DE2029595C3 - Kardanische Kreiselaufhängung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine kardanische Kreiselaufhängung, bei der der Rotor durch Verbinden mit einer Antriebswelle frei aufgehängt ist, um ihn mit konstanter Drehgeschwindigkeit zu drehen, mit mindestens zwei vorzugsweise identischen, symmetrisch angeordneten Kardansystemen, deren jedes ein erstes kardanisches Element und ein zweites kardanisches Element aufweist, wobei jedes kardanische Element ω über Torsionsfedern mit dem Rotor und mit der Antriebswelle drehbar um eine erste und eine zweite Achse befestigt ist, derart, daß zwei mechanisch parallel geschaltete kardanische Systeme entstehen, die den aufzuhängenden Rotor tragen.

Der US-PS 33 54 726 ist eine solche kardanische Aufhängung zu entnehmen. Die dortige Kombination besteht aus zwei mechanisch parallel geschalteten Kardansystemen. Diese beiden Kardansysteme haben den Zweck, sich gegenseitig zu verstärken, um die Steifigkeit des Systems zu vergrößern. Unrichtige, durch die Schwingungen mit der doppelten Frequenz erzeugte Signale werden mit dieser Aufhängung eliminiert Die ersten Achsen jedes Systems Hegen senkrecht zueinander, während ihre zweiten Achsen parallel zueinander verlaufen, d. h. in der gleichen Orientierungsrichtung und parallel zur Kardanlängsachse bzw. Wellenachse. Aus diesem Grunde erstreckt sich diese Aufhängung über eine erhebliche axiale Länge.

Die GB-PS 11 02 941 betrifft ein Universalgelenk, das eine Kraftübertragung zwischen einen Winkel miteinander einschließenden Wellen ermöglicht Zur Übertragung eines Drehmomentes ist es bei derartigen Universalgelenken erforderlich, die Freiheit des Systems auf ein Minimum zu reduzieren. Ein derartiges Universalgelenk weist aber nicht zwei parallel geschaltete Kardansysteme auf, da der eine oder der andere Arm und die zugeordneten Schwenkverbindungen keine Kardanringanordnung darstellen. Die Wellen sind in ihrer Bewegungsfreiheit nicht beschränkt, sondern können sich in jeder Richtung bewegen, weil es sich bei diesem Gelenk um eine Drehmomentübertragung, nicht aber um eine kardanische Aufhängung handelt. Die beiden konzentrisch angeordneten Antriebswellen haben nicht immer die gleichen Augenblicksgeschwindigkeiten bei einer Drehung des Systems; zwar ist der mittlere Winkelgeschwindigkeitswert gleich, es wird jedoch jede der konzentrischen Wellen während eines jeden Rotationsspieles abwechselnd beschleunigt und verzögert, so daß sie nicht starr miteinander verbunden sein dürfen.

Die GB-PS 7 94 236 zeigt auch nur ein einziges Kardansystem, bei dem das innere antreibende Element mit dem Kardanring über Torsionsfedern und dieser mit dem äußeren abtreibenden Ring ebenfalls über Torsionsfedern verbunden ist.

Gegenstand der US-PS 17 64348 ist wiederum ein Universalgelenk, und damit ein Äquivalent, das nur ein einziges kardanisches System aufweist. Die beiden rechtwinkelig zueinander orientierten Gelenkfedern ermöglichen Fehlausrichtungen zwischen den beiden Wellen ausschließlich in einer Ebene, so daß jede Feder als Hälfte eines Universalgelenkes bzw. eines kardanischen Systems wirkt.

Die AU-PS 2 79 979 betrifft ein Universalgelenk, bei dem zwei Kupplungsteile in Reihe geschaltet sind. Der mit der antreibenden Welle befestigte erste Kupplungsteil weist zwei mit zwei Zwischenarmen der Mittelscheibe verbundene Mitnehmerzapfen auf. Dies kann als erstes kardanisches Element angesehen werden; dieses erste Element setzt sich in ein zweites kardanisches Element, das von zwei weiteren Armen der Mittelscheibe, weitere Mitnehmerzapfen und dem mit der angetriebenen Welle befestigten zweiten Kupplungsteil gebildet ist. Dieses Gelenk umfaßt somit eine mechanische Serienverbindung, und zwar eine Variante des bekannten Grundprinzips bei einem Universalgelenk.

