DE10060422A1 - Universalgelenk - Google Patents

Abstract

Zur Bildung eines Universalgelenks (10), das als durchmesserkleines Gelenk zur Übertragung eines großen Drehmoments geeignet ist und eine hohe Drehpräzision und hohe Haltbarkeit bei niedrigen Kosten aufweist, ist das Universalgelenk (10) nach Art eines Ringfedergelenks, das eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle mit einem nicht großen Winkel zwischen ihren Achsen koppelt, sodass Abweichungen der Achslinien in Bezug zueinander aufgenommen werden, mittels dünner Biegeplatten (23, 23) aus glasfaserverstärktem Polyimidmaterial aufgebaut. Verbindungsansatzabschnitte (11, 14), welche die Biegeplatten (23, 23) und eine Zwischenscheibe (17) tragen, sind aus steckbarer hochzäher Hochleistungs-Aluminiumlegierung durch Druckguss hergestellt. Jeweilige Teile der Verbindungsansatzabschnitte (11, 14) und der Zwischenscheibe (17) sind als Verstemmungszapfen (21, 22) ausgebildet, und die Biegeplatten (23, 23) sind hiermit direkt durch Verstemmung verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk mit kleinem Durchmesser, und insbesondere ein besonders dauerhaftes Universalgelenk, das zwei dynamische Kräfte übertragende Wellen, deren Winkelrichtung voneinander ein wenig versetzt ist, kuppelt.

Die Fig. 7(a) und 7(b) zeigen ein Biegegelenk 700, welches aus Leichtmetall durch mechanische Bearbeitung eines Einzelkörpers hergestellt ist und das einen kleinen Durchmesser hat und für die Übertragung dynamischer Kräfte geeignet ist; Fig. 7(a) ist eine Seitenansicht in Richtung orthogonal zur Achslinie S, und Fig. 7(b) ist eine Seitenanischt parallel zur Achslinie. Ein erster Schlitz 702, der die Achslinie S in einer zur Achslinie S orthogonalen Zylinderquerschnittsrichtung quert, wird von einer Zylinderoberfläche 701 ausgehend hergestellt, wobei ein Teil außerhalb einer Sehne C, die einen Mittelwinkel von etwa 90° bildet, stehen bleibt. Dann wird ein zweiter Schlitz 703 ähnlich und parallel zum ersten Schlitz 702 in Gegenrichtung an einer Stelle hergestellt, die um einen kleinen Abstand d entlang der Achslinie S von dem ersten Schlitz 702 getrennt ist, wobei diese Schlitze ein Paar bilden.

Ferner werden ein dritter und ein vierter Schlitz 704 und 705, die ein anderes Paar bilden, in orthogonaler Richtung in Bezug auf das Paar des ersten und des zweiten Schlitzes 702 und 703 an einer Stelle hergestellt, die von dem zweiten Schlitz 703 um den gleichen Abstand d getrennt ist, ähnlich dem Paar des ersten und des zweiten Schlitzes 702 und 703. Es wird ein noch weiteres Muster vom ersten Schlitz 702 bis vierten Schlitz 705 mit dem gleichen Trennabstand d von dem vierten Schlitz 705 ab wiederholt. Durch diese serielle Bildung dieser Schlitze 702 bis 704 kann, auch wenn eine Montageachslinie Se einer Abtriebswelle 712 in Bezug auf eine Antriebswelle 710 versetzt ist, dieser Versatz durch Änderungen der Breiten d der Schlitze 702 bis 705 aufgenommen werden, sodass man eine Flexibilität für die Rotationsübertragung zwischen den verschiedenen Achslinien erhält.

Ein solches Biegegelenk 700 ist weniger flexibel als ein Biegegelenk mit spiraligem Schlitz und hat einen kleineren Bereich von Winkelabweichungen zwischen den zu verbindenden Achslinien. Da es jedoch eine Drehung in jeder Richtung übertragen kann, vorwärts oder rückwärts, hat es eine hohe mechanische Festigkeit, und die Präzision der Rotationsübertragung nimmt mit zunehmendem dynamischen Kraftübertragungsdrehmoment zu, und es ist außerordentlich sicher, zuverlässig und dauerhaft.

