DE1042907B

DE1042907B - Anordnung zum Ausmessen der Betriebsgroessen einer Gelenkwelle

Info

Publication number: DE1042907B
Application number: DES53685A
Authority: DE
Inventors: Kurt Neumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-05-29
Filing date: 1957-05-29
Publication date: 1958-11-06

Description

Anordnung zum Ausmessen der Betriebsgrößen einer Gelenkwelle Beispielsweise bei Straßenfahrzeugen werden zur Kraftübertragung vom Motor zur Antriebsachse in der Regel Gelenkwellen (auch Kardanwellen oder Hooksche Wellen genannt) benutzt. Mit Hilfe dieser Wellen kann der Motor im Fahrzeug aufgehängt werden, ohne daß die Beweglichkeit der das Fahrzeug treibenden Achse eingeschränkt wird. In den Fig. 1 und 2 ist das Beispiel eines solchen Fahrzeuges schematisch angedeutet. Die Eingangswelle3 des Getriebes der Hinterachse 4 wird über die Kardanwelle 2 von der Welle 1 des Motors 5 angetrieben. Sowohl durch das Hochlegen des Motors als auch durch seine einseitige Anordnung ist es bedingt, daß die Motorwelle 1 gegenüber der Eingangswelle 3 des Hinterachsgetriebes verschoben ist. Herstellungs- bzw.
Alontageungenauigkeiten und aadi Betriebseinfiüsse, wie beispielsweise das Aufbäumen von Motor und Hinterachsgetriebe beim Anfahren und Bremsen, eine Veränderung der Achslage durch Belastung des Fahrzeuges sowie Kurvenfahren und Überfahren von Hindernissen, beeinflussen die Größe der Verschiebung zwischen der Motorwelle 1 und der Eingangswelle 3 des Hinterachsgetriebes und bewirken ein Abweichen von der Parallelität zwischen diesen beiden Wellen.
Diese Störungen können Dreh- und Biegeschwingungen veranlassen, die Motorschäden zur Folge haben. Beispielsweise können bei elektrischen Antriebsmotoren hierdurch rhythmische Druckschwankungen der Bürsten entstehen, die zu Flachstellen der Kommutatoren führen.
Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zum Ausmessen der Betriebsgrößen von Gelenkwellen, mit deren Hilfe beispielsweise in Straßenfahrzeugen verwendete Gelenkwellen einer genauen Untersuchung unterzogen werden können, so daß es möglich ist, die Ursachen der eingangs genannten Störungen zu ermitteln und für entsprechende Abhilfe zu sorgen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß nach der Kinematik der Gelenkwellen für den Betrieb einer Gelenkwelle drei Betriebsgrößen maßgebend sind, und zwar sind dies die Beugungswinkel rt und yz zwischen der eigentlichen Kardanwelle und der antreibenden bzw. der getriebenen Welle und der Versetzwinkel t! zwischen den beiden Ebenen, die von der eigentlichen Kardanwelle und der treibenden bzw. der angetriebenen Welle aufgespannt werden. An Hand der Darstellung der Fig. 3 seien diese drei Betriebsgrößen erläutert. In dieser Figu-r -sind in perspektivischer Darstellung die antreibende Welle 1 (Motorwelle), die Kardanwelle 2 und die getriebene Welle 3 (Eingangswelle des Getriebes der Antriebsachse) schematisch dargestellt. Die Wellen 1 und 2 spannen die Ebene 1 und die Wellen 2 und 3 die Ebene II auf. Der Winkel zwischen diesen beiden Ebenen ist der Versetz- winkel q?. Der zwischen der Verlängerung der Kardanwelle 2 und der antreibenden Welle 1 liegende Winkel ist der Beugungswinkel y, und der zwischen der Verlängerung der Kardanwelle 2 und der angetriebenen Welle 3 liegende Winkel ist der Beugungswinkel Y2 Für die Untersuchung beispielsweise eines Straßenfahrzeuges mit Gelenkwellenantrieb ist nun die genaue Kenntnis dieser drei Betriebsgrößen wesentlich.
Zum Ausmessen dieser Betriebsgrößen sieht die Erfindung eine vorzugsweise in ihrer Länge einstellbare, in sich verdrehbare Meßwelle vor, die über prismatisch gelagerte Gelenkstücke mit den Wellen des auszumessenden Systems verbindbar ist. Vorteilhafterweise besteht die Meßwelle aus zwei durch Paßelemente unter einem definierten Verdrehungswinkel axial zusammensetzbaren Hauptwellen. Der Verdrehungswinkel dieser Hauptwellen kann dann an einer Skala abgelesen werden.
Die Meßwelle der Meßanordnung gemäß der Erfindung wird mit Hilfe von Anschlußflanschen zur Bestimmung der Betriebsgröße einer Gelenkwelle an Stelle der an sich vorhandenen Gelenkwelle in ein Fahrzeug eingebaut. Die Vorzüge der Meßanordnung gemäß der Erfindung liegen einmal in ihrem handlichen Gewicht und zum zweiten in einer leichten Montierbarkeit, wobei zu beachten ist, daß Gelenkwellen in der Regel durch Durchbrüche im Fahrgestell geführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel einer Meßanordnung gemäß der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Meßwelle 6 der Meßanordnung ist über die prismatisch gelagerten Gelenkstücke 7 und 8 mit den Anschlußflanschen 9 und 10 versehen, die an die Flansche der Wellen des auszumessenden Systems angesetzt werden.