Aus der US-PS 33 84 424 ist eine kardanische Aufhängung bekannt, bei der die beiden kardanischen Systeme ebenfalls nicht parallel geschaltet sind. Es sind Nebenkardanringe vorgesehen, die zwischen dem ersten Element und dem Hauptkardanring sowie /wischen dem zweiten Element und dem Hauptkardaning befestigt sind, so daß es sich hierbei um eine Serienschaltung von Kardanringen handelt.

Schließlich ist aus der US-PS 33 82 726 ein Kreisel mit

zwei Schwingrotoren bekannt, deren Drehachsen um 90° zueinander versetzt in bezug auf die Schwingachse verlaufen. Jeder Schwingrotor stellt ein Trägheitselement dar, das bei Auslenkungen Signale erzeugt, die über eine äußerst aufwendige elektronische Schaltung den Kreisel beeinflussen. Dieses Gerät hat sich aber in der Praxis nicht voll bewährt, weil es fehlerhafte und unerwünschte Ausgangssignale nicht auszuschließen vermag.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei Aufrechterhalten der Eliminierung von mit der doppelten Drehfrequenz erzeugten Signalen eine vereinfachte kompakte Bauweise einer Aufhängung der eingangs erwähnten Art zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die erste Achse eines ersten Kardansystems im Winkel gegenüber der ersten Achse eines zweiten Kardansystems versetzt ist, und daß die zweite Achse des ersten Kardansystems im gleichen Winkel gegenüber der zweiten Achse des zweiten Kardansystems versetzt ist, und daß beide Kardansysteme in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Kreiselaufhängung nach der Erfindung ist jedes Kardanelement parallel zwischen Rotor und Welle befestigt. Der Winkel der Abweichung der Rotorachse von der Welienachse ist im Falle der Erfindung sehr klein, so daß die Aufhängung als kardanische Aufhängung arbeiten kann. jo

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform einer kardanischen Aufhängung für einen Kreisel gemäß der Erfindung,

F i g. 2 den Schnitt längs der Linie 2-2 nach F i g. 1.
Fig.3 eine Schrägansicht eines typischen Ringsegmentes, wie es bei der Aufhängung nach den F i g. 1 und 2 verwendet wird,

F i g. 4 den Schnitt längs der Linie 4-4 nach F i g. I,
F i g. 5 den Sch nitt längs der Linie 5-5 nach Fig. 1,
F i g. 6 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Aufhängung ähnlich der nach den F i g. 1 bis 5. jedoch in vereinfachter Darstellung, ■»■>

F i g. 7a—d den Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6, wobei die Relativverschiebung zwischen den verschiedenen Ringsegmenten, der Antriebswelle und dem Rotor bei verschiedenen Rotorstellungen im Abstand von 90° dargestellt sind,

Fig.8a—d den Schnitt ähnlich den Fig. 7a—d längs der Linie 8-8 in F i g. 6,

Fig.9 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufhängung in Axialsicht,

Fig. lOden Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9, Fig. 11 den Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 9,
Fig. 12 eine Schrägansicht von zwei Kardanringteilen in dem Bereich, der durch die kreisförmigen Pfeile 12 in F i g. 9 bezeichnet ist,

Fig. 13 eine Ansicht einer abgeänderten Ausfüh- bo rungsform nach Fig.9, bei !er Blattorsionsfedern anstelle der Federn mit kreuzförmigem Querschnitt verwendet werden,

Fig. 14 den Schnitt längs der Linie 15-15 in Fig. 13,
Fig. 15 den Schnitt längs der Linie 16-16 in Fig. 13, μ Fig. 16 den Schnitt längs der Linie 17-17 in Fig. 13,
Fig. 17 den Schnitt längs der Linie 18-18 in Fig. 13,
Fig. 18 eine Schrägansicht eines Rohlings, aus dem zur Ausbildung der nach Fig. 13 verwendeten Blattorsionsfeder Teile herausgeschnitten sind, und

Fig. 19 eine Schrägansicht der nach 13 verwendeten Blattorsionsfeder.

