DE102006038981A1

DE102006038981A1 - Statorkupplung

Info

Publication number: DE102006038981A1
Application number: DE102006038981A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Höller; Richard Balster
Original assignee: Lenord Bauer and Co GmbH
Current assignee: Lenord Bauer and Co GmbH
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: DE102006038981B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Statorkupplung 1 mit Befestigungselementen zur drehfesten, aber axial und radial flexiblen Verbindung einer Winkelmessvorrichtung mit einer drehbaren Achse, bestehend aus ineinander angeordneten geschlossenen Ringen beliebiger Geometrie, die über Stege, die zwischen unterschiedlichen Ringen versetzt angeordnet sind, miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Statorkupplung mit Befestigungselementen zur drehfesten, aber axial und radial flexiblen Verbindung einer Winkelmessvorrichtung mit einer drehbaren Achse, bestehend aus ineinander angeordneten geschlossenen Ringen beliebiger Geometrie, die über Stege, die zwischen unterschiedlichen Ringen versetzt angeordnet sind, miteinander verbunden sind.
Zur Verbindung zweier Maschinenelemente, die über eine gemeinsame drehbare Achse in Verbindung stehen, ist es üblich, zwischen den beiden Elementen eine Kupplung anzuordnen. Die Kupplung hat die Aufgabe, geringfügige Abweichungen der axialen Flucht auszugleichen. Durch diese Wellenkupplung ist es möglich, zwei Statoren fest zu verbinden, ohne dass besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, damit die Achsen beider Statoren miteinander perfekt fluchten. Eine derartige Wellenkupplung ist jedoch teuer herzustellen und daher ist eine Wellenkupplung nicht immer der geeignete Ansatz, eine kostengünstige Statorkupplung zur Verfügung zu stellen. Zur Verbindung einer Winkelmessvorrichtung mit der Achse eines Motors ist es darüber hinaus bekannt, die Winkelmessvorrichtung fest auf die Achse des Motors aufzustecken oder den drehbaren Teil der Winkelmessvorrichtung fest mit der Achse des Motors zu verbinden und den Stator der Winkelmessvorrichtung über eine Anordnung mit dem Motorblock zu verbinden, die eine axiale und radiale Bewegung zulässt, hingegen eine Torsionsbewegung unterbindet. Dabei ist es möglich, dass die Achse der Winkelmessvorrichtung und die Achse des Motorblocks nicht genau miteinander fluchten, sondern die beiden Achsen können geringfügige Winkel zueinander aufweisen und es ist auch möglich, dass die beiden Mittelachsen geringfügig aneinander vorbeilaufen. Durch diese toleranzbedingte Fehlanordnung entsteht eine Bewegung, die einer Präzession oder einer echten Taumelbewegung nicht unähnlich ist. Diese Bewegung auszugleichen ohne, dass eine Verdrehung beider Statoren in Kauf genommen wird, ist Aufgabe einer derartigen Kupplung, die den Stator der Winkelmessvorrichtung mit dem Block eines Motors miteinander verbindet.
Im Stand der Technik sind dazu Winkelbleche bekannt, die durch ihre Flexibilität eine geringfügige Bewegung der beiden Maschinenelemente gegeneinander zulassen.
Aus der Patentschrift DE 198 06 661 C2 ist eine drehsteife Statorkupplung bekannt, die aus einem ebenen Blech besteht in welcher konzentrische Ringe über Stege miteinander verbunden sind. Auf dem Außenring ist ein Flansch mit einem Langloch angeordnet, der eine Befestigung an einen Motorblock ermöglicht und auf dem Innenring sind Bohrungen angeordnet, welche zur Befestigung des Stators der Winkelmessvorrichtung vorgesehen sind. Durch die konzentrische Ringe und Verbindung der konzentrischen Ringe über Stege untereinander ist eine Bewegung des Stators gegenüber dem Motorblock möglich, wobei die über Stege miteinander verbundenen, konzentrischen Ringe eine Bewegung zulassen, die der kardanischen Aufhängung ähnlich ist. Im Einsatz derartiger Statorkupplungen hat sich jedoch gezeigt, dass die Statorkupplungen an bestimmten Stellen zu vorzeitiger Materialermüdung neigen und im Einsatz an diesen Stellen vorzeitig brechen.
