DE10010804B4

DE10010804B4 - Articulated connection, in particular for the transmission of linear movements

Info

Publication number: DE10010804B4
Application number: DE2000110804
Authority: DE
Inventors: Andreas Rimpel
Original assignee: R+W Antriebselemente GmbH
Current assignee: R+W Antriebselemente GmbH
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: DE10010804A1

Abstract

Gelenkverbindung zur Verbindung von zwei Achsen mit Haltekörpern (16a, b), an denen Federelemente (20a, b,...) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Federelemente (20a, 20b,...) vorgesehen sind, die über Zwischenstücke (22a, 22b,...) verbunden sind, wobei die Anzahl der Zwischenstücke (22a, 22b,...) um eins geringer ist als die Anzahl der Federelemente (20a, 20b,...).Articulated connection for connecting two axes with holding bodies (16a, b) on which spring elements (20a, b, ...) are arranged, characterized in that at least two spring elements (20a, 20b, ...) are provided which are connected via Intermediate pieces (22a, 22b, ...) are connected, the number of intermediate pieces (22a, 22b, ...) being one less than the number of spring elements (20a, 20b, ...).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung, die sich insbesondere zur Übertragung von Linearbewegungen eignet.The present invention relates to a hinge connection that is particularly suitable for transmission of linear movements.

Bei der Übertragung von Linearbewegungen, beispielsweise von Linearmotoren, tritt häufig das Problem auf, daß die beiden Übertragungsachsen nicht genau miteinander fluchten. Dabei können sowohl Fluchtwinkelfehler als auch Achsversetzungen auftreten. Dies führt zu vorzeitigem Verschleiß und Überbeanspruchung von Lagern, sodaß eine möglichst genaue Ausrichtung der Achsen erforderlich ist. Die bisherigen Versuche, diese Probleme zu beseitigen, beispielsweise durch Kugelgelenkverbindungen, waren nicht spiel- und verschleißfrei, sie brachten somit weitere Probleme mit sich.When transferring linear movements, For example, of linear motors, the problem often arises that the two transmission axes not exactly in line with each other. This can both escape angle errors as well as axis misalignments occur. This leads to premature wear and overuse of bearings so that one if possible exact alignment of the axes is required. The previous attempts to eliminate these problems, for example through ball joint connections, were not free of play and wear, so they brought more Problems with themselves.

In der DE 37 22 033 A1 ist eine flexible Gelenkverbindung für zwei Wellen beschrieben, bei der die Kraftübertragung über ein bandförmiges Übertragungsglied erfolgt, das rechtwinklig (orthogonal) zu den Wellenachsen angeordnet ist. Diese Gelenkverbindung kann zwar Fluchtwinkelfehler ausgleichen, nicht aber Achsversetzungen.In the DE 37 22 033 A1 describes a flexible articulated connection for two shafts, in which the force transmission takes place via a band-shaped transmission element which is arranged at right angles (orthogonal) to the shaft axes. This joint connection can compensate for escape angle errors, but not axis misalignments.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gelenkverbindung zu schaffen, die eine exakte übertragung von Linearbewegungen sowohl bei Fluchtwinkelfehlern als auch bei Achsversetzungen ermöglicht und die dabei weitgehend verschleissfrei und spielfrei ist.Object of the present invention is to create an articulated connection that is an exact transmission of linear movements both in the case of escape angle errors and in Axis offsets enabled and which is largely free of wear and free of play.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungesgemäß durch eine Gelenkverbindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.According to the invention, this object is achieved by an articulated connection with the features of the main claim. The under claims represent preferred embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß sind zwei oder mehr Federelemente vorgesehen, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind und über Zwischenstücke miteinander verbunden sind. Die Gelenkverbindung verbindet Antriebsachsen miteinander, die zur Übertragung von linearen und/oder Drehbewegungen dienen können. Dabei werden die Federelemente mit Haltekörpern an den Achsen befestigt. Die Winkelanordnung der Federelemente wird vorzugsweise so getroffen, daß sie symmetrisch ist, wobei vorzugsweise eine Anordnung gewählt wird, die sich durch Teilung eines Winkels von 360° durch 2 und durch die Zahl der Federelemente ergibt. Bevorzugt ist dabei bei zwei Federelementen ein Winkel von 90° und bei drei Federelementen ein Winkel von 60°. Wenn eine mehrdimensionale Flexibilität erwünscht ist, können auch kleinere Winkel und damit eine größere Anzahl an Federelementen gewählt werden. Auch eine unterschiedliche Winkelanordnung ist möglich, wenn eine unterschiedliche Flexibilität bei verschiedenen Drehwinkeln gewünscht wird.According to the invention are two or more spring elements provided, which are arranged at an angle to each other and with intermediate pieces are connected. The articulated connection connects drive axles with each other, the for transmission of linear and / or rotary movements can serve. The spring elements with holding bodies attached to the axles. The angular arrangement of the spring elements is preferably taken so that they is symmetrical, an arrangement preferably being selected, which is divided by an angle of 360 ° by 2 and by the number the spring elements results. It is preferred for two spring elements an angle of 90 ° and with three spring elements an angle of 60 °. If a multi-dimensional flexibility he wishes is, can also smaller angles and thus a larger number of spring elements chosen become. A different angle arrangement is also possible if one different flexibility at different angles of rotation is desired.