Jedoch beinhaltet die Bildung vom ersten Schlitz 702 bis zum vierten Schlitz 705 eine Anzahl von Herstellungsschritten, und es ist nur schwer eine hohe Bearbeitungspräzision zu erwarten. Auch wenn die Bearbeitung automatisiert ist, können die Ausstattungsinvestitionen und die Herstellungskosten nicht gesenkt werden, da man nicht umhin kommt, sich auf eine mechanische schneidende Bearbeitung zuverlässig verlassen zu müssen. Da es ferner aus einem einzigen Körper gebildet wird, ist die Anpassungsfähigkeit schlecht, falls dynamische Kräfte übertragende Wellen mit unterschiedlichen Durchmessern gekoppelt werden sollen. Da ferner die verschiedenen Schlitze 702 bis 705 die Achslinie S des Biegegelenks 700 queren, wird ein übertragenes Drehmoment durch Mittenversatz aufgrund Drehverformung von Verbindungsteilen 706 aufgenommen. Messungen zufolge kann eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel und dem Drehmoment nicht durch eine glatte Kurve dargestellt werden, sondern nur durch eine Wellenform. Dies ist ein Problem, welches berücksichtigt werden sollte, insbesondere wenn das Biegegelenk bei einem Mechanismus angewendet wird, wie etwa einem Codierer etc., bei dem eine präzise Winkelübertragung erforderlich ist.

Ein in der japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr. Hei 7-52428(B) offenbartes Universalgelenk löst zwar das Problem und ist billig lieferbar, weil eine Massenproduktion dafür möglich ist. Jedoch ist dessen Außenform ziemlich kompliziert und ein manuelles Verkoppeln zweier Elemente mittels Schraubbefestigungen ist nicht immer zuverlässig. Da ferner Durchgangslöcher, die für den Durchgang von Schrauben erforderlich sind, in der Nachbarschaft eines Lochs für die dynamische Kräfte übertragenden Wellen ausgebildet sind, wird die Dicke von Teilen, die mittels kraftübertragender Schrauben gekoppelt sind, reduziert, was eine Minderung der mechanischen Festigkeit zur Folge hat, und die Dauerhaftigkeit sinkt aufgrund Belastungsschwankungen während der Drehung, die wiederholt auf die Durchgangslöcher wirken. Da eine gewisse Dicke, die nach der Bildung der Durchgangslöcher verbleibt, erforderlich ist, ist eine Verkleinerung zum Zwecke der Platzersparnis auch unter Einschränkung der mechanischen Festigkeit beschränkt, und dies ist für ein Universalgelenk für einen kleineren Außendurchmesser als 20 mm ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein billiges Universalgelenk anzugeben, das ohne Einschränkung an Festigkeit ein großes Drehmoment übertragen kann und das für einen kleinen Kupplungsdurchmesser geeignet ist, das keine Drehwinkelübertragungsfehler erzeugt und eine hohe Präzision hat und darüber hinaus besonders dauerhaft ist.

Zur Lösung zumindest eines der genannten Aufgabenteile wird ein Universalgelenk mit einer Biegekupplungsstruktur vorgeschlagen, umfassend: ein Paar dünner Biegeplatten, von denen jede eine ringförmige Grundform hat, ein Paar von Verbindungsansatzabschnitten, von denen jeder an seiner einen Seite an zwei Stellen in der Nachbarschaft zweier Endbereiche eines Durchmessers eine der dünnen Biegeplatten trägt; und eine Zwischenscheibe, welche ähnlich an jeder Seite an zwei Stellen in der Nachbarschaft zweier Endbereiche einer zu dem Durchmesser orthogonalen geraden Linie die dünnen Biegeplatten trägt.

Die Verbindungsansatzabschnitte und die Zwischenscheibe sind aus streckbarer, hochzäher Hochleistungs-Aluminiumlegierung oder anderen äquivalenten Materialien durch Druckguss hergestellt, und mit ihnen ist einstückig ein jeweiliger Verstemmungszapfen ausgebildet, der von der Mitte jedes von die dünnen Biegeplatten haltenden Trägern vorsteht und direkt eine der Biegeplatten hält.

Die Hochleistungs-Aluminiumlegierung ist z. B. eine Al-Mg-Cr-Legierung (Hydronarium oder Hydro), und jede der Biegeplatten ist eine dünne Platte, deren Dicke kleiner ist als 0,6 mm, hergestellt aus glasfaserverstärktem Polyimid oder einem anderen äquivalenten Kunstharz. Ferner kann die Biegeplatte als eine dünne Platte aus Carbonfaser-verstärktem Epoxyharz oder einem anderen äquivalenten Harz hergestellt sein, dessen Dicke kleiner ist als 0,8 mm.