Zur Erhöhung der Flexibilität einzelner Elemente der Statorkupplung wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 34 063 A1 vorgeschlagen, die einzelnen Elemente einer Statorkupplung durch Einkerbungen zu schwächen, sodass Bereiche erhöhter Flexibilität entstehen. Durch die Einkerbungen werden jedoch ungewollte Sollbruchstellen geschaffen, an denen die Statorkupplung noch leichter zu Brüchen neigt.
In dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2004 001 066 U1 wird eine Drehwinkelmesseinrichtung vorgeschlagen, welche durch eine Statorkupplung drehfest gehalten wird, wobei die Statorkupplung flexible Klemmelemente aufweist, die ebenfalls eine Taumelbewegung unter Inkaufnahme einer geringfügigen rotatorischen Bewegung zulassen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Statorkupplung zur Verfügung zu stellen, die eine Taumelbewegung des Stators zulässt, dabei drehfest und langlebig ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Ringe zwischen den Stegen verjüngt gegenüber der Breite in der Umgebung der Stege ausgeformt sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine Verjüngung der Stegbreite der Ringe zwischen den Stegen, über welche die einzelnen konzentrischen Ringe miteinander verbunden sind, bedeutet, dass die mechanische Spannungsverteilung innerhalb der Statorkupplung gleichmäßig verteilt wird. Betrachtet man die Kombination eines Steges mit dem Teil eines der konzentrischen Ringe als eine Hebelanordnung, so ist einzusehen, dass bei einem Hebel, der vom Achspunkt bis zum Endpunkt etwa gleich stark ausgebildet ist, am Achspunkt die höchste mechanische Spannung bei Belastung auftritt. Dies ist dadurch zu erklären, dass die Kraft, die am Ende des Hebels wirkt, ein nur sehr geringes Drehmoment auf die Hebelelemente in der Nähe des Endpunktes ausübt. Je näher die betrachteten Elemente des Hebelelementes in Richtung des Achspunktes angeordnet sind, desto höher wird das an dieser Stelle wirkende Drehmoment. Folglich steigt die Spannung zwischen dem Ende des Hebelarms zum Achspunkt immer weiter an. Auf diese Weise entstehen hohe mechanische Spannungen in der Nähe des Achspunkts und sehr geringe mechanische Spannungen in der Nähe des Endpunkts des Hebelarms. Wird der Hebel jedoch so gestaltet, dass der Hebel mit Entfernung vom Achspunkt eine stetig geringere Materialstärke und somit eine geringere Federkraft aufweist, so ist einzusehen, dass das Drehmoment, das am Ende des Hebels wirkt, auf der Länge des Hebelarms verteilt wird. Dabei wirken die geringen Drehmomentanteile in der Nähe des Hebelendpunkts auf die Elemente des Hebelarms, der mit geringerer Materialstärke ausgestattet ist. Auf diese Weise entsteht an diesen Stellen eine mechanische Spannung, die bis zum Achspunkt des Hebelelementes fortgeleitet wird, wobei die zum Achspunkt stärker werdenden Drehmomentanteile durch die zum Achspunkt stärker werdenden Materialstärken gleichmäßig aufgenommen werden. Hierdurch wird erreicht, dass das Drehmoment in dem betrachteten Hebel gleichmäßig verteilt wird. Dadurch wird die Spannung am Ende des Hebels etwa in der gleichen Größenordnung vorliegen, wie sie am Achspunkt des Hebelarms vorliegt. Übertragen auf eine Statorkupplung, in