In den Fi g. 1 bis 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es bei einem Kreisel verwendet wird, gezeigt. Eine Welle 21 ist über Lager 23 und 25 in einem Gehäuse 27 abgestützt. Der Rotor 29 wird über zwei mechanisch parallel geschaltete Kardansysteme, deren jedes zwei als Kardanringsegmente bezeichnete Kardanelemente aufweist, von der Welle 21 aufgenommen (F i g. 2). Ein erstes Kardansystem weist Kardanelemente oder Ringsegmente 31 und 35 auf. Ein zweites Kardansystem besitzt Kardanelemente oder Ringsegmente 33 und 37. Jedes Paar von Kardanelementel stellt einen einzigen, vollständigen Kardanring dar. An jedem Kardanelement 31, 33, 35 und 37 ist ein Paar von Torsionsfedern befestigt, deren eine mit dem Rotor 29 und deren andere mit der Welle 21 verbunden ist. Die Torsionsachsen der beiden Torsionsfederpaare an jedem Kardanelement stehen somit in einem rechten Winkel zueinander. Das Kardanelement 31 ist über eine Torsionsfeder 39 mit dem Rotor 29 und über eine Torsionsfeder 41 mit der Welle 21, das Kardanelement 33 über eine Torsionsfeder 43 mit dem Rotor 29 und über eine Torsionsfeder 45 mit der Welle 21, das Kardanelement 35 über eine Torsionsfeder 47 mit dem Rotor 29 und über eine Torsionsfeder 49 mit der Welle 21 und das Kardanelement 37 über eine Torsionsfeder 51 mit dem Rotor 29 und über eine Torsionsfeder 53 mit der Welle 21 verbunden. Die Torsionsachsen jedes Federpaares 39, 41; 43, 45; 47, 49 und 51, 53 sind vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnet und liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die Torsionsachsen der Federn 45,53 stehen senkrecht zu denen der Federn 41, 49 und die der Federn 43, 51 stehen senkrecht zu denen der Federn 39, 47. Jedes der beiden Torsionsfederpaare, das einem Kardanelement zugeordnet ist. weist einen kreuzförmigen Querschnitt auf. Die Kardanelemente 31,33,35 und 37 sind sonst identisch in ihrem Aufbau. Infolgedessen wird nachstehend nur ein Kardanelement, nämlich das Element 31, im einzelnen beschrieben.

In bezug auf Fig. 3 ist die Torsionsfeder 39 mit der inneren, zylindrischen Oberfläche des Rotors 29 mittels einer Konsole 55 befestigt. Die Konsole 55, die in F i g. 2 nicht gezeigt ist, entspricht in Form und Funktion einer Konsole 55,4, die sich in den F i g. 1 und 2 an der Feder 43 befindet. Gernäß Fig.3 ist die Konsole 55 mit vier Schraubenlöchern 57, 59, 61 und 63 versehen, die Schrauben 69, 71, 73 und 75 (Fig. 1 und 2) aufnehmen. Alle vier Kardansegmente sind in identischer Weise am Rotor 29 befestigt. Die Löcher 77 und 79 können Ausgleichsgewichtsschrauben (nicht dargestellt) aufnehmen, damit die Massenträgheit des Kardansegmentes 31 eingestellt werden kann. Die Feder 41 besitzt ein Endstück 81, das so geformt ist, daß es mit der Oberfläche der Welle 21 Kontakt hat. Die Bogenlänge des Endstückes 81 beträgt ein Viertel des Umfanges der Welle 21. Die übrigen drei Viertel des Wellenumfanges werden von den Endstücken 83, 85 und 87 der Torsionsfedern 45, 49 und 53 umschlossen, wie F i g. 2 zeigt. Die beiden Enden in einer axialen Richtung der Endrtücke 81,83,85 und 87 sind abgeschrägt, so daß sie konische Endflächen 89 und 91 aufweisen, wie Fig. I zeigt. Ein konisch geformtes Aufnahmebauteil 93 mit einer Trägerbeilage 95 ist gegen die Schulter 97 auf der Welle 21 gesetzt und kann die konische Endfläche 91