Bevorzugt wird die Biegeplatte durch Übereinanderlagern einer dünnen rostfreien Stahlplatte mit der gleichen Form, deren Dicke kleiner als 0,4 mm ist, auf der dünnen Kunstharzplatte ausgebildet. Zusätzlich kann der runde, abgeflachte, vorstehende Verstemmungsansatz einstückig aus einem anderen geeigneten Element hergestellt sein, das während des Druckgusses der Verbindungsansatzabschnitte und der Zwischenscheibe in diese eingesetzt wurde.

Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsperspektivansicht einer ersten Ausführung eines Universalgelenks;

Figur (2a) eine Seitenansicht eines montierten Universalgelenks der Ausführung von Fig. 1, gesehen in Richtung orthogonal zur Achslinie, teilweise im Querschnitt gezeigt; Fig. 2(b) eine Seitenansicht des montierten Universalgelenks, gesehen entlang der Achslinie;

Fig. 3(a) eine Seitenansicht der Zwischenscheibe einer zweiten Ausführung des Universalgelenks, teilweise im Querschnitt gezeigt; Fig. 3(b) eine Seitenansicht des Universalgelenks mit einem anderen Verbindungselement als dem in Fig. 3(a) gezeigten;

Fig. 4 eine Explosions-Perspektivansicht ähnlich Fig. 1 zur Erläuterung der Zwischenscheibe einer dritten Ausführung des Universalgelenks;

Fig. 5(a) eine Querschnittsansicht in einer die Achslinie enthaltenden Ebene, welche Mittel zum Befestigen eines Verbindungsansatzabschnittes einer vierten Ausführung des Universalgelenks zeigt; Fig. 5(b) eine Seitenansicht davon, gesehen in Achsrichtung;

Fig. 6(a) eine Seitenansicht, die Mittel zum Befestigen eines Verbindungsansatzabschnitts einer fünften Ausführung des Universalgelenks zeigt, gesehen in Richtung orthogonal zur Achslinie; Fig. 6(b) eine Querschnittsansicht davon, im Schnitt entlang Linie B-B in Fig. 6(a);

Fig. 7(a) eine Seitenansicht eines herkömmlichen Universalgelenks, gesehen in Richtung orthogonal zur Achslinie; und Fig. 7(b) eine Seitenansicht davon, gesehen entlang der Achslinie.

Fig. 1 ist eine Explosions-Perspektivansicht einer Ausführung des Universalgelenks 10; Fig. 2(a) ist eine Seitenansicht eines montierten Universalgelenks, gesehen in Richtung orthogonal zur Achslinie, teilweise im Querschnitt gezeigt; und Fig. 2(b) ist eine Seitenansicht davon, gesehen entlang der Achslinie. Der Einfachheit halber ist die rechte Seite in den Figuren die Antriebsseite, und die linke Seite ist die Abtriebsseite.

Die Fig. 1, 2(a) und 2(b) zeigen einen Verbindungsansatzabschnitt 11 mit einem axialen Loch 13, in das eine Antriebswelle 12 einzusetzen ist, sowie einen Verbindungsansatzabschnitt 14 mit einem axialen Loch 16, in das eine Abtriebswelle 15 einzusetzen ist. Außer dem Wellendurchmesser sind diese in Form und Größe gleichartig hergestellt. Ferner zu sehen ist eine ringförmige Zwischenscheibe 17. Diese enthält ein zentrales Durchgangsloch 18, dessen Innendurchmesser D1 gleich oder größer als der Durchmesser D2 der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 15 ist.

Der Antriebswellen-Verbindungsansatzabschnitt 11, der Abtriebswellen- Verbindungsansatzabschnitt 14 und die Zwischenscheibe 17 sind aus einem Hydronalium-Druckgussprodukt (HD-3) (Hydro oder Hydra) hergestellt, dies ist eine Al-Mg-Cr-Hochleistungs-Aluminiumlegierung, oder einem anderen äquivalenten Material. In der Nähe zweier Endbereiche gerader Linien an einer Stirnseite 11a, 14a jedes Verbindungsansatzabschnitts 10 und 11 und beider Seiten 17a und 17b der Zwischenscheibe 17 stehen in der axialen Richtung Träger 19, 20 vor. An Trägerflächen 30 und 33 der Träger 19 und 20 stehen um eine vorbestimmte Länge runde abgeflachte Verstemmungszapfen 21 und 22 vor.

