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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die ein Axialspiel eines Lagers zur Verwendung in einem Getriebe eines Schienenfahrzeugs.
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Hintergrund
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Ein Schienenfahrzeug ist mit einem Antriebssystem versehen, das unter dem Boden des Fahrzeugs angeordnet ist und das im Wesentlichen einen Drehgestellrahmen, einen Hauptmotor, der auf dem Drehgestellrahmen platziert ist, und ein Getriebe aufweist, das an den Hauptmotor und lange Zahnwelle gekoppelt ist. Das Getriebe verringert die Anzahl von Drehungen des Hauptmotors und überträgt die Antriebskraft an die große Zahnwelle.
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Das Getriebe hat in seinem Inneren ein kleines Hochgeschwindigkeitszahnrad, das an einer kleinen Zahnwelle befestigt ist, ein großes Niedriggeschwindigkeitszahnrad, das an der großen Zahnwelle befestigt ist und das mit dem kleinen Zahnrad kämmt, und ein Getriebegehäuse eingebaut, das das kleine Zahnrad und das große Zahnrad umgibt.
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Das kleine Zahnrad und das große Zahnrad werden in dem Getriebegehäuse mit Lagern gestützt, die an beiden Enden der Zahnräder so angeordnet sind, dass die Achsen des kleinen Zahnrads und des großen Zahnrads parallel zueinander sind. Konische Wälzlager, die konisch sind und die zum Halten einer radialen Last und einer Schublast fähig sind und die große zulässige Lasten aufweisen, werden als diese Lager benutzt.
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Um ein konisches Wälzlager auf geeignete Weise zu nutzen, ist es wichtig, das axiale Spiel (Axialspiel) zwischen dem äußeren Lagerring und den konischen Rollen zu kontrollieren. Allgemein wird ein derartiges Axialspiel während des Zusammenbaus in einer Fabrik oder bei anderen Gelegenheiten mit einer speziellen Messvorrichtung gemessen.
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Bei einem konventionellen Verfahren, das in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, wird ein Getriebe auf einem Messstand platziert und sein Getriebegehäuse wird mit einer Last gedrückt und gezogen, die in der axialen Richtung der Rotationswelle wirkt. Ein relativer Versatz der großen Zahnwelle und des Getriebegehäuses in der axialen Richtung wird durch diese Operation erzielt. Dieser relative Versatz wird als das Axialspiel eines konischen Wälzlagers gemessen.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Bei dem in der Patentliteratur I beschriebenen konventionellen Verfahren kann das Axialspiel des Getriebes nicht mit dem Getriebe gemessen werden, wenn es an einem Drehgestellrahmen angebracht ist, das mit vielen Vorrichtungen ausgestattet ist; somit erhöht ein Messen des Axialspiels eines Getriebes, das an einem Drehgestellrahmen angebracht ist, eine Arbeit, um das Getriebe vom Drehgestellrahmen zu entfernen, sowie eine Arbeit, um das Getriebe an dem Drehgestellrahmen nach der Messung des Axialspiels wieder anzubringen. Es erfordert auch einen Messstand oder dergleichen, um darauf das ausgebaute Getriebe zu platzieren. Somit stellt das konventionelle Verfahren also ein Problem dar, nämlich dass die Messung eines Axialspiels eine lange Arbeitszeit und hohe Arbeitskosten mit sich bringt.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben Gesagten getätigt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Axialspiel-Messvorrichtung vorzusehen, die eine weitere Reduktion der Arbeitszeit und der Arbeitskosten ermöglicht, die die Messung eines Axialspiels mit sich bringen.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, um die Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, wird eine Axialspiel-Messvorrichtung vorgesehen, die ein Axialspiel eines konischen Wälzlagers eines Getriebes misst, das eine Rotationswelle über das konische Wälzlager stützt, wobei die Rotationswelle mit einem Zahnrad ausgestattet ist, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Krafterzeugungseinheit, die an der Rotationswelle befestigt ist und die eine Kraft erzeugt, um das Getriebe rückwärts und vorwärts in einer axialen Richtung zu bewegen; und eine Positionsänderungseinheit, die zwischen der Krafterzeugungseinheit und den dem Getriebe angeordnet ist und die eine axiale Position des Getriebes unter Verwendung der Kraft der Krafterzeugungseinheit ändert, wobei die Positionsänderungseinheit einen Zusatzantriebsmechanismus aufweist, der so positioniert ist, dass er rittlings zur Rotationswelle ist, und der in einer im Wesentlichen U-Form mit Enden, die an die Krafterzeugungseinheit gekoppelt sind, und mit einem freien Ende ausgebildet ist, das die Kraft der Krafterzeugungseinheit aufnimmt, um die Kraft zu verstärken und die resultierende Kraft an die Getriebeeinheit zu übertragen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Krafterzeugungseinheit an einer großen Zahnwelle befestigt und eine Positionsänderungseinheit, die durch die Krafterzeugungseinheit angetrieben wird, ist an dem Getriebegehäuse befestigt. Somit erzeugt die vorliegende Erfindung eine Wirkung eines Verwendens eines begrenzten Raums unterhalb einer Fahrzeugbodens auf eine effektive Weise, so dass ein Axialspiel gemessen werden kann, und einen in die Lage verstezt, einer Arbeitszeit und Arbeitskosten weiter zu verringern, die die Messung des Axialspiels mit sich bringen.
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Figurenliste
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- 1 stellt ein Diagramm dar, welches schematisch ein Antriebssystem veranschaulicht, welches unter dem Boden eines Schienenfahrzeugs vorgesehen ist.