der mehrere Ringe konzentrisch angeordnet sind, wobei die Ringe über einzelne Stege miteinander verbunden sind, bedeutet dies, dass die einzelnen Stege zwischen den Ringen lokale Achspunkte bilden und die einzelnen Bögen, die aus den Ringelemente zwischen zwei Stegen bestehen, bilden Hebelelemente. Dabei sind die Mitten zwischen zwei Stegen, die einen Ring mit dem nächsten Ring verbinden, als Hebelendpunkte zu betrachten. Wird in einer derartigen Anordnung eine axiale Kraft auf einen inneren Ring ausgeübt, so setzt sich diese Kraft über die Stege auf den nächsten Ring in der konzentrischen Anordnung mindestens zweier Ringe fort. Diese Kraft wird über den nächsten Ring auf den gegebenenfalls weiteren äußeren Ring weitergeleitet. Durch die verjüngte Ausführung der Ringe zwischen den Stegen ist die Kraft, die vom inneren Ring über einen Steg auf den nächsten Ring weitergeleitet wird, gleichmäßig zwischen den Bogenteilen der Ringe, den Stegen und den Bogenteilen der nächst äußeren Ringe gleichmäßig verteilt. Durch die gleichmäßige Verteilung werden mechanische Spannungsmaxima bei der axialen Bewegung in der Statorkupplung verhindert, wodurch eine übermäßige Belastung und damit eine übermäßige Spannungsbildung an einem Ort innerhalb der Statorkupplung vermieden wird. Durch diese Vermeidung von mechanischen Spannungsextrempunkten wird eine vorzeitige Materialermüdung vermieden und auf diese Weise ist eine derartige Statorkupplung langlebiger als eine Statorkupplung, die aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Da die Belastbarkeit eines Materialelementes in komplexer Weise mit den Ausmaßen und der konkreten Ausformung des Materials verbunden ist, ist es notwendig, die exakte Geometrie der Verjüngung durch Simulation an die äußere Geometrie der Statorkupplung anzupassen. Eine geschlossene Formulierung der Art der Verjüngung in Verbindung mit der äußeren Geometrie ist somit zwar nicht möglich, aber es ist möglich, durch Simulation an den Stellen Materialstärke einzusparen beziehungsweise zu verringern, an denen in der Simulation wenig mechanische Spannung bei Belastung festgestellt wird. Auf diese Weise wird in iterativer Form die äußere Geometrie der Ringe mit der durch die Simulation festgestellten mechanischen Spannungsverteilung optimiert. Im Endeffekt erhält man eine Geometrie der Statorkupplung, die aus mindestens zwei konzentrischen Ringen besteht, die über Stege miteinander verbunden sind, in denen die einzelnen Ringe zwischen den Stegen verjüngt ausgebildet sind. In idealer Weise korrespondiert die Materialstärke mit der Spannungsverteilung. Dies bedeutet, dass entsprechend des Betrages der mechanischen Spannung in der Spannungsverteilung einer vorgegebenen Geometrie die Materialstärke abnimmt. Zur Vermeidung von lokalen Spannungsmaxima werden an den Verbindungsstücken zwischen den Stegen und den konzentrischen Ringen die Übergänge ausgerundet. Auf diese Weise werden mechanische Spannungsmaxima in den Ecken vermieden, wo sich die Stege mit den Ringen berühren und somit wird eine vorzeitige Materialermüdung in den spitz- oder rechtwinkligen Ecken vermieden, die entstehen würden, wären die Ecken zwischen den Stegen und den Ringen nicht ausgerundet.