Die Meßwelle 6 besteht aus den beiden axial zusammensetzbaren Hauptwellen 11 und 12, die an der Stelle A mit Hilfe der Verbindungsflansche 13 und 14 sowie der Paßstifte 15 unter einem definierten Verdrehungswinkel zusammengefügt werden. Die Unterteilung der Äleßwelle 6 in die beiden Hauptwellen 11 und 12 an der Stelle A kann dazu benutzt werden, um durch Einsetzen des Verlällgerungsstückes 16 die Gesamtlänge der Meßwelle 6 zu vergrößern.
Eine weitere Möglichkeit, die Äfeßwelle 6 zu verlängern. ist durch die auf der Hauptwelle 11 vorgesehene, gegen Verdrehen gesicherte. axial verschiebbare Hülse 17 gegeben, die auf der Hülse 18 der Hauptwelle 11 axial gleiten kann. Der korrekte Sitz der Hülse 17 auf der Hülse 18 wird dabei durch die Paßfedern 19 erzielt.
Für die prismatische Lagerung der Gelenkstücke 7 bzw. 8 sind die Hauptwellen 11 bzw. 12 mit den Gelenkbolzen 28 bzw. 21 versehen. die sich in prismatischen Zapfenlagern der Gelenkstücke 7 bzw. 8 drehen.
Die Gelenkbolzen 20 bzw. 21 werden von den Spanntraversen 22 bzw. 23 gehalten, die über Tellerfedern mit den Gelenkstiicken 7 bzw. 8 verbunden sind, so daß die Gelenkbolzen 20 und 21 der N'ießwelle 6 spielfrei gegen die Zapfenlager der Gelenkstücke 7 und 8 gedrüclit werden. Die Gesamthöhe der leicht auswechselharen Anschlufifiansche und der Gelenkstücke ist dabei so abgestimmt, daß die Gelenkbolzen 20 und 21 an die Steile der Drehpunkte des auszumessenden Gelenkwellenantriebes zu liegen kommen.
Durch Drehen der mittels der Ringspannfutter 26 bzw. 27 in den Anschlufifianschen 9 bzw. 10 festklemmbaren Gelenkstücke 7 bzw. 8 lassen sich die Hauptwellen 11 bzw. 12 der Mefiwelle 6 in jede beliebige Richtung innerhalb des Meßbereiches bringen.
Durch die prismatische Ausgestaltung der Lagerung der Gelenkstücke7 bzw. 8 wird jedoch ein Schwenken der Hauptwellen 11 bzw. 12 in bestimmter Richtung erzwungen, und zwar in Richtung der Ebene I bzw. II der Fig. 3. Da nun durch die Paßstifte 15 die beiden Hauptwellen 11 und 12 der Meßwelle 6 nur unter einem bestimmten definierten Verdrehungswinkel miteinander verbunden werden können, muß durch eine Verdrehung der Hülse 17 gegenüber der Hülse 18 eine Verdrehung der Meßwelle erzwungen werden.
Dieser Verdrehungswinkel ist gleich dem auszumessenden Versetzwinkel . Er läßt sich an der Skala 28 mit Hilfe der Marke 29 ablesen.
Um die Beugungswinkel rr und 1>2 der Gelenkstücke 7 und 8 gegenüber den Hauptwellen 11 und 12 ausmessen zu können, sind die Gelenkstücke7 und 8 mit plan geschliffenen Meßbunden versehen gegen die die Taststifte 30 bzw. 31 der auf den Hauptwellen 11 bzw. 12 drehbaren und axial verschiebbaren Meßhülsen 32 bzw. 33 durch Spiralfedern gedrückt werden. Bei einer Umdrehung der Meßhülsen 32 bzw.
33 werden diese also entsprechend der Neigung der Gelenkstücke 7 bzw. 8 gegenüber den Hauptwellen 11 bzw. 12 axial verschoben. Mit den Meßhülsen 32 und 33 stehen die Meßuhren 34 und 35 in Verbindung, die auf den Hauptwellen 11 und 12 festgeklemmt sind.
Die Meßuhren 34 und 35 registrieren, ohne daß sie selbst bewegt werden, beim Durchdrehen der Meßhülsen 32 und 33 den Axialhub derselben. Die Meßuhren 34 und 35 messen also den Tangens des Beu- gungswinkel y, bzw. des Beugungswinkels 1>2 des Gelenkstückes 7 bzw. des Gelenkstückes 8, bezogen auf den Meßkreisdurchmesser.
Die Meßanordnung gemäß der Erfindung ist infolge der Teilbarkeit der Meßwelle auch dann leicht zu montieren, wenn die auszumessende Gelenkwelle eines Fahrzeugantriebes durch Durchbrüche im Fahrgestell geführt wird. Die bestimmenden Betriebsgrößen eines solchen Gelenkwellenantriebes sind leicht und eindeutig ablesbar. Die Größe der Meßanordnung gemäß der Erfindung, insbesondere der Durchmesser der Meßwelle, bleibt innerhalb des Baumaßes der üblicherweise für Gelenkwellenantriebe verwendeten Gelenkwellen.
PTENTASPROCHE: 1. Anordnung zum Ausmessen der Betriebsgrößen einer Gelenkwelle, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise in ihrer Länge einstellbare, in sich verdrehbare Meßwelle (6), die über prismatisch gelagerte Gelenkstücke (7, 8) mit den Wellen des auszumessenden Systems verbindbar ist.