- 2 stellt eine Außenansichtszeichnung eines Getriebes dar, das aus der Richtung des Pfeils A betrachtet wird, der in 1 veranschaulicht ist.
- 3 stellt eine Schnittansicht des Getriebes dar.
- 4 stellt eine perspektivische Explosionsansicht eines konischen Wälzlagers zur Verwendung in dem Getriebe dar.
- 5 stellt eine perspektivische Ansicht dar, die schematisch das Getriebe, einen Hauptmotor und eine Achse veranschaulicht.
- 6 stellt eine perspektivische Ansicht einer Axialspiel-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die an der Achse angebracht ist.
- 7 stellt eine perspektivische Ansicht der Axialspiel-Messvorrichtung dar.
- 8 stellt ein Diagramm zum Beschreiben des Betriebs der Axialspiel-Messvorrichtung dar.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine exemplarische Ausführungsform einer Axialspiel-Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
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Ausführungsform
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1 stellt ein Diagramm dar, welches schematisch ein Antriebssystem unter dem Boden eines Schienenfahrzeugs veranschaulicht. 2 stellt eine Außenzeichnung einer Getriebeeinheit dar, die aus der Richtung des Pfeils A betrachtet wird, der in 1 veranschaulicht ist. 3 stellt eine Schnittansicht der Getriebeeinheit dar. 4 stellt eine perspektivische Explosionsansicht eines konischen Wälzlagers zur Verwendung in der Getriebeeinheit dar. 5 stellt eine perspektivische Ansicht dar, die schematisch die Getriebeeinheit, einen Hauptmotor und Achsen veranschaulicht. 6 stellt eine perspektivische Ansicht einer Axialspiel-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wenn sie an einer Achse angebracht ist. 7 stellt eine perspektivische Ansicht der Axialspiel-Messvorrichtung dar. 8 stellt ein Diagramm zum Beschreiben des Betriebs der Axialspiel-Messvorrichtung dar.
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In 1 ist ein Antriebssystem 200 zur Verwendung in einem Schienenfahrzeug veranschaulicht. Das Antriebssystem 200 umfasst zwei Hauptmotoren 5, die auf einem Drehgestellrahmen 1 platziert sind, eine große Zahnwelle 4, die drehbar auf dem Drehgestellrahmen 1 platziert ist und die an ihren beiden Enden mit Rädern 6 versehen ist, und ein Getriebe bzw. eine Getriebeeinheit 100, die an einen der Hauptmotoren 5 und die große Zahnwelle 4 gekoppelt ist, die die Anzahl von Umdrehungen des Hauptmotors 5 verringert und die die Antriebskraft an die große Zahnwelle 4 überträgt.
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Die Getriebeeinheit 100 stellt eine Komponente dar, die die Drehung des Hauptmotors 5 an die große Zahnwelle 4 überträgt, wobei die Anzahl der Umdrehungen des Hauptmotors 5 verringert wird. Die große Zahnwelle 4 ist an der Getriebeeinheit 100 angebracht. Der Hauptmotor 5 umfasst eine Rotationswelle, die mittels einer flexiblen Wellenkupplung 3 flexibel an eine kleine Zahnwelle 2 der Getriebeeinheit 100 gekoppelt ist. Diese Struktur ermöglicht es, das Drehmoment des Hauptmotors 5 über die flexible Wellenkupplung 3 an die Getriebeeinheit 100 derart zu übertragen, dass sich die Räder 6 drehen.
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In 2 umfasst die Getriebeeinheit 100 ein kleines Zahnrad 10, das an der kleinen Zahnwelle 2 befestigt ist und das mit einem großen Zahnrad 9 kämmt, das große Zahnrad 9, das an der großen Zahnwelle 4 befestigt ist, ein Getriebegehäuse 7, das das kleine Zahnrad 10 und das große Zahnrad 9 aufnimmt, und einen Aufhängungssitzabschnitt 12 zum Befestigen der Getriebeeinheit 100 an dem Drehgestellrahmen 1.
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Ein Kleinzahnrad-Lagerenddeckel 11 und ein Großzahnrad-Lagerenddeckel 8, die äußere Lagerringe umgeben und tragen, sind in das Getriebegehäuse 7 eingepasst.
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Das Getriebegehäuse 7 speichert an seinem Boden ein Schmiermittel. Die Höhe des Schmiermittelpegels wird mit einem nicht dargestellten Ölpegelmesser oder dergleichen verwaltet, so dass ein Teil des großen Zahnrads 9 in das Schmiermittel eintaucht. Das Schmiermittel wird durch die Rotation des großen Zahnrads 9 angehoben und an Abschnitte des großen Zahnrads 9 und des kleinen Zahnrads 10, wo sie miteinander kämmen, an ein in 3 veranschaulichtes konisches Wälzlager (nachfolgend als „Lager 20“ bezeichnet) und an andere Orte geliefert.
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In 3 ist ein Querschnitt der Getriebeeinheit 100 veranschaulicht, der aus der Richtung des Pfeils B in 2 betrachtet wird. In 3 sind ein Paar von Lägern 20, eine Hohlwelle 13, die drehbar auf den Lägern 20 vorgesehen ist, die große Zahnwelle 4, die mit einem Presssitz in der Hohlwelle 13 angeordnet ist, das große Zahnrad 9, das auf dem äußeren Rand der Hohlwelle 13 angeordnet ist, und ein Paar von Großzahnrad-Lagerenddeckeln 8 veranschaulicht.
