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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elastische Kupplung, ein Verbindungsmittel einer sich drehenden Anordnung vom Typ eines Getriebes, welches eine Kraft auf eine mit einer solchen elastischen Kupplung versehene Versuchsbank überträgt, sowie eine Versuchsbank, die ein solches Verbindungsmittel verwendet.
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Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Versuchsbank für ein Leistungsgetriebe eines Drehflügelflugzeugs, insbesondere eines Helikopters, wobei das Getriebe zwischen mindestens einem Turbomotor und einem Hauptrotor angeordnet ist.
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Ein solches Getriebe ist an einem ersten Eingangsende mit einem Turbomotor versehen, um dieses in Bewegung zu versetzen, wobei jedes erste Ende eine Drehung um seine Längsachse mit einer großen Drehgeschwindigkeit zwischen 5.000 und 30.000 Umdrehungen pro Minute ausführt, wobei es erlaubt, ein schwaches Drehmoment von bis zu 2000 Nm zu übertragen.
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Ferner weist das Getriebe ein zweites Ausgangsende auf, um die Welle eines Hauptrotors anzutreiben, wobei dieses zweite Ausgangsende um seine Längsachse eine Drehbewegung mit einer geringen Drehzahl von weniger als 450 Umdrehungen pro Minute ausführen muss und ein großes Drehmoment von bis zu 200.000 Nm überträgt.
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Bei der Entwicklung einer solchen sich drehenden Anordnung ist es angebracht Versuche durchzuführen, um nachzuweisen, dass die sich drehende Anordnung den erforderlichen Spezifikationen entspricht. Auf diese Weise werden beispielsweise Ermüdungsversuche und Ausdauerversuche durchgeführt.
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Außerdem werden bei einer Serienproduktion solcher sich drehenden Anordnungen Versuche durchgeführt, die Abnahmeversuche bzw. Abnahmeprüfung genannt werden, um zu überprüfen, ob die sich drehenden Anordnungen keine Fehler aufweisen.
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Anschließend werden die Versuchsbänke dazu verwendet, die sich drehenden Anordnungen zu testen, genauer gesagt, es werden mechanische Versuchsbänke oder hydraulische Versuchsbänke mit geschlossener Regelkette verwendet.
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Üblicherweise weist eine mechanische Versuchsbank eine Antriebswelle auf, die an einem ersten Ende der sich drehenden Anordnung befestigt ist sowie eine Abtriebswelle, die an dem zweiten Ende dieser sich drehenden Anordnung angeordnet ist. Jede Antriebswelle ist somit einerseits mit einem Antriebsmotor verbunden und andererseits über eine Reihe von mechanischen Organen mit einer Abtriebswelle.
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Die Druckschrift
FR 1020765 beschreibt ein Verbindungsmittel, welches gemäß der ersten Spalte dieses Dokuments für die Übertragung eines schwachen Drehmoments bei hoher Drehzahl geeignet ist. Ein solches Verbindungsmittel wird üblicherweise als Antriebsverbindungsmittel verwendet, um ein erstes Eingangsende des Betriebes mit einer Antriebswelle der Versuchsbank zu verbinden.
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Dieses Antriebsverbindungsmittel weist zwei Flansche auf, mit jeweils einem Innenrand und einem Außenrand. Die Innenränder der beiden Flansche sind aneinander befestigt, um ein Diaphragma zu bilden, welches einen U-förmigen axialen Querschnitt aufweist. Ihre Außenränder können an Befestigungsmuffen befestigt sein, zum Beispiel an einem ersten Eingangsende eines Getriebes und an einer Antriebswelle einer Versuchsbank.
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Das Hauptverbindungsmittel kann somit effektiv mit Hilfe eines bereits existierenden Mittels realisiert werden.
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Umgekehrt verbindet man die Abtriebswelle am zweiten Ende der sich drehenden Anordnung mittels eines mit einer Klemme versehenden Flansches.
