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Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Bereich der
Verbindungsmittel zwischen einer Antriebs- und einer
Abtriebswelle.
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Im Patent FR2623898 wurden bereits Verbindungsmittel zwischen
einer Antriebs- und einer Abtriebswelle vorgeschlagen, die in
diesem Fall aus einem Flügel bestanden. Sie haben die Form
eines Gleichlaufgelenks, z.B. einer Kreuzscheibenkupplung,
die einen axialen Ausrichtungsfehler tolerieren kann.
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Eine solche Kupplung ermöglicht jedoch keine spielfreie
Verbindung.
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Das Patent EP114895 beschreibt eine Kreuzscheibenkupplung mit
zwei Verlängerungen, die fest mit einer Scheibe verbunden und
senkrecht zueinander angeordnet sind.
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Diese Verlängerungen weisen einen Schlitz auf und werden in
auf den An- und Abtriebachsen angebrachten, passenden
Vertiefungen angebracht. Jede der eine Verlängerung bildenden
Abzweigungen ist in federndem Kontakt mit den Wänden der
Vertiefung, wodurch die Spiele annulliert werden, ohne daß
die Übertragung des Drehmoments dadurch beeinflußt wird;
tatsächlich nähert es die beiden Hälften der Verlängerung in
einer solchen Konfiguration nicht an.
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Der hauptsächliche Nachteil einer solchen Kupplung ist jedoch
ihr axialer Umfang.
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Das Dokument GB388961 beschreibt eine Vorrichtung zur
Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Motor einer
Lokomotive und ihren Rädern, die von einem Verbindungsteil
gebildet wird, das zwei symmetrische Arme und eine Vertiefung
aufweist, deren Ausrichtung im Verhältnis zu den Armen fast
normal ist.
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Diese Vorrichtung erlaubt beschränkte relative Bewegungen der
Radachse im Verhältnis zur Motorisierungsachse, in den beiden
vom Verbindungsteil als normal definierten Richtungen. Eine
solche Vorrichtung, die für die Eisenbahnmechanik entworfen
wurde, eignet sich jedoch schlecht für einen Einsatz im
Bereich der Feinmechanik, da es zum einen sehr schwierig ist,
Toleranzen zu erhalten, die eine spielfreie Übertragung
sichern, zum andern wegen der Schwierigkeiten, die sich
aufgrund fehlender Spiele bei der endgültigen Montage
ergeben.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine raumsparende,
elastische Verbindung anzubieten, die es jedoch ermöglicht,
bei einem vorgegebenen Drehmoment sowie einem maximalen
Ausrichtungsfehler eine Antriebswelle mit einer Abtriebswelle
zu verbinden, wobei diese Verbindung in der Lage ist, jede
Winkelverschiebung der Antriebswelle vollständig und genau
auf die Abtriebswelle zu übertragen, unabhängig von
Drehrichtung und Amplitude.
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Gegenstand der Erfindung ist also eine elastische Verbindung
zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle, dadurch
gekennzeichnet, daß sie aus einer fast ebenen Fußplatte
besteht, die in eine Vertiefung der Abtriebswelle mit
entsprechendem Profil gesteckt wird, wobei die Fußplatte eine
Vertiefung aufweist, in die die Antriebswelle gesteckt wird;
diese elastische Verbindung besitzt einerseits mindestens
einen aus zwei Hälften bestehenden Arm, wobei die Hälften
durch einen Schlitz getrennt sind, der auf der Ebene der
Fußplatte normal verläuft, wobei mindestens eine dieser
Hälften biegsam und ständig mit den Seiten der Vertiefung in
Kontakt ist, und andererseits mindestens eine Lamelle, die
man durch Einschneiden der Fußplatte selbst in der Nähe der
Vertiefung erhält, in ständigem Kontakt mit der Antriebswelle
ist; sie bildet, zumindest teilweise, die mit der
Antriebswelle in Kontakt stehende Oberfläche der Vertiefung,
wobei die gesamte Einheit eine spielfreie Verbindung zwischen
An- und Abtriebswelle bildet.
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Die elastische Verbindung ist so konzipiert, daß der Schlitz,
der die beiden Hälften voneinander trennt, nicht bis zur
Fußplatte selbst reicht.
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Die elastische Verbindung ist so konzipiert, daß das freie
Ende der Lamelle sich hinter der Antriebswelle befindet.
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Die elastische Verbindung ist so konzipiert, daß mindestens
eine der beiden Hälften eine Verdickung aufweist, die die
maximale Annäherung der beiden Hälften begrenzt.
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Die elastische Verbindung kann zwei auf beiden Seiten der
Fußplatte längs der Symmetrieachse XX' angebrachte Arme
besitzen.
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Die beiden Arme können sich bei Annäherung biegen, um die
Montagespiele zwischen Abtriebswelle und Fußplatte
aufzufangen.
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Die elastische Verbindung kann zwei mit der Fußplatte fest
verbundene elastische Lamellen aufweisen, deren freie Enden
sich längs der Achse XX' befinden.
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Die Fußplatte kann aus elastischem Stahl vom Typ 4557
hergestellt werden.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie
für eine spielfreie Verbindung beider Wellen, unabhängig von
ihrer Ausrichtung, sorgt.
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Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, die
Eigenschaften der Verbindung dem zu übertragenden Drehmoment
genauestens anzupassen.
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Die geringe Größe der Verbindung bildet einen weiteren
Vorteil, da die Montage auch bei einer sehr flachen
Vertiefung weiterhin leicht durchzuführen ist.
