DE19729452C2 - Adapterbauteil - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adapterbauteil zur Kopplung zweier
Wellenenden in einer definierten winkelmäßigen Ausrichtung. Insbesondere
eignet sich das erfindungsgemäße Adapterbauteil zur Verbindung der Wel
len einer Antriebseinheit und eines Drehgebers.
Zur Verbindung der Welle einer Antriebseinheit mit der Welle eines Drehge
bers sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. So kann dies z. B. mit Hilfe
geeigneter Kupplungen erfolgen, wie sie etwa auf Seite 41 in "Digitale Län
gen- und Winkelmeßtechnik", A. Ernst, verlag moderne industrie, 3. Auflage
1993 beschrieben sind. An derartige Kupplungen werden bei extremen
Meßanforderungen entsprechend hohe Anforderungen hinsichtlich der Tor
sionssteifigkeit gestellt. Eine alternative Variante zur Umgehung der dabei
auftretenden Probleme besteht in der Verwendung einer sogenannten Sta
tor-Kupplung, bei der die eigentliche Kupplung nicht rotorseitig, sondern
zwischen dem Antriebsgehäuse und der Abtasteinheit des Drehgebers an
geordnet ist, d. h. statorseitig. Eine derartige Kupplung ist beispielsweise aus
der Abb. 24 auf Seite 43 des oben genannten Buches bekannt.
Im Fall der letztgenannten Verbindung von Antriebs- und Drehgeberwelle
wird die Antriebswelle mit der Drehgeberwelle starr verbunden, was mit Hilfe
einer koaxial zu den beiden Wellen angeordneten Zentralschraube erfolgen
kann. Unter bestimmten Bedingungen ergeben sich bei dieser Art der Dreh
geber-Montage jedoch Probleme, wenn z. B. der Ort, an dem die beiden
Wellen aufeinanderstoßen nicht unmittelbar zugänglich ist. Wird gleichzeitig
eine definierte Winkelorientierung zwischen den beiden Wellen gefordert,
etwa wegen der definierten Zuordnung eines Referenzimpulses des Dreh
gebers zur Antriebswelle, so resultiert eine aufwendige Justage der beiden
Systeme zueinander. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß nach der er
folgten Justage der beiden Wellen zueinander durch Anziehen der Zentral
schraube sich die beiden Wellen wieder unerwünscht gegeneinander ver
drehen.
Aus der DE 43 40 064 C1 ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, mit deren
Hilfe die bei der formschlüssigen Verbindung einer Drehknopfwelle mit einer
Drehpotentiometerwelle aufgebrachten Axialkräfte in ein
Positionierdrehmoment umgeformt werden. Zu diesem Zweck müssen beide
Wellenenden modifiziert werden.
Ähnlich hierzu ist auch bei der vorgeschlagenen Wellenverbindung in der
FR 2 633 349 erforderlich, die Wellenenden geeignet formgebend
auszugestalten.
Aus der FR 2 593 864 ist schließlich eine Möglichkeit bekannt, eine Welle in
einem Aufnahmebauteil in ein oder mehreren Vorzugswinkelstellungen
anzuordnen. Hierzu weist das Aufnahmebauteil mehrere radial angeordnete
Ausnehmungen auf, in die entsprechend radial angeordnete Vorsprünge der
Welle eingreifen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Adapterbauteil zu
schaffen, das eine einfache Möglichkeit zur definierten winkelmäßigen Aus
richtung zweier Wellen bietet, wenn die Wellenenden beispielsweise nicht
unmittelbar zugänglich sind. Die eigentliche Kupplungsfunktion zwischen
den beiden Wellen wird dabei nicht durch das Adapterbauteil übernommen;
es ist vielmehr eine starre Kopplung der beiden Wellen miteinander vorgesehen,
bei der die einmal vorgenommene winkelmäßige Ausrichtung erhal
ten bleiben soll.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Adapterbauteil mit den Merkmalen des
Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Adapterbauteiles
ergeben sich aus den Maßnahmen in den abhängigen Ansprüchen.
Eine Antriebseinheit mit montiertem Drehgeber, wobei die zugehörigen
Wellen über ein erfindungsgemäß ausgebildetes Adapterbauteil verbunden
sind, ist Gegenstand des Anspruches 7.