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Während des Betriebs tendiert die Bewegung der Rotorblätter dazu dessen Welle zu versetzen, was zur Erzeugung von Kräften der Welle auf das zweite Ende des Getriebes führt. Da die Versuchsbänke eine geschlossene Kette bilden ist es sehr schwierig, die Anwesenheit der Blätter und deren Bewegung zu reproduzieren.
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Um diese Kräfte der Welle zu reproduzieren erzeugt man also eine Versetzung der Abtriebswelle der Versuchsbank mit Hilfe eines Verschiebemittels, welches mit vier vertikalen im Wesentlichen zur Ausgangswelle parallelen Stellzylindern versehen ist, sowie mit vier horizontalen Stellzylindern.
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Infolgedessen weist die Abtriebswelle einen ersten Teil auf, der an dem zweiten Ende der Versuchsbank befestigt werden kann, einen zweiten Teil, der an der Antriebswelle oder den Antriebswellen befestigt werden kann und ein Abtriebsverbindungsmittel, welches die ersten und zweiten Teile miteinander verbindet.
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Der erste Teil ist mit einer Platte fest verbunden, die von den Stellzylindern kraftbeaufschlagt werden kann. Indem dieser erste Teil der Abtriebswelle verschoben wird, simuliert man somit eine Verschiebung der Rotorwelle des Drehflügelflugzeugs.
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Das Abtriebsverbindungsmittel muss also bei einer zweiten geringen Drehgeschwindigkeit zwischen 200 und 500 Umdrehungen pro Minute funktionieren und bei einem zweiten großen Drehmoment, welches bis zu 200.000 Nm betragen kann.
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Außerdem kann das Getriebe gegebenenfalls durch Stellzylinder kraftbeaufschlagt sein, mit Bezug auf das Dokument
FR 2833349 , wonach das abtriebsseitige Verbindungsmittel Fehlausrichtungen tolerieren können muss und axiale Fehlausrichtungen sowie winkelmäßige Fehlausrichtungen zwischen den ersten und zweiten Teilen der Abtriebswelle tolerieren muss.
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Außerdem muss der Platzbedarf des abtriebsseitigen Verbindungsmittels aufgrund des zur Verfügung stehenden Platzes begrenzt sein.
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Daher verwendet der Fachmann ein abtriebsseitiges Verbindungsmittel mit Zähnen, welches mit einem ersten Teil versehen ist, das einen ersten Satz Zähne aufweist und einen zweiten Teil, der einen zweiten Satz Zähne aufweist, wobei die ersten und zweiten Teile jeweils an den ersten und zweiten Teilen der Abtriebswelle befestigt sind.
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Außerdem weist das abtriebsseitige Verbindungsmittel ein Element auf, welches „Laterne” oder „Kappe” genannt wird und welches die ersten und zweiten Teile miteinander verbindet. Diese „Laterne” ist mit einem Zylinder versehen, dessen Enden erste und zweite Zwischenzahnreihen aufweisen, die mit den ersten und zweiten Zahnsätzen zusammenwirken.
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Obwohl diese Lösung effizient ist beobachtet man bei einer Fehlausrichtung der Achsen der ersten und zweiten Teile der Abtriebswelle ein relatives Gleiten der Zähne des ersten Satzes und der Zähne der ersten Reihe von Zwischenzähnen der Laterne, sowie zwischen den Zähnen des zweiten Zahnsatzes der zweiten Zwischenzahnreihe der Laterne.
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Diese Gleitbewegungen ergeben sich aus der Entstehung von parasitären Kräften, die sich der Bewegung entgegensetzen.
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Diese parasitären Kräfte sind leider nicht beherrschbar, soweit sie von dem übertragenen Drehmoment abhängen, welches während des Versuchs variabel ist; und von dem getesteten Getriebe und von Reibungskoeffizienten, der in Abhängigkeit von der Temperatur variabel ist und selbstverständlich auch von der Abnutzung der abtriebsseitigen Verbindungsmittel mit Zähnen.
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Somit ist es sehr schwierig solche Versuche unter guten Bedingungen zu evaluieren und durchzuführen.