aufnehmen. Somit ist die konische Endfläche 91 mit dem konischen Aufnahmeende des Bauteiles 93 verkeilt, wie durch den Spalt 99 gezeigt. Eine Lagerplatte 101 mit einer konischen Eingriffsfläche 103 und einem Spalt 105 zur Erzielung enes Kippens auf der Welle 21 wirkt mit der konischen Endfläche 89 der Endstücke 81,83,85 und 87 zusammen. Ein Schraubbauteil 107 auf der Welle 21 zwingt die kippbare Lagerplatte 101 in Eingriff mit den Endstücken 81, 83, 85 und 87, wodurch sie unter Keilwirkung in Eingriff mit dem Aufnahmebauteil 93 gebracht wird und die Eingriffskraft ausgleicht, die die Endstücke 81, 83, 85 und 87 an Ort und Stelle hält. Die Lagerplatte 101 nimmt ferner vier Anschlagbauteile auf, von denen zwei Anschlagbauteile 109 und 111 gezeigt sind.

Motorstatorwicklungen, z.B. die Wicklung 113, wirken elektromagnetisch mit dem Hysteresering 115 zusammen, der von einem Arm 117 abgestützt wird, welcher seinerseits auf der Welle 21 befestigt ist, wodurch die Welle 21 mit einer synchronen Winkelgeschwindigkeit N angetrieben wird. Eine relative Winkelversetzung zwischen der Achse des Gehäuses 27 und der Spinachse des Rotors 29 wird durch kapazitive Abgriffe angezeigt, die in den F i g. 1 und 4 gezeigt sind. Der Rotor 29 weist einen stromleitenden, ringförmigen Flansch 119 an einer Seite auf, der konzentrisch und vollständig um den Umfang des Rotors 29 herum verläuft, wie insbes. in F i g. 4 gezeigt. Acht Kondensatorplatten 121,123, 125, 127, 129, 131, 133, 135, die vier Kondensatorpaare bilden, sind gleichförmig am Umfang des Flansches 119 angeordnet. Die Platten 121,123,129 und 131 sind in einer Brückenschaltung (nicht dargestellt) zur Anzeige der Winkelversetzung des Flansches 119 in bezug auf die Rotorachse und damit des Rotors 29 relativ zu diesen Kondensatorplatten zusammengeschaltet. Die auf diese Weise erzeugten Signale sind dann ein Maß für die Winkelversetzung zwischen dem Gehäuse 27 und der Spinachse des Rotors 29 um eine (nicht dargestellte) Achse, die durch den Mittelpunkt der Kondensatorplatten 125, 127, 133 und 135 nach Fig.4 verläuft. In ähnlicher Weise sind die Platten 133,135,125 und 127 in einer Brückenschaltung (nicht dargestellt) zusammengeschaltet, damit sie die Winkelversetzung zwischen der Spinachse der Welle 21 und der Achse des Gehäuses 27 um eine (nicht dargestellte) Achse anzeigen, die durch den Mittelpunkt der Elektroden 131, 129, 121, 123 verläuft. Die Kondensatorplatten 121, 125, 129 und 135 können auf einem keramischen Ring 137 befestigt sein, der mit einer Konsole 139 des Gehäuses 27 verbunden ist. Die Kondensatorplatten 123, 127, 131 und 133 sind mit einem zweiten dielektrischen Ring 141 befestigt, der beispielsweise aus Quarz oder geschmolzenem Siliziumdioxyd besteht und an der Konsole 139 befestigt ist,