Das erfindungsgemäß ausgebildete Adapterbauteil ermöglicht nunmehr eine
einfache Montage eines Drehgebers an einer Antriebseinheit, wobei gleich
zeitig eine definierte winkelmäßige Ausrichtung der beiden Wellen zueinander
sichergestellt ist. Ist etwa die Anordnung eines Drehgebers in einer zy
linderförmigen Aufnahme der Antriebseinheit vorgesehen, so kann bei mon
tiertem Adapterbauteil auf der Drehgeberwelle der Drehgeber grob ausge
richtet in die Aufnahme gesteckt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen
Ausgestaltung des Adapterbauteiles richten sich die beiden Wellen in der
gewünschten winkelmäßigen Ausrichtung zueinander exakt aus, ohne daß
die Wellenenden hierzu sichtbar sein müssen. Beim nachfolgenden Anzie
hen der Zentralschraube zur starren Kopplung der beiden Wellen miteinan
der ist ferner sichergestellt, daß sich die beiden ausgerichteten Wellen nicht
mehr gegeneinander verdrehen können.
Das erfindungsgemäße Adapterbauteil ist vorzugsweise als billig zu fertigen
des Spritzgußteil ausgebildet, da keine besonderen mechanischen Anforde
rungen im eigentlichen Meßbetrieb daran gestellt werden.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten des erfindungsgemäßen Adapterbautei
les ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs
beispieles anhand der beiliegenden Zeichnungen.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine Ansicht mit den beiden zu verbindenden
Wellenenden eines Antriebes sowie eines
Drehgebers inklusive des dazwischen ange
ordneten erfindungsgemäßen Adapterbautei
les;
Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht des erfindungsge
mäßen Adapterbauteiles aus Fig. 1;
Fig. 3 eine weitere Schnittansicht des erfindungsge
mäßen Adapterbauteils in einer Ebene senk
recht zur Darstellung in Fig. 2;
Fig. 1 zeigt eine seitliche Ansicht der beiden zu verbindenden Wellen 1, 2
einer Antriebseinheit 3 sowie eines Drehgebers 4. Sowohl die Antriebsein
heit 3 wie auch der Drehgeber 4 sind lediglich teilweise dargestellt. Seitens
der Antriebseinheit 3 ist dabei die angetriebene Welle 1 sowie die dem
Drehgeber 4 zugewandte zylinderförmige Aufnahme 12 erkennbar. Aufgrund
der zumindest teilweisen Anordnung des Drehgebers 4 in dieser Aufnahme
12 sind die beiden Wellenenden im gekoppelten Zustand nicht unmittelbar
zugänglich und damit nicht winkelmäßig zueinander ausrichtbar.
In der Darstellung der Fig. 1 nicht erkennbar ist eine koaxial zu den beiden
Wellen 1, 2 vorgesehene Zentralschraube, über die beiden Wellen 1, 2 starr
miteinander gekoppelt werden. Hierzu wird die Zentralschraube von Seiten
des Drehgebers 4 her angezogen. Darüber hinaus ist in Fig. 1 auch die
eigentliche Kupplung zwischen der Antriebseinheit 3 und dem Drehgeber 4
nicht erkennbar. Als Kupplung ist eine sogenannte Statorkupplung vorgese
hen, die auf Seiten des Drehgebers 4 statorseitig, d. h. an der Abtasteinheit
befestigt ist und auf Seiten des Antriebes 3 mit dessen Gehäuse verbunden
wird.