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Der Fachmann hat bis jetzt angenommen, dass dieser Nachteil aufgrund der geringen Drehzahl und des hohen Drehmoments, welches durch die sekundären Verbindungsmittel auf begrenztem Platz zu übertragen ist, unvermeidbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Kupplung vorzuschlagen, die ein hohes Drehmoment von bis zu 200.000 Nm bei einer geringen Drehzahl unterhalb von 450 Umdrehungen pro Minute aushalten kann, um sich von den oben erwähnten Einschränkungen zu befreien, wobei diese Kupplung keine nicht beherrschten parasitären Kräfte erzeugt und auf begrenztem Raum der Größenordnung eines Würfels mit 70 cm Kantenlänge angeordnet werden kann.
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Das technische Gebiet ist somit eingeschränkt auf Kupplungen, die bei hohem Drehmoment und einer geringen Drehzahl funktionieren, was beispielsweise durch das Dokument
FR 1020765 ausgeschlossen wurde, und im Übrigen vom Fachmann bei abtriebsseitigen Verbindungsmitteln nicht verwendet wurde.
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Erfindungsgemäß ist eine elastische Kupplung, die in ein abtriebsseitiges Verbindungsmittel eingebaut werden kann, welches einen ersten und einen zweiten Teil einer Abtriebswelle einer Versuchsbank einer sich drehenden Anordnung verbindet, wobei die Abtriebswelle mit einer geringen Geschwindigkeit unterhalb von 450 Umdrehungen pro Minute dreht und mit einem großen Drehmoment von bis zu 200.000 Newtonmetern (Nm) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten und einen zweiten Endflansch mit einem Außendurchmesser von mindestens 40 cm aufweist. Der erste Endflansch ist in seiner Mitte durchbohrt und ist somit ringförmig und erstreckt sich radial somit von einem ersten inneren Endrand bis zu einem ersten äußeren Endrand, und der zweite Endflansch ist in seiner Mitte durchbohrt, um einen Ring zu bilden, der sich radial von einem zweiten inneren Endrand bis zu einem zweiten äußeren Endrand erstreckt, wobei der erste äußere Endrand mit dem zweiten äußeren Endrand direkt oder indirekt über mindestens ein flexibles Zwischenglied verbunden sind, welches mindestens einen ersten und einen zweiten Zwischenflansch aufweist, die den besagten Außendurchmesser aufweisen.
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Unter „Außendurchmesser” wird hierbei der größte Durchmesser eines Flansches verstanden, das heißt der Durchmesser des äußeren Endrandes des Flansches.
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Außerdem werden die Ausdrücke „stromab” und „stromauf” definiert mit Bezug auf die auf der Versuchsbank zu testende, sich drehende Anordnung, wobei die „stromauf” gelegenen Elemente bezüglich des Eingangs dieser sich drehenden Anordnung diese antreiben, während die stromab gelegenen Elemente direkt mit dem Ausgang oder den Ausgängen der sich drehenden Anordnung in Verbindung stehen.
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Somit werden erfindungsgemäß Flansche mit großem Durchmesser vorgestellt, die erstaunlicherweise geringe Geschwindigkeiten und ein hohes Drehmoment aushalten, im Gegensatz, zum Beispiel zu den Lösungen, die sich aus dem Dokument
FR 1020765 ergeben.
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Entgegen Vorurteilen ist es nicht mehr nötig eine mit Zähnen versehene Kupplung zu verwenden, die parasitäre, nicht beherrschbare Kräfte freisetzt. Die erfindungsgemäße Kupplung erzeugt parasitäre, lineare Rückstellkräfte, die sehr gut beherrschbar sind, da sie insbesondere von dem übertragenen Drehmoment unabhängig sind, wobei die Kupplung einen begrenzten Raumbedarf aufweist. Außerdem degradieren die Kupplungseigenschaften wegen des Fehlens von Reibung während der Zeit nicht, woraus folgt, dass die induzierten parasitären Kräfte sich nicht im Laufe der Zeit aufgrund von Abnutzung ändern.