Ein Elektromotor, der dem Rotor 29 ein Drehmoment aufgibt, ist in den F i g. 1 und 5 gezeigt Ein stromleitender, ringförmiger Flansch 143 ist am Umfang des Rotors 29 auf der dem stromleitenden Flansch 119 gegenüberliegenden Seite angeordnet Dieser Flansch 143 erstreckt sich in einer von vier in Umfangsrichtung symmetrischen, d. h. gleichförmig versetzten Elektromagneten 145,147,149 und 151 gebildeten Spalte. Jeder der Elektromagnete weist eine elektrische Spule 153, 155,157 und 159 auf, die so geschlatet sind, daß sie durch eine entsprechende Steuerschaltung, z.B. Computer oder Servosysteme, steuerbar erregt werden können. Die Elektromagnete 145,147,149,151 sind auf einer mit dem Gehäuse 27 befestigten Konsole 161 angebracht Falls dem Rotorflansch 143 ein Drehmoment um eine (nicht dargestellte) Achse aufgegeben werden soll, die durch die Magnete 145 und 149 verläuft, werden die beiden Magnete 145 und 149 erregt. Die im Flansch 143 induzierten Wirbelströme wirken mit dem elektrischen Feld so zusammen, daß dieses Drehmoment erzeugt wird. Falls dem Flansch 143 ein Drehmoment um eine (nicht dargestellte) Achse aufgegeben werden soll, die durch die Mitte der Magnete 147 und 151 verläuft,

to werden die beiden Magnete 147 und 151 erregt.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 9, 10, 11 und 12 gezeigt. Nach ihr werd: η zwei übereinanderliegende, mechanisch parallel geschaltete, vollständige Kardanelemente 163 und 165 verwendet, deren jedes einem Paar von entgegengesetzt beiestigten Ringsegmenten nach F i g. 1 entspricht. Die Elemente 163 und 165 werden als »Kardanringe« bezeichnet, um in der die Art und Wirkungsweise dieser Elemente festlegenden Terminologie zu bleiben, obwohl sie Rechteckform besitzen. Jeder der Kardanringe 163 und 165 ist durch je zwei diametral gegenüberliegende Torsionsfedern 167, 169 und 171, 173 am Rotor 29 befestigt, und durch je zwei der diametral gegenüberliegenden Torsionsfedern 175, 177 und 179, 181 an der Welle 21 befestigt. Für jeden Kardanring 163 und 165 verläuft die Achse, die durch die Federn bestimmt ist, welche den jeweiligen Kardanring mit der Welle 21 gelenkig verbinden, rechtwinkelig zu der Achse, die durch die anderen Federn definiert ist, welche den jeweiligen Kardanring gelenkig mit dem Rotor 29 verbinden. Die Ebene, in der die Achsen der Torsionsfedern 167, 169,171, 173,175,177,179,181 bei nichtvorhandener Fehlausrichtung zwischen der Welle 21 und dem Rotor liegen, ist eine allen Achsen gemeinsame Ebene. Zu diesem Zweck muß ein Spall zwischen den Kardanringen 163 und 165 vorgesehen sein, um deren gegenseitige Bewegung zu erreichen Der am Kardanring 165 vorgesehene Spalt der dem Kardanring 163 eine unabhängige Bewegung gestattet ist in Fig. 9 mit 183, 185, 187 und 189 bezeichnet. Eir entsprechender Spalt ist am Kardanring 163 für ein« Bewegungsfreiheit des Kardanringes 165 vorgesehen wie im einzelnen bei 191 in F i g. 12 gezeigt Aus F i g. 12 in der einer (vgl. Ausschnitt 12 in Fig.9) der viei Bereiche, in denen ein Spalt vorgesehen ist gezeigt ist ergibt sich, daß der gewünschte Effekt durch die darüberliegenden Aussparungen 193 und 195 in der Kardanringen 163 und 165 erzielt wird. Fig. 10 zeig einen solchen Bereich im Schnitt. Die Kardanringe 16; und 165 enthalten Schraubenlöcher 197, 199, 201, 203 2ö5, 207, 209 und 2i 1, die nichi dargestellte Ausgleichs gewichte aufnehmen, welche zur Einstellung dei Trägheitsmomente der Kardanringe 163 und 16i verwendet werden. Jede der Federn Ϊ75, 177, 179 unc 181 endet in einem der vier Endstücke 213,215,217 unc 219, die in Form und Funktion den Endstücken 81,83,8; und 87 des ersten Ausführungsbeispieles nach Fig.: entsprechen.