Um die oben angesprochenen Probleme insbesondere bei der Montage des
Drehgebers 4 zu lösen, wird nunmehr das zwischen den beiden Wellenen
den angeordnete, erfindungsgemäße Adapterbauteil 6 vorgesehen. Dieses
ist in einer vorteilhaften Ausführungsform als einfaches rotationssymmetri
sches Spritzgußteil aus glasfaserverstärktem Polycarbonat ausgebildet, wel
ches an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Aufnahme für die Wellen
enden der Antriebs- und Drehgeberwelle aufweist. Die Verbindungen zwi
schen den beiden Wellenenden und dem Adapterbauteil 6 können auf ver
schiedene Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als lösbare Ver
bindungen in Form von Steckverbindungen. Daneben kann jedoch auch eine
Verbindung dergestalt vorgesehen sein, daß das Adapterbauteil 6 z. B. auf
die Drehgeberwelle 1 aufgepreßt wird. Die Verbindung zwischen dem
Adapterbauteil 6 und der Drehgeberwelle 1 ist darüber hinaus so ausgebil
det, daß eine eindeutige winkelmäßige Ausrichtung des Adapterbauteiles 6
zur Längsachse 5 dieser Welle 1 resultiert, d. h. daß kein Verdrehen hierzu
möglich ist. Dies kann beispielsweise derart gewährleistet werden, indem
das Ende der Drehgeberwelle 1 angeflacht ausgebildet ist und die Aufnahme
seitens des Adapterbauteiles 6 einen entsprechenden Querschnitt aufweist,
so daß eine formschlüssige Verbindung resultiert.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Adapterbauteiles 6, d. h. auf der der
Antriebswelle 1 zugeordneten Seite ist ein umlaufender Flansch vorgese
hen, der zumindest in einem Teilsegment einen in Richtung der Antriebs
welle 1 orientierten, abgeflachten Vorsprung mit konisch zueinander orien
tierten Flächen aufweist. Die Abflachung der konischen Flächen bzw. die
Größe des Vorsprunges ist derart dimensioniert, daß im Fall der gewünsch
ten winkelmäßigen Ausrichtung der beiden Wellen 1, 2 zueinander der Vor
sprung formschlüssig in eine entsprechend entgegengesetzt ausgebildete
Ausnehmung der Antriebswelle 1 paßt. Die erforderliche Ausnehmung auf
Seiten der Antriebswelle 1 kann beispielsweise wie im dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel als Abflachung des Wellenendes ausgebildet sein, in die der
Vorsprung eingreift.
Sind bei der Montage von Antriebseinheit 3 und Drehgeber 4 die beiden
Wellen 1, 2 demzufolge lediglich grob zueinander ausgerichtet und greift der
Vorsprung auf dem Adapterbauteil 6, das auf der Drehgeberwelle 2 ange
ordnet ist, bereits teilweise in die Ausnehmung der Antriebswelle 1 ein, so
ergibt sich beim Zusammenschieben die gewünschte definierte winkelmä
ßige Ausrichtung der beiden Wellen 1, 2. Aufgrund der Ausbildung des Vor
sprunges mit den beiden konisch orientierten Flächen wird die leichtgängi
gere der beiden Wellen 1, 2 hierbei solange in eine Drehbewegung versetzt,
bis der Vorsprung formschlüssig in die gegenüberliegende Ausnehmung
paßt, d. h. die gewünschte winkelmäßige Ausrichtung sichergestellt ist. An
schließend erfolgt die starre Fixierung der beiden Wellen 1, 2 zueinander in
dieser Ausrichtung, indem die vorgesehene Zentralschaube angezogen wird.
Auch hierbei erweist sich die Ausbildung des erfindungsmäßen Adapter
bauteiles 6 als vorteilhaft, da beim Anziehen der Schraube kein Verdrehen
der beiden Wellen 1, 2 zueinander mehr erfolgen kann, wenn der Vorsprung
formschlüssig in der Ausnehmung eingepaßt ist.
Eine seitliche Ansicht lediglich des Adapterbauteiles 6 aus Fig. 1 ist in Fig.
2 dargestellt. Erkennbar sind dabei die beiden Aufnahmen 7, 8 des Adapter
bauteiles 6 für die zu verbindenden Wellenenden sowie der umlaufende
Flansch 10, auf dem in einem Teilsegment der Vorsprung 9 angeordnet ist.