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Somit erzeugt eine vorbestimmte Kuppelbewegung eine vorbestimmte Rückstellkraft. Das gleiche gilt für eine winkelmäßige Fehlausrichtung. Somit fällt es leicht, parasitäre Kräfte zu berücksichtigen, die durch den Kuppelvorgang erzeugt werden, um einen Versuch durchzuführen, der repräsentativ für die realen Bedingungen steht.
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Die Kupplung weist ferner eine oder mehrere folgenden zusätzlichen Charakteristiken auf.
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So ist der erste Zwischenflansch gegebenenfalls in seiner Mitte durchbohrt, derart, dass er die Form eines Rings aufweist und sich radial von einem ersten inneren Zwischenrand bis zu einem ersten externen Zwischenrand erstreckt, wobei der zweite Endflansch in seiner Mitte durchbohrt ist, derart, dass er die Form eines Ringes aufweist und sich radial von einem zweiten inneren Zwischenrand bis zu einem zweiten äußeren Zwischenrand erstreckt, wobei der erste innere Zwischenrand mit dem zweiten inneren Zwischenrand fest verbunden ist und wobei der erste äußere Zwischenrand an dem ersten äußeren Endrand befestigbar ist und der zweite äußere Zwischenrand an dem zweiten äußeren Endrand befestigbar ist.
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Es kann selbstverständlich eine Mehrzahl von Paaren von Zwischenflanschen vorgesehen sein.
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Vorteilhafterweise ist der erste innere Endflansch an einer umgeschlagenen Muffe befestigt, die die Mitte der ersten und der zweiten inneren Endränder durchquert.
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Die Muffe ist also umgeschlagen, um ein erstes und ein zweites koaxiales Ende aufzuweisen, die parallel zueinander sind und in einem Faltbereich gefaltet sind.
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Das Umschlagen der Muffe am Ort der Kupplung ist insoweit insbesondere interessant, als es ermöglicht, den Platzbedarf der Kupplung zu optimieren. Dieses Umschlagen ist erfinderisch und steht im Gegensatz zu mindestens zwei bestehenden Vorurteilen.
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In der Tat neigt der Fachmann dazu zu glauben, dass durch das Umschlagen der Muffe die mechanischen Eigenschaften der Muffe degradiert werden, insbesondere im Bereich der Faltung, sodass die Muffen nicht mehr ausreichen, um den sehr besonderen Bedürfnissen zu genügen. Wenn man über dieses erste Vorurteil hinweggeht stellt man fest, dass eine mit einer solchen Muffe versehene Kupplung eine geringe Drehzahl und ein hohes Drehmoment aushält.
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Das zweite Vorurteil besteht darin zu glauben, dass es nicht möglich ist ein erstes Ende der Muffe mit einem ersten periphären Endrand zu verschweißen, ohne das andere Ende der Muffe aufgrund der Faltung zu beschädigen.
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Dem ist nicht so. Um eine solche Beschädigung zu vermeiden, kann man zum Beispiel ein Schutzblech zwischen den ersten und zweiten Enden der Muffe während der Verschweißung anordnen.
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Schließlich ist der zweite innere Endrand der Kupplung vorteilhafter Weise mit einem Verbindungsrohr fest verbunden.
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Das Verbindungsrohr erleichtert die Verbindung der Kupplung mit einer Welle oder mit einer anderen Kupplung.
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Neben einer Kupplung betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Abtriebsverbindungsmittel eines ersten und eines zweiten Teils einer Abtriebswelle einer Versuchsbank, wobei das abtriebsseitige Verbindungsmittel mit einer Drehzahl kleiner als 450 Umdrehungen pro Minute drehen kann und ein großes Drehmoment übertragen muss, welches bis zu 200.000 Newtonmeter (Nm) betragen kann.
