3 eine um 90° gedrehte Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine mögliche Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Prüfen eines Kegelradgetriebes dargestellt, die eine mechanische Leistungsrückführung aufweist.
Die Vorrichtung hat eine Antriebswelle 1 und eine Übertragungswelle 2, welche jeweils mit einem Ende in einem Kegelradprüfgetriebekasten 3 und mit dem anderen Ende in einem Stirnradübertragungsgetriebekasten 4 gelagert sind. In dem Kegelradprüfgetriebekasten 3 sind das zu prüfende Kegelradgetriebe 13 und ein Kegelradübertragungsgetriebe 14 vorgesehen. In dem Stirnradübertragungsgetriebekasten 4 sind die Wechselräder 6, die Übertragungsstirnräder 6a, die Zwischenräder 6b und die Zwischenwelle 5 vorgesehen.
Als Antriebseinheit der Antriebswelle 1 ist ein Elektromotor 15 vorgesehen, welcher über Zwischenräder 6b mit der Welle 5 gekoppelt ist, die wiederum über die Übertragungsstirnräder 6a letztendlich mit der Antriebswelle 1 gekoppelt ist. Zur Anpassung an das zu prüfende Kegelradgetriebe sind die Wechselräder 6 in dem Stirnradübertragungsgetriebekasten 4 vorgesehen, welche die Verbindungswelle 2 mit der Zwischenwelle 5 koppeln. An der Antriebswelle 1 ist eine mechanische Verspanneinrichtung 7 und eine Drehmoment- Messnabe 8 vorgesehen. Der Leistungsfluss ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.
In Fig. 2 ist eine vergrößerte, teilgeschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, welche eine Verstelleinrichtung 9 aufweist. Mit der Verstelleinrichtung 9 kann ein vorliegender Achsversatz zwischen sich kreuzenden Wellen des zu prüfenden Kegelradgetriebes ausgeglichen bzw. eingestellt werden. Die Verstelleinrichtung 9 greift an der Antriebswelle 1, welche mit dem zu prüfenden Kegelradgetriebe 13 gekoppelt ist, und an der Zwischenwelle 5 an, welche eine Verbindung zwischen der Antriebswelle 1 und dem Elektromotor 15 realisiert, sodass die Verstelleinrichtung 9 zum Einstellen des Achsversatzes um die Zwischenwelle 5 schwenkbar ist.
Die Verstelleinrichtung 9 weist zum Höhenverstellen der Antriebswelle 1 eine Lagerung aus Schwingen 10, 10' und Lagerhaltern 11, 11' auf. Die Schwingen 10, 10' und die Lagerhalter 11, 11' sind zur Lagerung der Antriebswelle 1 sowohl in dem Stirnradübertragungsgetriebekasten 4 als auch in dem Kegelradprüfgetriebekasten 3 vorgesehen. In dem Stirnradübertragungsgetriebekasten 4 ist die Schwinge 10 als Doppelarmschwinge ausgebildet, wobei der Drehpunkt der Schwinge 10 auf der Achse der Zwischenwelle 5 vorgesehen ist. Das von dem Drehpunkt abgewandte Ende der Schwinge 10 ist drehbar an der Antriebswelle 1 gelagert. Die Schwinge 10' in dem Kegelradprüfgetriebekasten 3 ist als Einarmschwinge ausgebildet, wobei deren Drehpunkt auf einer verlängerten Achse der Zwischenwelle 5 vorgesehen ist, wobei ein getriebegehäusefester Drehpunkt 16 verwendet wird.
Der Lagerhalter 11 ist ebenfalls an der Antriebswelle 1 gelagert und mit seinem der Antriebswelle 1 abgewandten Ende über Distanzleisten 12 mit dem Stirnradübertragungsgetriebekasten 4 fest verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine in Fig. 3 angedeutete Verschraubung 17 realisiert werden. Auf diese Weise kann der Lagerhalter 11 an dem Stirnradübertragungsgetriebekasten 4 fixiert werden. Somit kann die Antriebswelle 1 hinsichtlich ihrer Höhe fixiert werden und der Achsversatz entsprechend ausgeglichen werden. Die Höhenverstellung der Antriebswelle 1 ist in Fig. 3 durch den Pfeil 18 angedeutet.
In dem Kegelradprüfgetriebekasten 3 ist ebenfalls ein Lagerhalter 11' vorgesehen, der auch an der Antriebswelle 1gelagert ist und mit seinem der Antriebswelle 1 abgewandten Ende an dem Kegelradprüfgetriebekasten 3 befestigt ist. Auch hier kann eine geeignete Distanzleiste 12' zur Befestigung vorgesehen werden.
Auf diese Weise werden zur Einstellung des Achsversatzes geeignete Distanzleisten 12, 12' für die Lagerhalter 11, 11' benötigt, jedoch sind keine weiteren Anpassungsteile bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich. Somit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Kegelradgetriebe mit kreuzenden Wellen ohne weiteres geprüft werden. Bezugszeichen 1 Antriebswelle
2 Übertragungswelle
3 Kegelradprüfgetriebekasten
4 Stirnradübertragungsgetriebekasten
5 Zwischenwelle
6 Wechselräder
6a Übertragungsstirnräder
6b Zwischenräder
7 mechanische Verspanneinrichtung
8 Drehmoment-Messnabe
9 Verstelleinrichtung
10 Schwinge
10' Schwinge
11 Lagerhalter
11' Lagerhalter
12 Distanzleisten
13 Kegelradprüfgetriebe
14 Kegelradübertragungsgetriebe
15 Elektromotor
16 getriebegehäusefester Drehpunkt
17 Verschraubung
18 Pfeil (Höhenverstellung)

Claims

1. Vorrichtung zum Prüfen eines Zahnradgetriebes, insbesondere eines Kegelradgetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung (9) vorgesehen ist, welche einen Achsversatz zwischen sich kreuzenden Wellen des zu prüfenden Zahnradgetriebes ausgleicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (9) an einer Antriebswelle (1), mit der das zu prüfende Zahnradgetriebe (13) gekoppelt ist, und an einer Zwischenwelle (5) angreift, über die eine Verbindung zwischen der Antriebswelle (1) und einer Antriebseinheit realisierbar ist und um die die Verstelleinrichtung (9) zum Einstellen des Achsversatzes schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (9) zum Höhenverstellen der Antriebswelle (1) eine Lagerung mit Schwingen (10, 10') und Lagerhaltern (11, 11') aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehpunkte der Schwingen (10, 10') auf der Achse der Zwischenwelle (5) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischenwellenseitig angeordnete Schwinge (10) als Doppelarmschwinge ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zahnradgetriebeseitig angeordnete Schwinge (10') als Einarmschwinge ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingen (10, 10') hinsichtlich ihrer Länge im wesentlichen identische Abmessungen aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Drehpunkt abgewandte Ende jeder Schwinge (10, 10') an der Antriebsachse (1) drehbar gelagert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lagerhalter (11, 11') an der Antriebsachse (1) gelagert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Antriebsachse (1) abgewandte Ende jedes Lagerhalters (11, 11') über Distanzleisten (12, 12') zum Höhenverstellen der Antriebswelle (1) an einem Kegelradprüfgetriebekasten (3) oder an einem Stirnradübertragungsgetriebekasten (4) befestigt ist.