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Die übrigen Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung einer als Beispiel
ausgewählten Herstellungsart, in Verbindung mit einer
Zeichnung, wobei:
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- Bild 1 einen Schnitt der erfindungsgemäßen Verbindung
darstellt,
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- Bild 2 den Einsatz der Verbindung bei einem Flügel eines
Leitwerks zeigt.
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Auf Bild 1 wurde die Verbindung 1 dargestellt, die eine
Antriebswelle 2 mit einer Abtriebswelle 3 verbinden soll.
Dazu besitzt die Welle 3 eine Vertiefung 4, in der die
Verbindung 1 angebracht wird. Diese besteht aus einer
Fußplatte 5, die eine fast ebene Metallplatte mit elastischen
Verbindungsmitteln ist.
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Das erste elastische Verbindungsmittel besteht aus zwei Armen
6 und 7, die symmetrisch, längs einer Achse XX', mit der
Fußplatte fest verbunden sind. Jeder Arm besteht aus zwei
Hälften 8 und 9, die auf die Seiten 10 und 11 der Vertiefung
einen gleichbleibenden Druck ausüben.
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Die Arme werden also durch einen Schlitz getrennt, der auf
der Ebene der Fußplatte so gut wie normal ist, jedoch nicht
bis zur Fußplatte 5 selbst reicht.
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Jede Hälfte weist eine Verdickung 12 auf, die ihre maximale
Annäherung begrenzen soll.
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Die Fußplatte ist so bemessen, daß sich in Richtung der
Symmetrieachse XX' ein Montagespiel (a) zwischen ihr und der
Vertiefung der Abtriebswelle ergibt.
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Durch dieses Spiel können die Ausrichtungsfehler der
Abtriebswelle 3 kompensiert werden.
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Die Fußplatte 5 weist eine fast quaderförmige Vertiefung 13
auf, deren Länge parallel zu einer Achse YY' verläuft,
senkrecht zur Achse XX'. Diese Vertiefung ist für die
Antriebswelle 2 bestimmt, deren Spiel (b) parallel zu dieser
Achse YY' verläuft, um die Ausrichtungsfehler der
Antriebswelle zu kompensieren.
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Die Achsen XX' und YY' sowie die Drehachse (nicht
dargestellt) der Antriebswelle 2 kreuzen sich im Punkt O.
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In der Vertiefung 13 ist ein zweites elastisches Teil
vorgesehen, das hier aus den beiden Lamellen 14 und 15
besteht, die in ständigem Kontakt mit der Antriebswelle sind.
Diese beiden Lamellen erhält man durch einen Lasereinschnitt
in die Masse der Fußplatte 5, entlang eines normal auf der
Ebene der Fußplatte verlaufenden Schlitzes 16. Durch die
Breite des Schlitzes wird der maximale Ausschlag der Lamellen
festgelegt.
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Stellt man die Lamellen auf diese Weise her, so wird es
möglich, deren Steifikeit und damit auch das Drehmoment, das
sie aushalten können, ohne daß Fußplatte und Lamellen zu sehr
beansprucht werden, genau zu bestimmen.
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Bei zu hoher Beanspruchung kommt die Lamelle so in Kontakt
mit der Fußplatte, und das Drehmoment wird ohne Beschädigung
der Verbindung übertragen.
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Auf Bild 1 kann man sehen, daß das freie Ende der Lamelle
hinter der Antriebswelle liegt.
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Diese Strukturvariante ermöglicht auch erhöhte
Beanspruchungen ohne Beschädigung der Lamellen, da die
Antriebswelle in diesem Fall in Kontakt mit der anderen Seite
der Vertiefung 13 der Fußplatte selbst ist.
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Die Lamellengröße wird nach dem zu übertragenden Drehmoment
bemessen.
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Auch die Größe der beiden Armhälften wird nach dem zu
übertragenden Drehmoment bemessen, doch auch hier beeinflußt
eine erhöhte Beanspruchung die Übertragung der Bewegung
nicht.
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Ab einer bestimmten Biegungsamplitude der Hälften kommen die
Arme nämlich in Höhe der Armhälften ohne Schlitz in Kontakt
mit den Seitenwänden der Vertiefung, und dieser Teil des Arms
ist starr genug, um das Drehmoment übertragen zu können.
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Bei einer stark erhöhten Beanspruchung können auch die
Verdickungen 12 der beiden Hälften miteinander in Kontakt
kommen, womit ebenfalls für die Übertragung des Drehmoments
gesorgt ist.
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Die Biegungsgrenzen der Arme und Lamellen sorgen ebenfalls
dafür, daß die Verbindung nicht durch übermäßiges Biegen
während der Montage beschädigt wird.
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Damit sorgt die erfindungsgemäße Verbindung für eine
spielfreie Übertragung des Drehmoments, obwohl dieses
Drehmoment eine Richtung aufweist, die die elastischen
Verbindungsteile beeinflußt.
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Die Verbindung 1 wird vorzugsweise aus Federstahl vom Typ
4557 hergestellt, wodurch die Arme 6 und 7 sowie die Lamellen
14 und 15 eine dem zu übertragenden Drehmoment entsprechende
Elastizität aufweisen.
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Auf Bild 2 wurde ein Schnitt dargestellt, der den Einsatz der
Verbindung 1 zwischen einer Antriebswelle 17 und der
Halterung 18 eines Flügels 19 in zusammengeklappter Stellung
darstellt.
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Beim Abschuß des Geschosses 20 werden die Flügel durch
Drehung um die Achse 21 aufgeklappt. Die vom Motor 22
angetriebene Welle 17 sorgt für die Lenkung des Flügels;
genauere Angaben über die auf diesem Bild dargestellte
Struktur können aus dem erwähnten Patent entnommen werden.