Mit 23 ist eine Biegeplatte mit ringförmiger Grundform bezeichnet. Der Innendurchmesser d3 einer Mittelöffnung 24 ist so festgelegt, dass der restliche ringförmige Außenumfangsabschnitt eine Biegung flexibel aufnehmen kann, während eine gewisse Festigkeit erhalten bleibt, die ein erforderliches Drehmoment übertragen kann, und eine wiederholte Verformung aushält. In der vorliegenden Ausführung bilden vier Sehnen, außerhalb derer je zwei einander gegenüberliegende Bogenabschnitte beiderseits der Mittelöffnung 24 weggeschnitten sind, ein Quadrat. In der Nachbarschaft von Endbereichen der Durchmesser 26 und 27, die den zwei Diagonalen dieses Quadrats entsprechen, sind an Steilen, die den vorstehenden Verstemmungszapfenn 21 und 22 entsprechen, Verstemmungslöcher 28 und 29 ausgebildet, in die die jeweiligen Verstemmungszapfen 21 und 22 eingreifen.

Die Biegeplatte 23 ist eine dünne Polyimidplatte, eine dünne glasfaserverstärkte Polyimidplatte, eine dünne Carbonfaser-verstärkte Expoxyplatte oder eine andere dünne Platte aus einem äquivalenten Kunstharz. Die Dicke der Platte beträgt hier zwischen 0,2 und 0,6 mm, in Abhängigkeit vom zu übertragenden Drehmoment oder der Umgebung, in der sie benutzt wird. Auf sie kann eine dünne rostfreie Stahlplatte mit der gleichen Form wie die dünne Platte (nicht gezeigt) aufgelagert sein, als Maßnahme bei besonders harten Betriebsbedingungen.

Nun wird die Montage des Universalgelenks nach dieser Ausführung erläutert. Die jeweiligen vorstehenden Verstemmungszapfen 21 des Antriebswellen-Verbindungsansatzabschnittes 11 und des Abtriebswellen- Verbindungsansatzabschnitts 14 werden in die entsprechenden Verstemmungslöcher 28 mit einer Beilagscheibe 31 für jede von diesen eingesetzt. Danach werden die Außenbereiche der vorstehenden Verstemmungszapfen 21 durch Pressung verformt, um Verstemmungsköpfe 21a auszubilden. Jede der Biegeplatten 23 wird an der Trägerfläche 30 der Träger 19 durch Pressung verbunden, und an dem Verbindungsansatzabschnitt 11, 14 wird sie verformbar um die Trägerfläche 30 herum als eine Art Hebelstütze gehalten, und zwar aufgrund eines Raums, der durch eine Stufe zwischen jeweils einer Stirnseite 11a, 14a des Verbindungsansatzabschnitts 11, 14 und der Trägerfläche 30 jedes Trägers 19 gebildet ist.

Dann werden die Biegeplatten 23, die jeweils an dem Antriebswellen- Verbindungsansatzabschnitt 11 und dem Abtriebswellen- Verbindungsabschnitt 14 gehalten sind, einander gegenüberliegend angeordnet, und die Zwischenscheibe 17 wird zwischen diese eingesetzt. D. h. für jede der Biegeplatten 23 werden die entsprechenden vorstehenden Verstemmungszapfen 22 an der Zwischenscheibe 17 in die verbleibenden Löcher 29 auf dem Durchmesser 27 eingesetzt, der orthogonal zum Durchmesser 26 ist, an dem die Verstemmungslöcher 28 an den zwei Verbindungsansatzabschnitten 11 und 14 befestigt sind, mit Beilagscheiben 31, und danach werden die Enden der vorstehenden Verstemmungszapfen 22 durch Pressung verformt, um Verstemmungköpfe 22a zu bilden.