Eine weitere Schnittansicht mit dem Adapterbauteil 6 und der Antriebswelle 1
ist in Fig. 3 dargestellt. Hieraus wird insbesondere die Ausbildung des vor
gesehenen Vorsprunges auf dem Adapterbauteil 6 sowie das Zusammen
wirken mit der entgegengesetzten Ausnehmung 13 der Antriebswelle 1 er
kennbar. In der Darstellung der Fig. 3 befindet sich die Antriebswelle 1 re
lativ zum Adapterbauteil 6 noch nicht in der gewünschten winkelmäßigen
Ausrichtung, sondern wurde lediglich grob hierzu orientiert. Der Vorsprung
bzw. die schräg angeordneten Flächen 11a, 11b des Vorsprunges greifen
jedoch bereits teilweise in die Ausnehmung 13 in Form einer Abflachung auf
Seiten der Welle 1 ein. Beim weiteren Zusammenschieben von Welle 1 und
des Adapterbauteils 6 bzw. mit dem damit verbundenem Drehgeber verdre
hen sich das Adapterbauteil 6 und die Antriebswelle 1 aufgrund der Ausbil
dung des Vorsprunges zueinander, bis der Vorsprung formschlüssig in die
Ausnehmung 13 paßt und die gewünschte winkelmäßige Ausrichtung her
gestellt ist. Deutlich erkennbar ist in dieser Darstellung auch die Ausgestal
tung der Ausnehmung 13 auf Seiten der Welle 1 in Form einer Abflachung
des Wellenendes.
Zur beschriebenen Ausführungsform sowie zur Anordnung des erfindungs
gemäßen Adapterbauteiles sind selbstverständlich auch Alternativen mög
lich. Beispielsweise kann das Adapterbauteil grundsätzlich auch mit der An
triebswelle verbunden sein und die Ausrichtung der beiden Wellen erfolgt,
indem der Vorsprung in eine entsprechende Ausnehmung der Drehgeber
welle eingreift. Ebenso sind auch alternative Ausführungsformen hinsichtlich
der Ausbildung des Vorsprunges inklusive der entsprechend dimensionierten
Ausnehmung auf Seiten der gegenüberliegend angeordneten Welle möglich
usw..
Claims (8)
1. Adapterbauteil zur Kopplung zweier Wellenenden in einer definierten
winkelmäßigen Ausrichtung zu den Wellen-Längsachsen, wobei minde
stens ein Wellenende teilweise angeflacht ausgebildet und das Adapter
bauteil (6) an einer ersten Welle (2) in einer definierten winkelmäßigen
Ausrichtung montierbar ist und an der der zweiten Welle (1) zugeord
neten Seite eine Aufnahme (8) für die zweite Welle (1) aufweist, wobei
die Aufnahme (8) von einem Flansch (10) umgeben ist, auf dem in ei
nem Teilsegment mindestens ein Vorsprung (9) mit derart dimensio
nierten, angeschrägten Flächen (11a, 11b) angeordnet ist, daß der Vor
sprung (9) bei der gewünschten winkelmäßigen Ausrichtung der beiden
Wellen (1, 2) formschlüssig in den angeflachten Bereich der zweiten
Welle (1) paßt.
2. Adapterbauteil nach Anspruch 1, wobei das Adapterbauteil (6) als
Spritzgußteil ausgebildet ist.
3. Adapterbauteil nach Anspruch 2, wobei das Adapterbauteil (6) aus
glasfaserverstärktem Polycarbonat gefertigt ist.
4. Adapterbauteil nach Anspruch 1, wobei das Adapterbauteil (6) in einer
definierten winkelmäßigen Ausrichtung zur Wellenlängsachse (5) lösbar
auf der ersten Welle (2) befestigt ist.
5. Adapterbauteil nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (9) mehrere ko
nisch verlaufende Flächen (11a, 11b) aufweist.
6. Adapterbauteil nach Anspruch 1, angeordnet auf der Welle (2) eines
Drehgebers (4) zur Kopplung mit der Welle (1) eines Antriebes (3).
7. Antriebseinheit mit einem Drehgeber, deren Wellen (1, 2) mit einem
Adapterbauteil (6) nach einem der Ansprüche 1-6 gekoppelt sind.
8. Antriebseinheit mit einem Drehgeber nach Anspruch 7, wobei die Dreh
geberwelle (2) und die Antriebswelle (2) mit einer Zentralschraube ver
bunden sind und zwischen der Antriebseinheit (3) und dem Drehgeber
(4) eine Kupplung angeordnet ist, die auf Seite des Drehgebers (4) sta
torseitig befestigt ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140201 |