Die erfindungsgemäße Statorkupplung erlaubt aber nicht nur eine Axialbewegung des Stators gegenüber einem raumfesten Anschlagpunkt, sondern die erfindungsgemäße Statorkupplung erlaubt auch eine Radialbewegung des Stators in geringfügigem Maße. Eine Radialbewegung des Stators bedeutet, dass der Stator aus der Achse der zu bemessenden Welle herausbewegt wird. In Verbindung mit einer Rotation wird daraus eine exzentrische Bewegung des Stators um die Achse, deren Winkel zu bestimmen ist. Zwar wirkt sich eine Radialbewegung, und damit eine Exzenterbewegung, auf die Genauigkeit des zu messenden Winkels aus, jedoch ist der hierdurch in Kauf genommene Fehler geringfügig gegenüber einer Winkelmessung ausgeprägt, die entstehen würde, wenn eine geringfügige torsionale Bewegung zwischen Stator und dem ortsfesten Anschlagspunkt möglich wäre. Auch bei der Radialbewegung, hier der Exzenterbewegung, neigt die erfindungsgemäße Statorkupplung dazu, die Kräfte gleichmäßig innerhalb der gesamten Statoranordnung zu verteilen. Während bei der reinen Axialbewegung die gedachte Hebelkraft senkrecht zur Ebene der Statorkupplung wirkt, ist die Hebelkraft bei der Radialbewegung innerhalb der Ebene der Statorkupplung ausgerichtet. Auch hier gelten die gleichen Gesetzmäßigkeiten wie für die Axialbewegung, sodass bei einer Radialbewegung die gedachten Hebelelemente innerhalb der konzentrischen Ringe über ihre Ausdehnung eine gleichmäßig verteilte mechanische Spannung aufweisen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist am äußeren Ring zumindest ein Flansch zur Befestigung der Winkelmessvorrichtung vorgesehen, der gegenüber der Ebene der Ringe abgewinkelt ist. Durch den abgewinkelten Flansch ist es möglich, die Winkelmessvorrichtung seitlich zu umgreifen. Darüber hinaus wird durch das Abwinkeln eine stabile Zone erzeugt, über welche die mechanische Spannung nur noch sehr geringfügig hinwegtransportiert wird. Auf diese Weise ist der Flansch selber frei von der mechanischen Spannungsverteilung, der bei der axialen und bei der radialen Belastung entsteht, sodass nicht mit Materialermüdung an den Bohrungen, die zur Befestigung der Winkelmessvorrichtung vorgesehen sind, zu rechnen ist.
Zur Befestigung an einem Achsengehäuse ist ein Flansch am inneren Ring vorgesehen. Hierdurch entsteht eine mechanische Verbindung zwischen dem inneren Flansch und dem äußeren Flansch, wobei die mechanische Verbindung über die einzelnen konzentrischen Ringe verläuft, die über die Stege miteinander verbunden sind. Auch dieser Flansch wird in vorteilhafter Weise beispielweise durch Biegen aus der Ebene der Ringe herausgeführt. Auch hierdurch wird eine mechanische Spannungsbarriere geschaffen, sodass die Flansche selbst frei von der Spannungsverteilung sind. Da die meisten Achsgehäuse großflächig ausgebildet sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der innere Flansch um etwa 180° gebogen wird, sodass der Flansch eine zur Statorkupplung parallele Ebene ausbildet. Auf diese Weise kann dazu mindestens ein Flansch auf einer Ebene eines Achsengehäuses festgeschraubt oder genietet werden, wobei die Art der Befestigung durch den Fachmann frei gewählt werden kann. Um Freiheitsgrade für die Montage vorzusehen, ist es vorgesehen, dass die Flansche Langlöcher aufweisen. Auf diese Weise kann eine Winkelmessvorrichtung durch die Statorkupplung justiert werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Aufbau vorgesehen, der aus mindestens drei konzentrischen Ringen besteht. Die drei konzentrischen Ringe sind über etwa einer drittel bis einer viertel Drehung versetzt angeordnete Stegpaare miteinander verbunden. Die Stegpaare selbst sind dabei um 180° versetzt angeordnet. Das bedeutet, dass die Stege eines Stegpaares zusammen mit dem Mittelpunkt der Statorkupplung eine Linie bilden. Der innerste Steg weist in dieser vorteilhaften Ausgestaltung aus der Ebene der Ringe abgewinkelte Flansche mit Langlöchern auf und der äußere Ring weist abgewinkelte Flansche mit je mindestens einer Bohrung auf.