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Dieses abtriebsseitige Verbindungsmittel ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine erste und eine zweite elastische Kupplung nach der Erfindung aufweist, wobei der erste innere Endrand der ersten elastischen Kupplung an einer ersten Muffe befestigt ist, der zweite innere Endrand der ersten elastischen Kupplung an einem ersten Verbindungsrohr befestigt ist, der erste innere Endrand der zweiten elastischen Kupplung an einer zweiten Muffe befestigt ist, der zweite innere Endrand der zweiten elastischen Kupplung an einem zweiten Verbindungsrohr befestigt ist und das erste Verbindungsrohr drehfest an dem zweiten Verbindungsrohr über ein reversibles Befestigungsmittel befestigt ist, welches das erste Verbindungsrohr vom zweiten Verbindungsrohr entkoppeln kann.
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Auf diese Weise realisiert das abtriebsseitige Verbindungsmittel zwei Kupplungen, die über ihre Verbindungsrohre miteinander verbunden sind auf reversible Weise und gesteuert, um, zum Beispiel, das zu testende mechanische Element zu bestätigen.
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Dieses Verbindungsmittel kann eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen.
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Gegebenenfalls ist jeder der Flansche der ersten und der zweiten elastischen Kupplungen senkrecht zu einer Längsachse des Verbindungsmittels, das Befestigungsmittel weist ein erstes axiales Gleitelement auf, welches auf dem ersten Verbindungsrohr angeordnet ist, sowie ein zweites axiales Gleitelement, welches auf dem zweiten Verbindungsrohr angeordnet ist, die ersten und zweiten axialen Gleitelement arbeiten miteinander zusammen, um eine Verschiebung des zweiten Verbindungsrohrs bezüglich des ersten Verbindungsrohrs entlang der Langsachse zu ermöglichen.
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Die ersten und zweiten Gleitelemente sind vorteilhafter Weise Längsnuten. Es ist festzuhalten, dass während des Betriebs die ersten Längsnuten in Kontakt zu den zweiten Längsnuten stehen. Die Fehlausrichtungen zwischen den ersten und den zweiten Teilen werden durch die ersten und zweiten Kupplungen absorbiert, es gibt keine Reibung zwischen den ersten und zweiten Längsnuten.
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Somit weisen die ersten und zweiten Gleitelemente nicht die Nachteile von Kupplungen mit Zähnen auf.
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Außerdem weist das abtriebsseitige Verbindungselement vorteilhafter Weise ein Zentriermittel zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsrohr auf, welches das erste Verbindungsrohr in einer vorbestimmten Stellung bezüglich des zweiten Verbindungsrohrs positionieren kann, während die ersten und zweiten Verbindungsrohre rotationsmäßig getrennt sind.
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Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Versuchsbank für ein sich drehendes Element mit mindestens einem ersten Eingangsende, welches mit einer hohen Drehzahl, die bis zu 30.000 Umdrehungen pro Minute betragen kann sich drehen kann und welches mit einem schwachen Drehmoment, kleiner als 20.000 Newtonmetern (Nm) beaufschlagbar ist und ein zweites Ausgangsende aufweist, welches mit einer geringen Drehzahl unterhalb von 450 Umdrehungen pro Minute drehen kann und welches mit einem hohen Drehmoment beaufschlagbar ist, welches bis zu 200.000 Newtonmetern (Nm) betragen kann, wobei die Versuchsbank eine Antriebswelle als erstes Ende aufweist und eine Abtriebswelle, die mit einem ersten Teil versehen ist, welches an dem zweiten Ende befestigt ist und welches einen zweiten Teil aufweist, welches mechanisch mit einer Antriebswelle verbindbar ist. Der erste Teil kann direkt an einer Abtriebswelle oder über eine Hilfswelle der Versuchsbank befestigt sein.
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Außerdem weist die Versuchsbank ein abtriebsseitiges Verbindungsmittel, wie oben beschrieben, auf, welches an den ersten und den zweiten Teilen der Abtriebswelle befestigt ist, wobei eine erste Muffe des abtriebsseitigen Verbindungsmittels an dem ersten Teil befestigt ist, während eine zweite Muffe des abtriebsseitigen Verbindungsmittels an dem zweiten Teil befestigt ist.