Die Ausführungsform nach den F i g. 14—20 ist bis au

die Verwendung einer unterschiedlichen Torsionsfede identisch mit der Ausführungsform nach den F i g. 9 bi 12. Jede der gemäß den Fig. 14—20 verwendetei Torsionsfedern ist eine flache Blattfeder, die dii gewünschte Federkonstante besitzt Die Blattfeder!

es sind mit 304, 306, 308, 310, 314, 318, 320 und 32 bezeichnet In ihrer nicht abgelenkten Stellung stehet die Federn auf der Spinachse des Rotors 29 senkrech und sind im Winkel entgegengesetzt zu einer Ebeni

verschoben, die durch die Spinachse und die Torsionsachsen der Federn definiert ist, und zwar um gleiche Winkel A und A', wie in F i g. 14 in bezug auf die Federn 304 und 314 beispielsweise gezeigt; d. n. der spitze Winkel A + Λ' zwischen den mittleren Ebenen A und B der Paare von Federn wird bei nicht ausgelenkter Torsionsachse durch die Ebene C halbiert. Der spitze Winkel hat vorzugsweise einen Wert von 84°, d. h. A = λ' = 42°. Die mittleren Ebenen der Federn 304 und 308 liegen in der gleichen Ebene, d. h. in der Ebene A gemäß Fig. 14, während die mittleren Ebenen die Federn 314 und 318 so orientiert sind, daß sie in der anderen Ebene, d. h. in der Ebene B liegen, so daß der Winkel A + λ' durch die Ebenen der Federn 304, 308 und 314, 318 gebildet wird. In ähnlicher Weise sind die Federn 306 und 310 in einer Richtung orientiert, während die Federn 320 und 321 in der anderen Richtung orientiert sind. Die entgegengesetzte Orientierung der mittleren Ebenen der Blattfedern bewirkt, daß der Rotor 29 isolastisch, d. h. unempfindlich gegenüber Beschleunigungen ist. Dies ergibt sich daraus, daß jede der Blattfedern verhältnismäßig steif in bezug auf eine Auslenkung in der einen Richtung ist, während sie weich in bezug auf die Auslenkung in der anderen Richtung ist. Somit kann beispielsweise ein in einer bestimmten Richtung aufgebrachter Impuls die Federn 304 und 308 biegen. Jedoch würde die Biegebelastung von den Federn 314 und 318 aufgenommen werden. Der Rotor 29 würde wenigstens ebenso empfindlich gegenüber einem seitlich aufgebrachten Impuls bei dieser Ausführungsform sein, wie bei der Ausführungsform nach F i g. 9, bei der Torsionsfedern mit kreuzförmigem Querschnitt verwendet werden. Kreuzförmige Torsionsfedern sind aber schwieriger herzustellen als die Federn nach den Fi g. 14 bis 20. Bei der Herstellung einer Flachfeder kann ein Dübelrohling 300, wie in F i g. 18 gezeigt, leicht zu einer Torsionsfeder 307 nach F i g. 19 dadurch ausgebildet werden, daß er in einer Fräsmaschine festgeklemmt, eine Seite abgefräst, der Dübelrohling 300 dann umgewendet und auf der anderen Seite abgefräst wird. Die Federn werden mit ihrem einen Ende 305 mit den Kardanringen 163 und 165 und mit ihrem anderen Ende 305 entweder am Rotor 29 oder an den Endstücken 213, 215, 217 und 219 angelötet. Die Dicke der Federn 307 entspricht der gewünschten Federkonstanten.