Bei einer symmetrischen Anordnung der Federelemente ergibt sich die Winkelstellung der Federelemente dadurch, daß der Vollkreis von 360° durch die Anzahl der Federelemente dividiert wird, also bei 2 Federelementen 360:2, und diese Zahl durch zwei dividiert wird, demnach 180°:2 = 90°, bei drei Federelementen 360°:3:2 = 60° usw.With a symmetrical arrangement of the spring elements results in the angular position of the spring elements in that the Full circle of 360 ° through the number of spring elements is divided, i.e. with 2 spring elements 360: 2, and this number is divided by two, i.e. 180 °: 2 = 90 °, at three Spring elements 360 °: 3: 2 = 60 ° etc.

Es können auch mehrere Federelemente, z. B. zwei, an der gleichen Seite des Zwischenstücks angeordnet sein. Das Zwischenstück kann dann z. B. ringförmig sein, sodaß eines der Federelemente durch den Ring hindurchgeführt werden kann, z. B. in einer U-förmigen Ausgestaltung. Dies ermöglicht eine Anordnung der Federelemente an gegenüberliegenden Haltekörpern, wodurch sich eine sehr raumsparende Ineinanderschachtelung der gesamten Gelenkverbindung ergibt. Die Ringform des Zwischenstücks kann kreisringförmig sein oder in Form eines ringförmigen Vielecks ausgestaltet sein.Several spring elements, z. B. two, may be arranged on the same side of the intermediate piece. The intermediate piece can then z. B. annular be so that one the spring elements can be passed through the ring, for. B. in one U-shaped Design. This enables one Arrangement of the spring elements on opposite holding bodies, whereby a very space-saving nesting of the whole Joint connection results. The ring shape of the intermediate piece can circular ring be or in the form of an annular Polygons should be designed.

Bevorzugt sind Anordnungen mit zwei, drei oder mehr Federelementen, die symmetrisch angeordnet sind, wobei die Winkelanordnung sich ergibt durch Dividieren von 360° durch die Zahl der Federelemente dividiert durch zwei. Dies ergibt bei zwei Federelementen einen Winkel von 90°, bei drei Federelementen einen Winkel von 60°. Unsymmetrische Winkelanordnungen ergeben einen unsymmetrischen Verlauf der Torsionskräfte. Wenn dies erwünscht ist, können auch solche Winkelanordnungen verwendet werden.Arrangements with two, three or more spring elements, which are arranged symmetrically, where the angular arrangement results from dividing 360 ° by the Number of spring elements divided by two. This results in two spring elements an angle of 90 °, with three spring elements an angle of 60 °. Asymmetrical angular arrangements result in an asymmetrical course of the torsional forces. If this is desirable is, can such angular arrangements can also be used.

Die Federelemente sind vorzugsweise Federstreifen aus einem federelastischen Material, beispielsweise Federstahl oder einem federelastischen Kunststoff. Sie werden vorzugsweise senkrecht zur Ebene der Zwischenstücke an diesen angeordnet und mit geeigneten Befestigungsmitteln an diesen befestigt.The spring elements are preferred Spring strips made of a resilient material, for example Spring steel or a resilient plastic. You will prefer arranged perpendicular to the plane of the intermediate pieces on these and attached to it with suitable fasteners.