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Das Lager 20 umfasst einen inneren Ring 22, der sich mit der Hohlwelle 13 dreht, einen äußeren Ring 23, der durch den Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 zurückgehalten wird, und eine Vielzahl von konischen Rollen(nachfolgend als „Rollen 21“ bezeichnet), die rollend zwischen dem inneren Ring 22 und dem äußeren Ring 23 platziert sind. Obwohl es in der 4 weggelassen ist, umfasst das Lager 20 einen Käfig 24 (siehe 4), um zu verhindern, dass die Rollen 21 aus dem Lager 20 springen, und um zu verhindern, dass die Rollen 21 im Lager 20 miteinander in Kontakt kommen.
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Der Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 ist konisch ausgebildet und mit einem Befestigungsglied (nicht gezeigt) befestigt, das für die Wartbarkeit lösbar in eine Seitenfläche des Getriebegehäuses 7 des Lagers 20 eingeschraubt ist.
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Der Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 weist einen Ringabschnitt 8b, der in Richtung der Innenseite der Getriebeeinheit 100 vorsteht, und Schrauben- bzw, Bolzeneinführlöcher 8a auf, die auf der Außenseite der Getriebeeinheit 100 ausgebildet sind. Der Ringabschnitt 8b befindet sich zwischen einer äußeren Umfangsfläche des äußeren Rings 23 und dem Getriebegehäuse 7 und weist eine innere Umfangsfläche auf, die in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des äußeren Rings 23 steht. Der äußere Ring 23 des Lagers 20 wird durch die innere Umfangsfläche des Ringabschnitt 8b zurückgehalten und ist somit von den Rollen 21 getrennt, wenn der Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 abgelöst ist.
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Die Schraubeneinführlöcher 8a sind auf einem konzentrischen Kreis ausgebildet, der seinen Mittelpunkt auf dem Mittelpunkt der großen Zahnwelle 4 hat. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind exemplarisch zwei Schraubeneinführlöcher 8a ausgebildet. Ein Gewindeabschnitt 54 einer Stange 53 (siehe 7) ist in jedes der Bolzeneinführlöcher 8a eingefügt.
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Jedes der Schraubeneinführlöcher 8a stellt ein Innengewinde dar, und durch Einschrauben des Gewindeabschnitts 54 der Stange 53 (siehe 7) in das Schraubeneinführloch 8a wird ein Energie- bzw. Kraftübertragungsmechanismus 50 an dem Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 befestigt. Während die Schraubeneinführlöcher 8a bei der vorliegenden Ausführungsform exemplarisch in dem Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 ausgebildet sind, sind die Positionen der Schraubeneinführlöcher 8a nicht auf die im Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 beschränkt. Die Schraubeneinführlöcher 8a können im Getriebegehäuse 7 ausgebildet sein.
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Die Getriebeeinheit 100 weist bei dem veranschaulichten Beispiel ein Labyrinth (kleine Spalten) zwischen dem Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 und der Hohlwelle 13 auf. Das Labyrinth stellt einen Mechanismus dar, um das Schmiermittel im Getriebegehäuse 7 an einem Lecken nach außen zu hindern und um Schmutz oder dergleichen daran zu hindern, von außen nach innen einzutreten.
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In 4 ist eine Detailkonfiguration des Lagers 20 veranschaulicht. Das Lager 20 der Getriebeeinheit 100 nimmt aufgrund des Eingriffs des kleinen Zahnrads 10 mit dem großen Zahnrad 9 gleichzeitig Kräfte (eine Radiallast und eine Schublast) in einer Radialrichtung (in der Radialrichtung des Lagers 20) und in einer Axialrichtung (in der Richtung parallel zur großen Zahnwelle 4) auf. Deshalb werden die konischen Rollen 21 verwendet, die zum Stützen dieser Lasten fähig sind.
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Für das Lager 20 mit den konischen Rollen 21 ist es wichtig, das Axialspiel (mit C in der Figur bezeichnet) zwischen dem äußeren Ring 23 und den Rollen 21 innerhalb eines geeigneten Bereichs zu verwalten. Dies ist so, weil, falls das Axialspiel größer als der geeignete Bereich ist, eine abnormale Vibration auftreten könnte und, falls das Axialspiel kleiner als der geeignete Bereich ist, eine abnormale Erwärmung, die durch eine unzureichende Versorgung des Schmiermittels im Lager 20 hervorgerufen wird, zu einem Festfressen führen könnte und sich dadurch die Lebensdauer des Lagers 20 signifikant verringern könnte.
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In dem Antriebssystem 200 ist der Hauptmotor 5 mit der Getriebeeinheit 100 verbunden, und die große Zahnwelle 4 ist nahe dem Hauptmotor 5 angeordnet, wie in 5 veranschaulicht. Die Komponenten des Antriebssystems 200 sind mit einer hohen Dichte in einem kleinen Raum unterhalb des Fahrzeugbodens befestigt, wie oben beschrieben, und sind somit bedeutenden räumlichen Einschränkungen unterworfen.
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Obwohl das Axialspiel des Lagers 20 normalerweise während des Zusammenbaus in einer Fabrik eingestellt wird, kann das Axialspiel in einem Fahrzeug erneut gemessen werden, das bereits kommerziell genutzt wird. Bei dem herkömmlichen Verfahren wird die Getriebeeinheit 100 von dem Drehgestellrahmen 1 entfernt und auf einem Messstand platziert, um eine Interferenz zwischen dem Drehgestellt und den Vorrichtungen zu verhindern. Dann wird das Getriebegehäuse 7 mit einer Last gedrückt und gezogen, die in der axialen Richtung der großen Zahnwelle 4 ausgeübt wird. Ein relativer Versatz der großen Zahnwelle 4 und des Getriebegehäuses 7 in der axialen Richtung wird durch diese Operation erhalten und als Axialspiel gemessen.