Zugangslöcher 32, die sich an den Verstemmungslöchern 29 in den Biegeplatten 23 entsprechenden Stellen in beiden Verbindungsansatzabschnitten 11 und 14 befinden, sind gesonderte Löcher, die nur zum Einsetzen eines Verstemmungswerkzeugs (nicht dargestellt) für den Verstemmungsvorgang benutzt werden, haben jedoch zusätzlich die Wirkung, das Universalgelenk selbst unabhängig von der Festigkeit leichter zu machen und um das Drehträgheitsmoment zu reduzieren. Jede der Biegeplatten 23 wird an der Trägerfläche 33 des Trägers 20 durch Pressung befestigt. Jede der Biegeplatten 23 ist um eine Kontaktoberfläche mit der Trägerfläche 33 als eine Art Hebelstütze verformbar gehalten, und zwar aufgrund eines Raums, der durch eine Stufe zwischen jeder der Seiten 17a, 17b der Zwischenscheibe 17 und der Trägerfläche 33 jedes der Träger 20 gebildet ist.

Wie oben beschrieben, lässt sich eine Abweichung der Achslinien zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle aufnehmen, und zwar aufgrund der Tatsache, dass die zwei ringförmigen dünnen Biegeplatten 23 verformbar zwischen den Verbindungsansatzabschnitten 11 und 14 gehalten werden, die beiderseits der Zwischenscheibe 17 einander gegenüberliegen. Daher ist es, beispielsweise in einem Präzisionsgerät möglich, eine Bewegung mit der gleichen Drehgeschwindigkeit (Drehwinkel) von der Antriebswelle zur Abtriebswelle zu übertragen, deren Achslinie der Achslinie der ersteren angenähert entspricht. Ferner hat Polyimidharz, woraus die Biegeplatten 23 hergestellt sind, eine hohe Wärmebeständigkeit und kann daher eine heiße Umgebung (etwa 400°C) aushalten, einschließlich eigener Wärmeproduktion durch wiederholte Verformung während besonders schneller Drehung.

Da in der oben beschriebenen Ausführung ein gut streckbares und hoch zähes Material, das für Verstemmungsbearbeitung geeignet ist, für sowohl die Verbindungsansatzabschnitte 11 und 14 als auch die Zwischenscheibe 17 benutzt wird, werden die vorstehenden Verstemmungszapfen 21 und 22 hergestellt, indem diese aus dem gleichen Material wie die Verbindungsansatzabschnitte 11 und 14 sowie die Zwischenscheibe 17 hergestellt werden, von denen sie abstehen. Im Gegensatz hierzu können in einer zweiten Ausführung, wie in den Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt, separate Elemente 221 und 222 als Verbindungselemente für die Biegeplatte 23 durch Einsetzformung in die Zwischenscheiben 171 und 172 eingebettet werden. In der nachfolgend beschriebenen Ausführung werden die gleichen Bezugszahlen für jene Elemente verwendet, denen sie in der vorhergehenden Ausführung entsprechen.

Geeignete Nietelemente 221 werden durch Einsetzformung in die Zwischenscheibe 171 eingebettet, wie in Fig. 3(a) gezeigt, und ähnlich der vorherstehenden Ausführung zur Verstemmung benutzt. In der Zwischenscheibe 172 sind, wie in Fig. 3(b) gezeigt, kopflose Bolzen 222 durch Einsetzformung eingebettet. Die Biegeplatten 23 sind mittels Muttern 124 befestigt, und Klebstoff 125 wird verwendet, um ein Lösen der Muttern zu verhindern. Obwohl in der zweiten Ausführung die Zwischenscheibe 17 beschrieben wurde, können auch in den Verbindungsansatzabschnitten 11 und 14 Verbindungselemente für die Biegeplatten 23 durch Einsetzformung eingebettet werden.

In der oben beschriebenen Ausführung liegen die Achslinien der vorstehenden Zapfen, die von beiden Seiten der Zwischenscheibe 17 abstehen, auf ein und derselben Linie. Hingegen sind in einer dritten Ausführung, in einer Zwischenscheibe 13 eines in Fig. 4 perspektivisch dargestellten Universalgelenks 101, runde abgeflachte vorstehende Verstemmungszapfen 22 an zueinander orthogonalen Durchmessern mit Trägern 20 an Verbindungsflächen 173a und 173b der Biegeplatten 23 so angeordnet, dass die Biegeplatten 23 mit einer Phasendifferenz von 90° an beiden Seiten gehalten werden.