Die äußeren Flansche werden dazu verwendet, die Statorkupplung mit dem Stator zu verbinden, wohingegen die Flansche mit den Langlöchern dazu verwendet werden, die Statorkupplung mit einem Achsgehäuse zu verbinden. Zur Vermeidung von mechanischen Spannungsmaxima ist die Verbindung zwischen je einem Ring und je einem Steg ausgerundet und erfindungsgemäß sind die Ringe zwischen den Stegen verjüngt ausgeformt. Dabei ist es gleichgültig, ob das Material aus einer Ebene geschnitten oder anders ausgeformt ist, das bedeutet, die Statorkupplung kann aus einem Blech gestanzt sein oder die Statorkupplung kann eine dreidimensionale Formgebung aufweisen. Eine dreidimensionale Formgebung kann, beispielweise durch konzentrische torische Ringe verwirklicht sein, wobei der Durchmesser der Materialstärke in dem Torus über den Winkel des Ringes variiert.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigt
1 eine erfindungsgemäße Statorkupplung in vier Ansichten und
2 eine erfindungsgemäße Statorkupplung in einer perspektivischen Ansicht von zwei Seiten.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Statorkupplung 1 in vier Ansichten abgebildet. In Unterfigur 1.1 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Statorkupplung 1 dargestellt, in der die drei Ringe 2, 3 und 4 in der obersten Ebene parallel zur Darstellungsebene dargestellt sind. Die inneren Ringe 2 und 3 sind über zwei Stege 5 und 6 miteinander verbunden, die einander gegenüber liegen. Um eine Vierteldrehung verdreht sind die beiden äußeren Ringe 3 und 4 über zwei Stege 7 und 8 miteinander verbunden. Der innere Steg 2 weist aus der Ebene heraus gebogene Flansche 9, 10 auf, die hinter der Ebene der drei Ringe 2, 3 und 4 angeordnet sind. Die beiden Flansche 9 und 10 weisen je ein Langloch 11 und 12 auf, mit dessen Hilfe die Statorkupplung 1 an einer ebenen Fläche angebracht und justiert werden kann. Durch die Biegekante 13 und 14 ist eine Spannungsbarriere geschaffen, über die mechani sche Spannungen nur erschwert hinwegtransportiert werden können. Neben den beiden Flanschen 9 und 10 liegen zwei Flansche 15 und 16 vor, die in der Unteransicht 1.1 durch die Projektion nicht deutlich sichtbar ist. Erfindungsgemäß sind die Ringe 2, 3 und 4 zwischen den Stegen 5, 6, 7, 8 verjüngt ausgebildet. Dies wird an den innersten Ring 2 näher erläutert. Der innerste Ring 2 ist über einen Steg 5 und 6 mit dem mittleren Ring 3 verbunden. In der unmittelbaren Umgebung der Stege 5 und 6 weist Ring 2 eine Materialstärke auf, die in Unterfigur 1.1 mit 20 bezeichnet ist. Von Steg 5 wegbewegend wird die Materialstärke des Ringes 2 bis zur Position 21 geringer und verbreitert sich geringfügig über die Position 22, 23 bis Ring 5 wieder eine etwas höhere Materialstärke in der Nähe des Flansches 13 aufweist. Ebenso verhält es sich mit dem mittleren Ring 3, der einen Steg 5 und einen Steg 7 zu verschiedenen Richtungen und zu verschiedenen inneren und äußeren Ringen 2 und 4 aufweist. In Position 20 ist Ring 3 etwas stärker ausgebildet als beispielweise in Position 21 und 22 und nimmt in Richtung des Stegs 7 wieder leicht an Materialstärke zu. Die Verjüngung ist nicht sehr deutlich in der Unterfigur 1.1 zu entnehmen, da die Verjüngung nur minimal ausgeprägt sein muss, damit der gewünschte Effekt einer gleichmäßigen Spannungsverteilung erzielt werden kann. Neben der Verjüngung der einzelnen Bögen der Ringe 2, 3 und 4 ist vorgesehen, dass in der Umgebung der Verbindung zwischen den Stegen 5, 6, 7, 8 und den Ringen 2, 3 und 4 eine ausgerundete Form, wie sie in Position 30 verdeutlicht wird, ausgebildet ist. Diese ausgerundete Form verhindert lokale Spannungsmaxima, die letztendlich zu einer Ermüdung des Materials an der Verbindung zwischen Steg und Ring führen würde.