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Eine Axialspiel-Messvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, den begrenzten Raum unterhalb des Fahrzeugbodens effektiv zu nutzen, so dass ein Axialspiel mit der Getriebeeinheit 100 gemessen werden kann, wenn sie auf dem Drehgestellrahmen 1 platziert ist, dies bedeutet mit anderen Worten, mit der großen Zahnwelle 4, wenn sie in die Getriebeeinheit 100 eingeführt ist. Die Struktur und der Betrieb der Axialspiel-Messvorrichtung 70 werden nun unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben werden.
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In 6 ist die Axialspiel-Messvorrichtung 70 veranschaulicht, die an die große Zahnwelle 4 und das Getriebegehäuse 7 angebracht ist, wenn sie in einem Fahrzeug verwendet werden, dies bedeutet mit anderen Worten, wenn sie an dem Drehgestellrahmen 1 befestigt sind. Das Getriebegehäuse 7, der Hauptmotor 5, die Räder 6 und die große Zahnwelle 4 weisen bei dem veranschaulichten Beispiel ein Positionsverhältnis auf, das ähnlich zu dem ist, wie es in einem Fahrzeug verwendet wird.
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Bei dem veranschaulichten Beispiel ist die flexible Wellenkupplung 3 vom Hauptmotor 5 gelöst, so dass das Getriebegehäuse 7 lediglich mit der großen Zahnwelle 4 verbunden ist. Außerdem wurde das Getriebegehäuse 7 bei dem veranschaulichten Beispiel aus dem Zustand der 5 um ungefähr 90 Grad gedreht. Die Stange 53 der Axialspiel-Messvorrichtung 70 ist mit dem Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 verbunden, und eine Energie- bzw. Krafterzeugungseinheit 30 der Axialspiel-Messvorrichtung 70 ist an der großen Zahnwelle 4 befestigt.
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Die Detailkonfiguration der Axialspiel-Messvorrichtung 70 ist in 7 veranschaulicht. Die Axialspiel-Messvorrichtung 70 umfasst eine Krafterzeugungseinheit 30, die an der großen Zahnwelle 4 befestigt ist, und eine Positionsänderungseinheit 60, die zwischen der Krafterzeugungseinheit 30 und dem Getriebegehäuse 7 angeordnet ist und die die axiale Position des Getriebegehäuses 7 relativ zu der großen Zahnwelle 4 unter Verwendung einer Kraft der Krafterzeugungseinheit 30 ändert. Die Positionsänderungseinheit 60 umfasst den Kraftübertragungsmechanismus 50 und einen Zusatzantriebsmechanismus 40.
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Der Zusatzantriebsmechanismus 40 weist ein Paar von Armabschnitten 42 auf, die so positioniert sind, dass sie rittlings auf der großen Zahnwelle 4 sitzen. Die Armabschnitte 42 weisen Enden 42b auf, die mittels eines Koppelabschnitts 41 zum Vermitteln einer im Wesentlichen U-Form, wenn man es in einer Draufsicht betrachtet, an den Zusatzantriebsmechanismus 40 gekoppelt ist. Der Zusatzantriebsmechanismus 40 weist ein freies Ende (den Koppelabschnitt 41) auf, das die Kraft der Krafterzeugungseinheit 30 aufnimmt, um die Kraft zu verstärken und die resultierende Kraft an das Getriebegehäuse 7 zu übertragen.
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Die Armabschnitte 42 weisen weitere Enden 42a auf, die mittels Bolzen bzw. Schrauben 43 mit Enden 35a von Halteabschnitten 35 drehbar verbunden sind. Diese Konfiguration lässt den Kupplungsabschnitt 41 des Zusatzantriebsmechanismus 40 um die Bolzen 43 drehen, die als Drehpunkt H (siehe 8) dienen.
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Ein Halteabschnitt 44 ist zwischen dem Ende 42b und dem anderen Ende 42a von jedem der Armabschnitte 42 vorgesehen. Das Paar von Halteabschnitten 44 ist so positioniert, dass es in der radialen Richtung rittlings auf der großen Zahnwelle 4 sitzt, und die Halteabschnitte 44 sind jeweils als eine flache Platte geformt, die sich von einem der Armabschnitte 42 in Richtung der Getriebeeinheit 100 erstreckt.
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Die Halteabschnitte 44 sind so positioniert, dass die Abstände der Bolzen 43 zu den Halteabschnitten 44 kürzer als die Abstände der Bolzen 43 zu dem Koppelabschnitt 41 sind. Während einer der Halteabschnitte 44 auf der nahen Seite der großen Zahnwelle 4 in 7 veranschaulicht ist, ist der andere Halteabschnitt der Halteabschnitte 44 auf der entfernten Seite der großen Zahnwelle 4 vorgesehen.
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Ein Paar von Rollen 45 ist an einer Fläche von jedem der Halteabschnitte 44 auf der Seite der großen Zahnwelle 4 vorgesehen. Die zwei Rollen 45 eines Paars sind mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen in der axialen Richtung positioniert und umgeben den Kraftübertragungsmechanismus 50 in der axialen Richtung.