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Diese Versuchsbank weist gegebenenfalls eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf.
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So kann die Versuchsbank mindestens einen Stellzylinder aufweisen, um eine Kraft auf den ersten Teil auszuüben. Beispielsweise üben vier vertikale, im Wesentlichen zur Langsachse der Abtriebswelle parallele Stellzylinder Kräfte aus, die die Abtriebswelle winkelmäßig versetzen, während vier horizontale Stellzylinder, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Abtriebswelle angeordnet sind Scherkräfte ausüben, die zu radialen Versetzungen führen.
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Schließlich weist die Versuchsbank optional ein Rückholmittel auf, um den ersten Teil dem zweiten Teil der Abtriebswelle anzunähern. Das Rückholmittel weist einerseits eine Stange auf, die das abtriebsseitige Verbindungsmittel durchquert, um an dem ersten Teil befestigt zu sein und andererseits einen Rückstellmotor, der eine Längsverschiebung der Stange steuert.
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Die Erfindung und ihre Vorteile kommen im Rahmen der folgenden Beschreibung von zu illustrativen Zwecken beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die angehängten Figuren besser zum Ausdruck, in denen zeigen:
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1: Eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Versuchsbank;
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2: Einen Schnitt durch ein abtriebsseitiges Verbindungsmittel in einer ersten Stellung, und
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3: Einen Schnitt durch ein abtriebsseitiges Verbindungsmittel in einer zweiten Position.
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Die in mehreren unterschiedlichen Figuren dargestellten Elemente tragen jeweils ein und dasselbe Bezugszeichen.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Versuchsbank 10 für eine sich drehende Anordnung 1. Diese sich drehende Anordnung ist zum Beispiel ein Leistungsgetriebe eines Helikopters, welches mit einem ersten Ende 2 versehen ist, welches von einem Turbomotor angetrieben werden kann und mit einem zweiten Ende 3, welches eine Rotorwelle antreiben kann.
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Somit weist die Versuchsbank einen Antriebsmotor 40 auf, der die Präsenz eines Turbomotors simuliert. Der Antriebsmotor 40 dreht eine Antriebswelle 11 über eine Zwischenwelle 41 und über Getrieberäder 43 und des Weiteren über das erste Ende 2 des sich drehenden Elements 1, welches an dieser Antriebswelle 11 befestigt ist.
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Die Antriebswelle 11 und das erste Ende 2 drehen sich somit zusammen mit einer hohen Drehzahl, die bis zu 30.000 Umdrehungen pro Minute betragen kann, und die Antriebswelle überträgt ein schwaches Drehmoment, welches kleiner als 20.000 Newtonmeter betragen kann.
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Im Gegensatz dazu dreht sich das zweite Ende 3 mit einer geringen Drehzahl, kleiner als 450 Drehungen pro Minute, das zweite Ende 3 muss jedoch ein großes Drehmoment übertragen, welches bis zu 200.000 Newtonmeter betragen kann.
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Dieses zweite Ende 3 ist über einen Flansch 4 an einer Abtriebswelle 12 befestigt, die eine Rotorwelle und Längsnuten simuliert. Es bleibt festzuhalten, dass es möglich ist, eine Hilfswelle zwischen der Abtriebswelle 12 und dem zweiten Ende anzuordnen.
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Die Versuchsbank 10 bildet eine geschlossene Kette, die Abtriebswelle 12 ist zum Beispiel über ein abtriebsseitiges Getriebezahnrad 15 an ein Zwischengetrieberad 42 der Zwischenwelle 41 gekoppelt. Um die Kräfte auf die Welle zu simulieren, die von den Blättern auf die Rotorwelle übertragen werden, die mit dem zweiten Ende 3 eines Leistungsgetriebes 1 verbunden ist, weist die Versuchsbank 10 eine Platte 20 auf, die mit der Abtriebswelle 12 fest verbunden ist sowie mindestens einen Stellzylinder, der die Platte 20 bewegen kann.