In Unterfigur 1.2 ist die erfindungsgemäße Statorkupplung 1 aus 1.1 abgebildet, die um die senkrechte Achse um eine Vierteldrehung gedreht ist, wobei der linke Teil aus Unterfigur 1.1 aus der Bildebene herausragt. Deutlich ist in Unterfigur 1.2 zu erkennen, wie die Ebene der Ringe 2, 3 und 4 zu einem Strich verkleinert wird und es ist die abgewinkelte Form der beiden Flansche 15 und 16 zu erkennen, sowie die doppelt abgewinkelte Form der Flansche 9 und 10, welche die Biegekante 13, 14 aufweisen.
In Unterfigur 1.3 ist die Statorkupplung aus den 1.1 und 1.2 abgebildet, die durch Drehung der Unterfigur 1.2 um die vertikale Achse um eine weitere Vierteldrehung in gleicher Richtung entsteht. Deutlich sind darin die doppelt abgewinkelten Flansche 9 und 10 mit ihren Langlöchern 11 und 12 in der obersten Ebene parallel zur Bildebene zu erkennen. Aufgrund der Symmetrie der Ebene der Ringe 2, 3 und 4 unterscheidet sich die Ebene der Ringe 2, 3 und 4 in Unterfigur 1.3 nicht von der Ebene der Ringe 2, 3 und 4 in Unterfigur 1.1. Die beiden Flansche 15 und 16 zeigen in dieser Ansicht in die Bildebene hinein, hingegen zeigen sie in der Unterfigur 1.1 aus der Bildebene heraus.
In Unterfigur 1.4 ist die erfindungsgemäße Statorkupplung aus 1.1 abgebildet, die durch eine Vierteldrehung der Statorkupplung in 1.1 um die horizontale Achse entsteht, wobei der obere Teil aus Unterfigur 1.1 aus der Bildebene herausragt. Darin ist der Flansch 15 mit Bohrungen 41 und 42 zu erkennen. Die Ebene der Ringe 2, 3 und 4, sowie die doppelt abgewinkelten Flansche 9 und 10 sind in dieser Projektion zu Strichen verkleinert und deshalb nur andeutungsweise sichtbar.
In 2 ist die erfindungsgemäße Statorkupplung 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei deutlich die Flansche 15 und 16 mit den Bohrungen 41 und 42 zu erkennen sind und in welcher die doppelt gebogenen Flansche 9 und 10 mit den Langlöchern 11 und 12 im Bildhintergrund zu erkennen sind. Zur Befestigung einer Winkelmessvorrichtung wird die Winkelmessvorrichtung zwischen den Flanschen 15 und 16 mit den Bohrungen 41 und 42 verschraubt und die Statorkupplung wird mit Hilfe der doppelt umgebogenen Flansche 9, 10 auf die Oberfläche eines Motorblockes geschraubt. Dabei ist es möglich, die Statorkupplung mit Hilfe der Langlöcher 11 und 12 zu justieren, sodass gegebenenfalls ein geringerer Winkelversatz durch die Langlöcher ausgleichbar ist. Für eine Axialbewegung zieht oder schiebt die Winkelmessvorrichtung an den beiden Flanschen 15 und 16 und dabei biegt sich der äußere Ring 4 zwischen den Flanschen 15 und 16 und den Stegen 7 und 8. Die Kraft wird sodann durch den Steg 8 auf den mittleren Ring 3 übertragen, der sich dann zwischen den Stegen 7 und 8 und den Stegen 5 und 6 verbiegt. Die Kraft wird sodann durch die Stege 5 und 6 auf den inneren Ring 2 übertragen und auf die Flansche 9 und 10 weitergeleitet. Bei der Kraftübertragung von den Flanschen 15 und 16 über den äußeren Ring 4 über die beiden Stege 7 und 8 auf den Ring 3 von dort auf die beiden Stege 5 und 6 und von dort auf den inneren Ring 2 weiter auf die beiden Flansche 9 und 10 verteilt sich die Kraft gleichmäßig über sämtliche Elemente der erfindungsgemäßen Statorkupplung, sodass nicht mit einer Materialermüdung an einer bevorzugten Stelle zu rechnen ist und daher ist diese Statorkupplung langlebiger im Vergleich zu den Statorkupplungen der gattungsgemäßen Art ausgebildet.