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Die Krafterzeugungseinheit 30 umfasst eine Ringanordnung 39, einen Druckluft- bzw. Luftzylinder 31, einen Kraftübertragungsabschnitt 37 und ein Paar von Halteabschnitten 35. Die Ringanordnung 39 weist eine Gestalt ähnlich der der äußeren Umfangsfläche der großen Zahnwelle 4 auf und umfasst zwei Befestigungsabschnitt 32 und 33, von denen jeder im Wesentlichen wie der Buchstabe C ausgebildet ist, wenn man sie in einer Draufsicht betrachtet. Die Befestigungsabschnitte 32 und 33 sind so positioniert, dass die große Zahnwelle 4 zwischen den Befestigungsabschnitten 32 und 33 angeordnet ist, und sind in einer Umfangsrichtung mit einer Befestigungseinrichtung (z.B. eine Schraube 38) aneinander gekoppelt.
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Der Luftzylinder 31, der eine Antriebsquelle darstellt, um das Getriebegehäuse 7 (den Großzahnrad-Lagerenddeckel 8) in der axialen Richtung zu versetzen, ist auf dem Befestigungsabschnitt 32 vorgesehen. Der Kraftübertragungsabschnitt 37, der den Koppelabschnitt 41 des Zusatzantriebsmechanismus 40 nach hinten und vorn in der axialen Richtung (in der Richtung des in der Figur gezeigten Pfeils) bewegt, ist an dem Luftzylinder 31 vorgesehen.
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Der Kraftübertragungsabschnitt 37 weist an seinem Ende einen Haken 36 auf, der in den Koppelabschnitt 41 des Zusatzantriebsmechanismus 40 eingreift. Der Haken 36 ist in dem veranschaulichten Beispiel so vorgesehen, dass der Haken 36 zwischen dem Koppelabschnitt 41 und der großen Zahnwelle 4 angeordnet ist und in den Koppelabschnitt 41 eingreift. Kontaktpunkte zwischen dem Haken 36 und dem Koppelabschnitt 41 wirken jeweils als der Punkt der Leistung I (siehe 8), wenn die Krafterzeugungseinheit 30 betätigt wird.
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Es ist festzustellen, dass die Struktur des Kraftübertragungsabschnitts 37 nicht auf das veranschaulichte Beispiel beschränkt ist und eine Struktur sein könnte, die sich von dem veranschaulichten Beispiel unterscheidet, solange sie in den Koppelabschnitt 41 des Zusatzantriebsmechanismus 40 eingreifen kann. Außerdem könnte, während die vorliegende Ausführungsform den Luftzylinder 31 als Antriebsquelle zum Versetzen des Getriebegehäuses 7 (des Großzahnrad-Lagerenddeckels 8) in der axialen Richtung verwendet, eine andere Energiequelle anstatt des Luftzylinders 31 verwendet werden.
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Das Paar der Halteabschnitte 35, welches rittlings auf der großen Zahnwelle 4 positioniert ist, ist an dem Befestigungsabschnitt 33 vorgesehen. Die Halteabschnitte 35 sind parallel zu der großen Zahnwelle 4 orientiert und sind jeweils als eine flache Platte geformt, die sich von dem Befestigungsabschnitt 33 in Richtung der Getriebeeinheit 100 erstreckt. Während einer der Halteabschnitte 35 auf der nahen Seite der großen Zahnwelle 4 in 7 veranschaulicht ist, ist der andere der Halteabschnitte 35 auf der entfernten Seite der großen Zahnwelle 4 vorgesehen. Die Armabschnitte 42 des Zusatzantriebsmechanismus 40 sind jeweils drehbar mittels des Bolzens 43 mit dem Ende 35a von jedem der Halteabschnitte 35 auf der Seite der Getriebeeinheit 100 verbunden.
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Der Kraftübertragungsmechanismus 50 umfasst eine Ringanordnung 57, ein Paar von Stangenanbringungsabschnitten 52 und die Stangen 53.
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Die Ringanordnung 57 umfasst segmentierte Glieder 51 und 56, die derart angeordnet sind, dass die große Zahnwelle 4 zwischen den segmentierten Glieder 51 und 56 angeordnet ist, und in der Umfangsrichtung mit einer Befestigungseinrichtung (z.B. einer Schraube 55) aneinander koppeln. Die segmentierten Glieder 51 und 56 weisen gemeinsam eine Form auf, die ähnlich zu der der äußeren Umfangsfläche der großen Zahnwelle 4 ist, und sind jeweils im Wesentlichen wie der Buchstabe C geformt, wenn man sie in einer Draufsicht betrachtet.
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Die Ringanordnung 57 ist so angeordnet, dass ihre axialen Endflächen 57a durch die Rollen 45 zurückgehalten werden. Diese Konfiguration ermöglicht es Kontaktpunkten zwischen den Rollen 45 und der Ringanordnung 57 jeweils als Punkt einer Wirkung J (siehe 8) zu wirken, wenn die Krafterzeugungseinheit 30 betätigt wird. Insbesondere wird, wenn der Kraftübertragungsabschnitt 37 in der Richtung des Pfeils E in 8 (in Richtung der Krafterzeugungseinheit 30) bewegt wird, wird eine Kraft P2, die gemäß dem „Hebelprinzip“ einer Kraft P1 entspricht, auf eine der Rollen 45 in jedem Paar ausgeübt, die als der Punkt der Wirkung J dient, wobei der Kontaktpunkt zwischen dem Armabschnitt 42 und jedem der Bolzen 43 als Drehpunkt H dient, wobei der Kontaktpunkt zwischen dem Haken 36 und dem Koppelabschnitt 41 als der Punkt einer Leistung I wirkt und wobei der Kontaktpunkt zwischen der einen der Rollen 45 in jedem Paar und der Ringanordnung 57 als Punkt einer Wirkung J dient. Dies ermöglicht es, die Kraft des Luftzylinders 31 zu erhöhen und an den Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 zu übertragen.