ίο Vorstehend wurden kardanische Aufhängungen für Kreisel beschrieben, bei denen der Rotor gegenüber einem Impuls unempfindlich ist. Der Rotor kann, falls dies erwünscht ist, impulsempfindlich gemacht werden, indem er als Pendel ausgebildet wird, d. h. indem sein

!5 Massenmittelpunkt nach einer Seite seiner Befestigungsebene verschoben wird. Der dadurch erhaltene Kreisel mißt dann sowohl Winkeleingänge als auch eine lineare Beschleunigung.

Fig.6 zeigt in einer schematischen Darstellung den Rotor 29 und die Welle 21 der Ausführungsform nach den Fig.! bis 5, aus der die Kardanelemente und Federn in vereinfachter Darstellung hervorgehen. Der Rotor 29 ist in einem willkürlich angenommenen Ausgangswinkel Ψο in bezug auf die gehäusefesten Koordinatenachsen x' und y' angeordnet dargestellt, wobei der Ausdruck »gehäusefest« stationär in bezug auf das Gehäuse für den Rotor, z. B. des Gehäuses 27, bedeutet. Verschiedene Punkte auf dem Rotor 29, der Welle 21 und den Kardanelementen 31, 33, 35, 37 sind

jo mit den Buchstaben A, B, C. D, E, F, C, H, J, K, L, M, P, Q, R und 5 bezeichnet. Diese Buchstabenbezeichnungen sind in Verbindung mit den F i g. 7a, b, c, d und 8a, b, c, d zweckmäßig, um die Kinematik der Kardanelemente, der Welle und des Rotors bei Abweichungen zwischen der Welle 21 und der Spinachse des angetriebenen Rotors 29 zu erläutern.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Kardanische Kreiselaufhängung, bei der der Rotor durch Verbinden mit einer Antriebswelle frei aufgehängt ist, um ihn mit konstanter Drehgeschwindigkeit zu drehen, mit mindestens zwei vorzugsweise identischen, symmetrisch angeordneten Kardansystemen, deren jedes ein erstes kardanisches Element und ein zweites kardanisches Element aufweist, wobei jedes kardanische Element über Torsionsfedern mit dem Rotor und mit der Antriebswelle drehbar um eine erste und eine zweite Achse befestigt ist, derart, daß zwei mechanisch parallel geschaltete kardanische Systeme entstehen, die den aufzuhängenden Rotor tragen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse eines ersten Kardansystems (31, 35 oder 163) im Winkel gegenüber der ersten Achse eines zweiten Kardansystems (33, 37 oder 165) versetzt ist, und daß die zweite Achse des ersten Kardansystems (31,35 oder 163) im gleichen Winkel gegenüber der zweiten Achse des zweiten Kardansystems (33,37 oder 165) versetzt ist, und daß beide Kardansysteme in einer gemeinsamen Ebene liegen.

2. Kardanische Kreiselaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den entsprechenden Achsen jeweils 90° beirägi.

3. Kardanische Kreiselaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstanten der Torsionsfedern (39, 43, 47, 51; 41, 45, 49, 53), die von den ersten und den zweiten Achsen jedes Kardansystems (31,35 und 33,37 bzw. 163 und 165) eingeschlossenen Winkel und die Trägheitsmomente jedes Kardansystem um die ersten und zweiten Drehachsen so gewählt sind, daß die Summe aller auf den Rotor (29) wirkenden, durch Schwingungen der Welle (21) hervorgerufenen Drehmomente bei der doppelten Drehfrequenz Null oder angenähert Null ist.

4. Kardanische Kreiselaufhängung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstanten der Torsionsfedern (39, 43, 47, 51; 41, 45, 49, 53) und die Trägheitsmomente jedes Kardansystems (31, 35 und 33, 37 bzw. 163 und 165) um die ersten und zweiten Achsen so gewählt sind, daß der Rotor (29) die Eigenschaften eines abgestimmten, freien Rotors aufweist.