Aber auch bei einer Radialbewegung wird die Kraft auf dem selben Wege fortgeleitet wie bei einer Axialbewegung, nur, dass die Kraftkomponenten nicht senkrecht auf der Ebene der Statorkupplung stehen, sondern innerhalb der Ebene der Statorkupplung verteilt werden. Dabei ist es möglich, dass sich die Ringe 2, 3 und 4 unter leichter Torsinn verformen und dadurch ihre Kraft von einem Ring auf den nächsten Ring weiterleiten.

1: Statorkupplung
2: Ring
3: Ring
4: Ring
5: Steg
6: Steg
7: Steg
8: Steg
9: Flansch
10: Flansch
11: Langloch
12: Langloch
13: Biegekante
14: Biegekante
15: Flansch
16: Flansch
30: Ausrundung
41: Bohrung
42: Bohrung

Claims

Statorkupplung (1) mit Befestigungselementen (9, 10, 15, 16) zur drehfesten, aber axial und radial flexiblen Verbindung einer Winkelmessvorrichtung mit einer drehbaren Achse, bestehend aus ineinander angeordneten geschlossenen Ringen (2, 3, 4) beliebiger Geometrie, die über Stege (5, 6, 7, 8), die zwischen unterschiedlichen Ringen (2, 3, 4) versetzt angeordnet sind, miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (2, 3, 4) zwischen den Stegen (5, 6, 7, 8) verjüngt gegenüber der Breite in der Umgebung der Stege (5, 6, 7, 8) ausgeformt sind.
Statorkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung der Ringe (2, 3, 4) und die durch die Form der Ringe (2, 3, 4) bedingte, mechanische Spannungsverteilung bei axialer und radialer Auslenkung in den Ringen (2, 3, 4) miteinander korrespondieren.
Statorkupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem äußeren Ring (4) zumindest ein Flansch (15, 16) zur Befestigung der Winkelmessvorrichtung vorgesehen ist, der gegenüber der Ebene der Ringe (2, 3, 4) abgewinkelt ist.
Statorkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Flansch (9, 10) zur Befestigung an einem Achsengehäuse vorgesehen ist, der mit dem inneren Ring (2) verbunden ist.
Statorkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (9, 10) aus der Ebene des inneren Ringes (2) heraus geführt ist.
Statorkupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (9, 10, 15, 16) Langlöcher (41, 42) aufweisen.
Statorkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufbau aus mindestens drei konzentrischen Ringen (2, 3, 4) vorgesehen ist, die über etwa einer drittel bis einer viertel Drehung versetzt angeordnete Stegpaare (5, 6, 7, 8) miteinander verbunden sind, wobei der innerste Steg (2) aus der Ebene der Ringe (2, 3, 4) abgewinkelte Flansche (9, 10) mit Langlöchern (11, 12) aufweist und der äußere Ring (4) abgewinkelte Flansche (15, 16) mit je mindestens einer Bohrung (41, 42) aufweist, wobei die Verbindung zwischen je einem Ring (2, 3, 4) und je einem Steg (5, 6, 7, 8) ausgerundete Ecken aufweist und die Ringe (2, 3, 4) zwischen den Stegen (5, 6, 7, 8) verjüngt ausgeformt sind.
Statorkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke der Ringe (2, 3, 4) zwischen den Stegen (5, 6, 7, 8) an jedem Ort so gewählt ist, dass die mechanische Spannung an jedem Ort des Ringes (2, 3, 4) zwischen den Stegen (5, 6, 7, 8) gleichmäßig verteilt ist.