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Die Ringanordnung 57 ist mit den Stangenanbringungsabschnitten 52 vorgesehen, die auf einer diagonalen Linie angeordnet sind, die sich von der Mitte der Ringanordnung 57 erstreckt und die sich von der Ringanordnung 57 in Richtung der radialen Außenseite erstreckt. Die Stangenanbringungsabschnitte 52 sind jeweils mit einem Ende der Stange 53 verbunden, das sich in Richtung der Getriebeeinheit 100 erstreckt. Die Stangen 53 weisen die weiteren Enden auf, an denen jeweils der Gewindeabschnitt 54 ausgebildet ist, und die Gewindeabschnitte 54 werden in die Bolzeneinführlöcher 8a des Großzahnrad-Lagerenddeckels 8 (siehe 6) eingeführt. Die Gewindeabschnitte 54 stellen Innengewinde dar, und durch Schrauben der Gewindeabschnitte 54 in die Bolzeneinführlöcher 8a wird der Kraftübertragungsmechanismus 50 an dem Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 befestigt.
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Die Montageprozedur der Axialspiel-Messvorrichtung 70 wird nun beschrieben werden. Wie in 6 veranschaulicht, ist die flexible Wellenkupplung 3 vom Hauptmotor 5 gelöst und das Getriebegehäuse 7 ist gedreht. Dann wird (1) die Krafterzeugungseinheit 30 vorrübergehend an der großen Zahnwelle 4 befestigt, und (2) die Stangen 53 und die Ringanordnung 57 werden an dem Getriebegehäuse 7 montiert. (3) Die Position der Krafterzeugungseinheit 30, die vorrübergehend fest war, wird eingestellt und der Zusatzantriebsmechanismus 40 wird an der Krafterzeugungseinheit 30 angebracht.
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Der Messbetrieb mit der Axialspiel-Messvorrichtung 70 wird nun unter Bezugnahme auf 8 beschrieben werden. In 8 ist die Axialspiel-Messvorrichtung 70 veranschaulicht, die gemäß der oben beschriebenen Prozedur angebaut wurde. In 8 (a) ist die Operation veranschaulicht, das Getriebegehäuse 7 zu ziehen; in 8 (b) ist die Operation veranschaulicht, das Getriebegehäuse 7 zu drücken.
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Wenn In 8 (a) der Kraftübertragungsabschnitt 37 in der Richtung des Pfeils E in der Figur (in Richtung der Krafterzeugungseinheit 30) durch Betätigung eines Betätigungsabschnitts 34 bewegt wird, erhöht sich die Kraft P1 beim Punkt einer Leistung I gemäß dem oben beschriebenen „Hebelprinzip“ bei dem Punkt einer Wirkung J. Der Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 wird in Richtung der Krafterzeugungseinheit 30 mit der erhöhten Kraft P2 gezogen. Durch diese Operation kommen der äußere Ring 23 und die Rollen 21 des Lagers 20, das in der Getriebeeinheit 100 auf der Seite gegenüberliegend zur Krafterzeugungseinheit 30 (der rechten Seite der Getriebeeinheit 100) angeordnet ist, in Kontakt miteinander (siehe Bezugszeichen K). Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Getriebegehäuse 7 der Getriebeeinheit 100 in der Position, die am nächsten zur Krafterzeugungseinheit 30 (die Position am weitesten links) gelegen ist. Die Position des Getriebegehäuses 7 relativ zu der großen Zahnwelle 4 wird zu diesem Zeitpunkt mit einer Messuhr oder dergleichen (nicht gezeigt) gemessen.
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Nachfolgend wird in 8 (b), wenn der Kraftübertragungsabschnitt 37 in der Richtung des Pfeils F in der Figur (in Richtung der Getriebeeinheit 100) bewegt wird, die Kraft P1 am Punkt der Leistung I auf eine ähnliche Weise im Punkt der Wirkung J erhöht, wie oben beschrieben. Der Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 wird in Richtung der Seite gegenüberliegend zu der Krafterzeugungseinheit 30 mit der erhöhten Kraft P2 gedrückt. Durch diese Operation kommen der äußere Ring 23 und die Rollen 21 des Lagers 20, das sich in der Getriebeeinheit 100 auf der Seite der Krafterzeugungseinheit 30 (der linken Seite der Getriebeeinheit 100) befindet, miteinander in Kontakt (siehe Bezugszeichen L). Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Getriebegehäuse 7 der Getriebeeinheit 100 in der Position, die am weitesten entfernt zur Krafterzeugungseinheit 30 (die Position am weitesten rechts) gelegen ist. Die Position des Getriebegehäuses 7 relativ zu der großen Zahnwelle 4 wird zu diesem Zeitpunkt mit einer Messuhr oder dergleichen (nicht gezeigt) gemessen.
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Ein relativer Versatz der großen Zahnwelle 4 und der Getriebeeinheit 100 in der axialen Richtung kann aus der Distanz von der am weitesten links gemessenen Position zu der am weitesten rechts gemessenen Position erhalten werden. Dieser relative Versatz wird als Axialspiel des Lagers 20 gemessen. Wie oben beschrieben, ist die Axialspiel-Messvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der großen Zahnwelle 4 und dem Getriebegehäuse 7 befestigt. Dann wird das Getriebegehäuse 7 auf eine Weise relativ zu der großen Zahnwelle 4 versetzt und der resultierende Versatz wird gemessen. Auf diese Weise kann das Axialspiel der Getriebeeinheit 100, wie sie in einem Fahrzeug verwendet wird, gemessen werden.