Claims

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwelle (6) aus zwei durch Paß elemente (15) unter einem definierten Verdrehungswinkel axial zusammensetzbaren Hauptwellen (11, 12) besteht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrehungswinkel der Hauptwellen (11, 12) an einer Skala (28) ablesbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkbolzen (20, 21) der Meßwelle (6) durch Federn spielfrei gegen die prismatisch ausgebildeten Zapfenlager der Gelenkstücke (7, 8) gedrückt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Gelenkstücke (7, 8) mit den Wellen des auszumessenden Systems Anschlußflansche (9, 10) vorgesehen sind, die mit Hilfe von Ringspannfuttern (26, 27) mit den Gelenkstücken (7, 8) der Meßwelle (6) verbunden sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlängerung der Meßzelle (6) eine gegen Verdrehen gesicherte ausziehbare Hülse (17) vorgesehen ist.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlängerung der Meßwelle (6) zwischen den beiden Hauptwellen (11, 12) axiale Verlängerungsstücke (16) unter einem definierten Verdrehungswinkel einsetzbar sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausmessung des Winkels zwischen den Gelenkstücken (7> 8) und der Meßwelle (6) an den Gelenkstücken jeweils ein plan geschliffener Meßbund vorgesehen ist, der durch den Taststift (30, 31) einer auf der Meßwelle ohne Spiel drehbaren und axial verschiebbaren Meßhülse (32, 33) abtastbar ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Hub der Meßhülsen (32, 33) durch auf der Meßwelle (6) befestigte Meßuhren (34, 35) angezeigt wird.