Die erfindungsgemäßen Gelenkverbindungen eignen sich zur Übertragung von Dreh- oder Linearbewegungen. Da sie keine gelagerten Teile enthalten, sind sie verschleißfrei und wartungsfrei, dabei aber aufgrund der Federeigenschaften der Federelemente elastisch. Sie eignen sich deshalb insbesondere zur Übertragung von Linearbewegungen, beispielsweise von Linearmotoren, bei denen häufig ruckartige Beschleunigungskräfte auf treten.The joint connections according to the invention are suitable yourself for transmission of rotary or linear movements. Since they contain no stored parts, they are wear-free and maintenance-free, but due to the spring properties of the Elastic spring elements. They are therefore particularly suitable for transmission of linear movements, for example of linear motors, in which often jerky acceleration forces step on.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below the description of the figures closer explained. Show it:

1eine Anordnung von zwei Federelementen; 1 an arrangement of two spring elements;

2 eine Weitere Anordnung von zwei Federelementen; und 2 a further arrangement of two spring elements; and

3 eine Anordnung von drei Federelementen. 3 an arrangement of three spring elements.

Die Gelenkverbindung der 1 enthält zwei Federelemente 20a, 20b, die in einem Winkel von 90° zueinander an einem ringförmigen Zwischenstück 22a angeordnet sind. An den dem Zwischenstück 22a gegenüberlegenden Enden der Federelemente 20a, 20b sind Haltekörper 16a, 16b angeordnet, die an Achsen 10, 12 befestigbar sind. Die beiden Versatzausgleichsachsen V1, V2 sind durch Pfeile gekennzeichnet, ebenso die Zug- bzw. Drehrichtung.The articulation of the 1 contains two spring elements 20a . 20b that at an angle of 90 ° to each other on an annular intermediate piece 22a are arranged. At the intermediate piece 22a opposite ends of the spring elements 20a . 20b are holding bodies 16a . 16b arranged on axes 10 . 12 are attachable. The two offset compensation axes V1, V2 are identified by arrows, as is the direction of pull or rotation.

Die Gelenkverbindung der 2 enthält die gleichen Einzelelemente wie 1, wobei die beiden Federelemente 20a, 20b auf der gleichen Seite des Zwischenstücks 22a angeordnet sind. Beide Federelemente 20a, 20b sind U-förmig ausgestaltet, wodurch eine Ineinanderschachtelung der beiden Federelemente ermöglicht wird. Über die beiden Haltekörper 16a, 16b ist die Gelenkverbindung mit Achsen 10, 12 verbindbar, von denen nur die Achse 10 dargestellt ist.The articulation of the 2 contains the same individual elements as 1 , with the two spring elements 20a . 20b on the same side of the adapter 22a are arranged. Both spring elements 20a . 20b are U-shaped, which allows nesting of the two spring elements. About the two holding bodies 16a . 16b is the articulated connection with axles 10 . 12 connectable, of which only the axis 10 is shown.

Die Gelenkverbindung der 3 enthält drei Federelemente 20a, 20b, 20c, die in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind und die durch ringförmige Zwischenstücke 22a, 22b miteinander verbunden sind. Die Haltekörper 16a, 16b ermöglichen eine Verbindung mit Achsen, die nicht dargestellt sind.The articulation of the 3 contains three spring elements 20a . 20b . 20c , which are arranged at an angle of 45 ° to each other and by annular spacers 22a . 22b are interconnected. The holding body 16a . 16b allow connection to axes that are not shown.

Claims

Articulated connection for connecting two axes with holding bodies ( 16a . b ) on which spring elements ( 20a . b , ...) are arranged, characterized in that at least two spring elements ( 20a . 20b , ...) are provided, which are connected via intermediate pieces ( 22a . 22b , ...) are connected, the number of intermediate pieces ( 22a . 22b , ...) is one less than the number of spring elements ( 20a . 20b , ...).

Articulated connection according to claim 1, characterized in that the spring elements ( 20a . 20b , ...) are arranged at an angle to each other, which results from the relationship 360 ° divided by twice the number of spring elements ( 20a . 20b , ...).

Articulated connection according to claim 1, characterized in that an arrangement of two spring elements ( 20a . 20b ) on the same side of an adapter ( 20a ) is arranged.

Articulated connection according to claim 1 or 3, characterized in that the intermediate piece ( 22a ) is ring-shaped.

Articulated connection according to one or more of the preceding claims, characterized in that an arrangement of two. Spring elements ( 20a . 20b ) is arranged at an angle of 90 ° to each other

Articulated connection according to claim 1 or 2, characterized in that an arrangement of three spring elements ( 20a . 20b . 20c ) is arranged at an angle of 60 ° to each other.

Use of the articulated connection according to claims 1 to 6 for transmission of linear movements.