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Ein bloßes Drücken und Ziehen des Großzahnrad-Lagerenddeckels 8 kann in einem Messfehler aufgrund einer Unförmigkeit in den Orientierungen der Rollen 21 resultieren. Somit ist es wünschenswert, dass die „Rollenausrichtarbeit“ jedes Mal durchgeführt wird, wenn der Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 gezogen wird und wenn er gedrückt wird. Die „Rollenausrichtarbeit“ stellt eine Arbeit dar, um die Ausrichtungen der Rollen 21, die in den Käfig 24 eingepasst sind, gleichmäßig auszurichten, und sie wird durch Halten des Aufhängungssitzabschnitts 12 des Getriebegehäuse 7 (siehe 6) und durch Drehen des Getriebegehäuses 7 in der Umfangsrichtung durchgeführt. In der Axialspiel-Messvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Kraftübertragungsmechanismus 50, der an dem Großzahnrad-Lagerenddeckel 8 befestigt ist, durch die Rollen 45 drehbar in der Umfangsrichtung gehalten. Dies lässt das Getriebegehäuse 7 mit einer axialen Last aufgrund der angelegten Kraft P2 drehen und ermöglicht eine effiziente Durchführung der „Rollenausrichtarbeit“.
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Wie oben beschrieben, stellt die Axialspiel-Messvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Axialspiel-Messvorrichtung 70 dar, die ein Axialspiel eines konischen Wälzlagers (des Lagers 20) der Getriebeeinheit 100 misst. Die Getriebeeinheit 100 stützt eine Rotationswelle (die große Zahnwelle 4), an der ein Zahnrad angebracht ist, durch das konische Wälzlager. Die Axialspiel-Messvorrichtung 70 umfasst die Krafterzeugungseinheit 30, die an der Rotationswelle befestigt ist und die eine Kraft erzeugt, um die Getriebeeinheit 100 rückwärts und vorwärts in der axialen Richtung zu bewegen, und die Positionsänderungseinheit 60, die zwischen der Krafterzeugungseinheit 30 und der Getriebeeinheit 100 vorgesehen ist und die die Axialposition der Getriebeeinheit 100 durch Verwendung der Kraft der Krafterzeugungseinheit 30 ändert. Diese Konfiguration ermöglicht eine effektive Verwendung des begrenzten Raums unterhalb des Fahrzeugbodens, so dass das Axialspiel mit der Getriebeeinheit 100 gemessen werden kann, wenn sie auf dem Drehgestellrahmen 1 platziert ist. Dies eliminiert die Arbeit, die Getriebeeinheit 100 von dem Drehgestellrahmen 1 zu entfernen, und die Arbeit, die Getriebeeinheit 100 am Drehgestellrahmen 1 erneut zu befestigen, nachdem das Axialspiel gemessen ist, und somit kann die Arbeitszeit verringert werden und die Arbeitskosten können signifikant im Vergleich mit der Messung des Axialspiels mittels einem konventionellen Verfahren signifikant verringert werden.
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Außerdem umfasst die Positionsänderungseinheit 60 den Zusatzantriebsmechanismus 40, der so positioniert ist, dass er rittlings auf der Rotationswelle sitzt, und der in einer im Wesentlichen U-Form mit Enden, die an die Krafterzeugungseinheit 30 gekoppelt sind, und einem freiem Ende ausgebildet ist, das eine Kraft der Krafterzeugungseinheit 30 aufnimmt, um die Kraft zu verstärken, sowie den Kraftübertragungsmechanismus 50, der die Ringanordnung 57 und die Stangen 53 umfasst und der die durch den Zusatzantriebmechanismus 40 verstärkte Kraft an die Getriebeeinheit 100 überträgt. Die Ringanordnung 57 umfasst Glieder (die segmentierten Glieder 51 und 56), die so angeordnet sind, dass die Rotationswelle zwischen diesen Gliedern angeordnet ist, und die in der Umfangsrichtung aneinander gekoppelt sind. Die Stangen 53 weisen jeweils ein Ende, das mit der Ringanordnung 57 verbunden ist, und das andere Ende auf, das an der Getriebeeinheit 100 befestigt ist. Der Zusatzantriebsmechanismus 40 umfasst die Rollen 45, die den Kraftübertragungsmechanismus 50 derart umgeben, dass sich der Kraftübertragungsmechanismus 50 in der Umfangsrichtung drehen kann. Diese Konfiguration lässt das Getriebegehäuse 7 mit einer angelegten axialen Last drehen, und dadurch kann die „Rollenausrichtarbeit“ effizient durchgeführt werden.