Obwohl die oben beschriebene Ausführung so aufgebaut ist, dass Gewindelöcher 34 eingeschnitten sind und Stellschrauben (nicht gezeigt) als Verbindungsmittel zwischen den Verbindungsansatzabschnitten 11, 14 und der Antriebswelle 12 bzw. der Antriebswelle 15 in dem Universalgelenk 10 verwendet werden, sind auch unten beschriebene Verbindungsmittel möglich, indem ein hochzähes Material zur Bildung beider Verbindungsansatzabschnitte 11 und 14 benutzt wird. Die Verbindungsmittel sind für die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 15 gemeinsam, und Verbindungsansatzabschnitte 311 (vierte Ausführung) und 411 (fünfte Ausführung) für eine dynamische Kräfte übertragende Welle 120 werden gemeinsam erläutert.

Fig. 5(a) ist eine Querschnittsansicht des Verbindungsansatzabschnitts 311 in der vierten Ausführung, gesehen in Richtung orthogonal zur Achslinie, und Fig. 5(b) ist eine Seitenansicht davon, gesehen entlang der Achslinie, teilweise im Querschnitt. In dem Verbindungsansatzabschnitt 311 erstreckt sich ein Schlitz 313 bis zu einer Grundfläche 312, die in Bezug auf die Achslinie L1 mit einem kleinen Abstand S1 von einer Stirnfläche 311a einer Umfangswand 314 des Ansatzabschnitts an der Seite, wo die Biegeplatte 23 angebracht ist, zu einer von ihr abgewandten anderen Stirnfläche 311b einen Winkel bildet, und quert ein Wellenloch 315 entlang einem Durchmesser bzw. in radialer Richtung. Der Außenbereich der Grundfläche 312 reicht an der entgegengesetzten Seite in die Nachbarschaft der Umfangswand 316.

Ein Bolzenloch 317 ist in der Umfangswand 314 des Ansatzabschnitts an der Seite der Öffnung in Richtung orthogonal zur Oberfläche des Schlitzes 313 gebildet. D. h. ein Bolzendurchgangsloch 318 ist in einer von einander gegenüberliegenden Wandoberflächenabschnitten des Schlitzes 313 gebildet, umgeben von einer Ausnehmung 321 zum Versenken eines Bolzenkopfs, während am anderen Ende davon ein Innengewinde 322 ausgebildet ist. Ein in der Figur nicht dargestellter Bolzen wird in das Bolzendurchgangsloch eingesetzt und in der Richtung festgezogen, dass die Breite des Schlitzes 313 kleiner wird. Diese Verbindungsart des Verbindungsansatzabschnittes 311 mit der dynamische Kräfte übertragenden Welle 120 wird erreicht durch Festlegen einer Oberfläche 323 der mit etwas Spiel zur Innenumfangsfläche 324 in das Wellenloch 315 eingesetzten Kraftübertragungswelle durch Pressung.

Fig. 6(a) ist eine Seitenansicht eines Verbindungsansatzabschnitts 411 der fünften Ausführung, und Fig. 6(b) ist eine Querschnittsansicht davon entlang Linie B-B in Fig. 6(a). In dem Verbindungsansatzabschnitt 411 ist ein Schlitz 413 mit einer zur Achslinie L2 orthogonalen Grundfläche 412 ausgebildet, die sich mit einem kleinen Abstand S2 von einer Stirnseite 411a des Verbindungsansatzabschnitts 411 an der Seite, wo die Biegeplatte 23 angebracht ist, zu der von ihr abgewandten Stirnseite 411b erstreckt und den Verbindungsansatzabschnitt 411 entlang dessen Durchmesser quert.

Bolzenlöcher 417 erstrecken sich in Richtung orthogonal zum Schlitz 413 am jeder der Seiten des Verbindungsansatzabschnitts 411, sodass sie das Wellenloch 415 dazwischen aufnehmen. D. h. ein Bolzendurchgangsloch 418 ist in einem der einander gegenüberliegenden Wandoberflächenabschnitte des Schlitzes 413 ausgebildet, wobei um das Loch 418 herum eine Ausnehmung 421 angeordnet ist, um den Kopf eines Bolzens aufzunehmen, während in dem anderen davon ein Innengewinde 422 ausgebildet ist.

Bolzen (nicht gezeigt) werden in die Bolzendurchgangslöcher eingesetzt und in der Richtung festgezogen, dass die Breite des Schlitzes 413 kleiner wird. Diese Verbindungsart des Verbindungsansatzabschnitts 411 mit der dynamische Kräfte übertragenden Welle 410 wird erreicht durch Festlegen einer Oberfläche 423 der mit etwas Spiel zur Innenumfangsfläche 424 in das Wellenloch 415 eingesetzten Kraftübertragungswelle durch Pressung.

Da bei dem erfindungsgemäßen Universalgelenk die Verstemmungszapfen an jedem der Verbindungsansatzabschnitte und der Zwischenscheibe selbst durch Druckguss angeformt sind, ist es möglich, die zum Befestigen der Biegeplatten erforderliche Größe bis zur Grenze zu reduzieren, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen, um eine Verkleinerung der Außendurchmesser auf weniger als 20 mm und Dauerhaltbarkeit bei ausreichender Präzision zu ermöglichen. Zusätzlich lassen sich in Massenproduktion durch Druckguss und Mechanisierung der Verstemmungsarbeiten die Kosten leicht senken.

Zur Bildung eines Universalgelenks 10, das als durchmesserkleines Gelenk zur Übertragung eines großen Drehmoments geeignet ist und eine hohe Drehpräzision und hohe Haltbarkeit bei niedrigen Kosten aufweist, ist das Universalgelenk 10 nach Art eines Ringfedergelenks, das eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle mit einem nicht großen Winkel zwischen ihren Achsen koppelt, sodass Abweichungen der Achslinien in Bezug zueinander aufgenommen werden, mittels dünner Biegeplatten 23, 23 aus glasfaserverstärktem Polyimidmaterial aufgebaut.

Verbindungsansatzabschnitte 11, 14, welche die Biegeplatten 23, 23 und eine Zwischenscheibe 17 tragen, sind aus steckbarer hochzäher Hochleistungs-Aluminiumlegierung durch Druckguss hergestellt. Jeweilige Teile der Verbindungsansatzabschnitte 11, 14 und der Zwischenscheibe 17 sind als Verstemmungszapfen 21, 22 ausgebildet, und die Biegeplatten 23, 23 sind hiermit direkt durch Verstemmung verbunden.

Claims (6)

1. Universalgelenk, umfassend:
ein Paar dünner Biegeplatten (23, 23);
ein Paar von Verbindungsansatzabschnitten (11, 14), von denen jeder an seiner einen Seite (11a, 14a) an zwei Stellen in der Nachbarschaft zweier Endbereiche eines Durchmessers (26) eine der dünnen Biegeplatten (23) trägt; und
eine Zwischenscheibe (17), welche ähnlich an jeder Seite (17a, 17b) an zwei Stellen in der Nachbarschaft zweier Endbereiche einer zu dem Durchmesser (26) orthogonalen geraden Linie (27) die dünnen Biegeplatten (23, 23) trägt;
wobei die Verbindungsansatzabschnitte (11, 14) und die Zwischenscheibe (17) aus streckbarer, hochzäher Hochleistungs- Aluminiumlegierung oder anderen äquivalenten Materialien durch Druckguss hergestellt sind und wobei mit ihnen durch den Druckguss einstückig ein jeweiliger Verstemmungszapfen (21, 22) ausgebildet ist, der von der Mitte jedes von die dünnen Biegeplatten (23, 23) haltenden Trägern (19, 20) vorsteht und der direkt eine der Biegeplatten (23) hält.

2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochleistungs-Aluminiumlegierung eine Al-Mg-Cr-Legierung ist.

3. Universalgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Biegeplatten (23, 23) aus glasfaserverstärktem Polyimid hergestellt ist und eine Dicke von weniger als 0,6 mm aufweist.

4. Universalgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Biegeplatten (23, 23) aus carbonfaserverstärktem Epoxyharz hergestellt ist und eine Dicke von weniger als 0,8 mm aufweist.

5. Universalgelenk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Biegeplatten (23, 23) durch Aufeinanderlegen einer dünnen rostfreien Stahlplatte mit gleicher Form, deren Dicke geringer ist als 0,4 mm, auf die aus glasfaserverstärktem Polyimid oder carbonfaserverstärktem Epoxyharz hergestellte Platte, gebildet ist.

6. Universalgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorstehende Verstemmungszapfen (21, 22) durch Einsetzen eines anderen geeigneten Elements (221, 222) bei der Druckgussformung jedes der Verbindungsansatzabschnitte (11, 14) und der Zwischenscheibe (17) einstückig aufgebaut ist.