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Während das Konfigurationsbeispiel der Axialspiel-Messvorrichtung 70, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, den Kraftübertragungsmechanismus 50 umfasst, der drehbar mit den Rollen 45 angeordnet ist, kann die Axialspiel-Messvorrichtung 70 z.B. ohne den Kraftübertragungsmechanismus 50 und die Rollen 45 eingerichtet sein, so dass die Stangen ähnlich den Stangen 53 an den Halteabschnitten 44 des Zusatzantriebsmechanismus 40 befestigt sind. Insbesondere kann die Positionsänderungseinheit 60 einen Zusatzantriebsmechanismus umfassen, der so positioniert ist, dass er rittlings auf der Rotationswelle sitzt und im Wesentlichen U-förmig mit Enden, die an die Energieerzeugungseinheit gekoppelt sind, und einem freien Ende (dem Koppelabschnitt 41) ausgebildet ist, das die Kraft der Krafterzeugungseinheit 30 aufnimmt, um die Kraft zu verstärken und die resultierende Kraft an die Getriebeeinheit 100 zu übertragen. Dieser Zusatzantriebsmechanismus entspricht dem Zusatzantriebsmechanismus 40, der in 7 veranschaulicht ist und der verbessert ist. Eine derartige Konfiguration ermöglicht auch ein Axialspiel der Getriebeeinheit 100, wenn sie in einem zu vermessenden Fahrzeug verwendet wird, und vereinfacht die Struktur der Axialspiel-Messvorrichtung 70, wodurch die Axialspiel-Messvorrichtung 70 kostengünstig hergestellt werden kann.
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Während das Konfigurationsbeispiel der Axialspiel-Messvorrichtung 70, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, die Positionsänderungseinheit 60 umfasst, kann die Axialspiel-Messvorrichtung 70 z.B. ohne die Positionsänderungseinheit 60 eingerichtet sein, so dass der Kraftübertragungsabschnitt 37 direkt an der Getriebeeinheit 100 befestigt ist. Insbesondere kann die Axialspiel-Messvorrichtung 70 die Krafterzeugungseinheit 30, die an der Rotationswelle befestigt ist und die eine Kraft erzeugt, um die Getriebeeinheit 100 rückwärts und vorwärts in der axialen Richtung zu bewegen, und ein Kraftübertragungsglied umfassen, das mit der Krafterzeugungseinheit verbunden ist und das die Kraft der Krafterzeugungseinheit an die Getriebeeinheit 100 überträgt. Dieses Kraftübertragungsglied entspricht dem Zusatzantriebsmechanismus 40, der in 7 veranschaulicht ist und der verbessert ist. Es ist festzustellen, dass diese Konfiguration die Krafterzeugungseinheit 30 wünschenswerterweise zwei Mal umfasst, die auf einem konzentrischen Kreis mit seinem Mittelpunkt auf dem Mittelpunkt der großen Zahnwelle 4 bei regelmäßigen Intervallen ausgebildet sind. Ein gleichzeitiges Betätigen der Krafterzeugungseinheiten 30 ermöglicht den unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen Messbetrieb. Eine derartige Konfiguration ermöglicht auch ein Axialspiel der Getriebeeinheit 100, wenn sie in einem zu messenden Fahrzeug verwendet wird, und ermöglicht eine weitere Vereinfachung der Struktur der Axialspiel-Messvorrichtung 70, wodurch die Axialspiel-Messvorrichtung 70 kostengünstiger hergestellt werden kann.
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Während das Konfigurationsbeispiel der Axialspiel-Messvorrichtung 70, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, die Axialspiel-Messvorrichtung 70 mit der Getriebeeinheit 100 einschließlich der Hohlwelle 13 verwendet, kann die Axialspiel-Messvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Getriebeeinheit verwendet werden, die die Hohlwelle 13 nicht umfasst, dies bedeutet mit anderen Worten mit einer Getriebeeinheit, die ein Zahnrad umfasst, das mit der Rotationswelle direkt verbunden ist.
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Diese Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einige Beispiele der vorliegenden Erfindung dar. Kombinationen mit anderen, öffentlich bekannten Verfahren können gemacht werden und Modifikationen einschließlich teilweiser Streichungen können durchgeführt werden, ohne den Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung angewandt werden, die ein Axialspiel eines Lagers misst, und ist insbesondere nützlich, weil die vorliegende Erfindung eine weitere Verringerung der Arbeitszeit und Arbeitskosten erlaubt, die die Messung des Axialspiels mit sich bringt.
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Bezugszeichenliste
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1 Drehgestellrahmen, 2 kleine Zahnwelle, 3 flexible Wellenkupplung, 4 große Zahnwelle, 5 Hauptmotor, 6 Rad, 7 Getriebegehäuse, 8 Großzahnrad-Lagerenddeckel, 8a Bolzeneinführloch, 8b Ringabschnitt, 9 großes Zahnrad, 10 kleines Zahnrad, 11 Kleinzahnrad-Lagerenddeckel, 12 Aufhängungssitzabschnitt, 13 Hohlwelle, 20 konisches Wälzlager, 21 konische Rollen, 22 Innenring, 23 Außenring, 24 Käfig, 30 Krafterzeugungseinheit, 31 Luftzylinder, 32 Befestigungsabschnitt, 33 Befestigungsabschnitt, 34 Betätigungsabschnitt, 35 Halteabschnitt, 36 Haken, 37 Kraftübertragungsabschnitt, 38 Bolzen bzw. Schraube, 39 Ringanordnung, 40 Zusatzantriebsmechanismus, 41 Koppelabschnitt, 42 Armabschnitt, 42a anderes Ende, 42b Ende, 43 Bolzen bzw. Schraube, 44 Halteabschnitt, 45 Rolle, 50 Kraftübertragungsmechanismus, 51 segmentiertes Glied, 52 Stangenanbringungsabschnitt, 53 Stange, 54 Gewindeabschnitt, 55 Bolzen bzw. Schraube, 56 segmentiertes Glied, 57 Ringanordnung, 57a axiale Stirnseite, 60 Positionsänderungseinheit, 70 Axialspiel-Messvorrichtung, 100 Getriebeeinheit, 200 Antriebssystem, H Drehpunkt, I Punkt einer Leistung, J Punkt einer Wirkung.