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Vorzugsweise wirken vier horizontale Stellzylinder 23, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse AX des zweiten Endes 2 und der Abtriebswelle in Ruhestellung angeordnet sind auf die Platte 20, um Scherkräfte einzuführen.
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Ferner wirken vier vertikale Stellzylinder 21, die im Wesentlichen parallel zur horizontalen Achse AX verlaufen auf die Platte 20 ein, um die Abtriebswelle 12 winkelmäßig zu versetzen.
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Die vertikalen 21 und horizontalen 22 Stellzylinder sind außerdem an starren Trägern 22 befestigt.
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Somit muss die Abtriebswelle 12 Fehlausrichtungen, insbesondere winkelmäßige Fehlausrichtungen aushalten.
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Diese Abtriebswelle 12 weist einen ersten Teil 13 auf, der an das zweite Ende 3 geflanscht ist, einen zweiten Teil 14, der mit dem Getriebezahnrad 15 fest verbunden ist und abtriebsseitige Verbindungsmittel 90, die den ersten Teil 13 mit dem zweiten Teil 14 verbinden. Die ersten und zweiten Teile 13, 14 sind jeweils erste und zweite Hohlwellen.
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Somit weist das abtriebsseitige Verbindungsmittel 90 eine erste und eine zweite Kupplung 100, 200 auf, die miteinander zusammenwirken.
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Genauer gesagt ist die erste elastische Kupplung 100 erfindungsgemäß mit einem ersten und einem zweiten Endflansch 110, 120 versehen, die jeweils einen Außendurchmesser DO aufweisen, der größer als 40 cm, das heißt 0,4 m, beträgt und vorzugsweise zwischen 55 und 65 cm bemisst, das heißt 0,55 und 0,65 m.
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Der erste Endflansch 110 der ersten Kupplung 100 ist eine in ihrer Mitte durchbohrte Scheibe, derart, dass sie eine Ringform aufweist, wobei sich dieser erste Endflansch 110 radial von einem ersten inneren Endrand 111 erstreckt, der kreisförmig ist, bis zu einem ersten äußeren kreisförmigen Rand 112 mit einem äußeren Durchmesser D0. Der erste innere Endrand 111 begrenzt radial eine erste Öffnung 101.
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In gleicher Weise ist der zweite Endflansch 120 der ersten Kupplung 100 eine in ihrer Mitte durchbohrte Scheibe, derart, dass diese ringförmig ist, wobei sich dieser zweite Endflansch 120 radial von einem inneren kreisförmigen zweiten Endrand 121 bis zu einem zweiten äußeren kreisförmigen Endrand 122 erstreckt und einen äußeren Durchmesser D0 aufweist. Der zweite innere Endrand 121 grenzt somit radial eine zweite Öffnung 102 ein.
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Ferner weist der äußere erste Endrand 112 eine erste Lippe 113 auf, die mit einer zweiten Lippe 123 des zweiten äußeren Endrandes 122 verbunden werden kann. Mit Bezug auf 1 ist der erste äußere Endrand 112 direkt mit dem zweiten äußeren Endrand 122 verbunden und die erste Lippe 113 ist zum Beispiel mit der zweiten Lippe 123 verschweißt.
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Ferner ist der erste innere Endrand 111 des ersten Endflansches 110 der ersten Kupplung 100 an einer ersten Muffe 130 befestigt.
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Diese erste Muffe 130 ist ein Rohr, welches auf sich selbst umgeschlagen ist, um ein erstes Ende 131 und ein zweites Ende 132 zu bilden, die in einem Umschlagbereich 133 umgeschlagen sind. Die ersten und zweiten Enden 131, 132 sind koaxial und parallel zueinander, wobei das erste Ende 131 das zweite Ende 132 teilweise umgibt.
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Somit wird das erste Ende 131 des ersten Flansches 130 an dem ersten inneren Endrand 111 des ersten Flansches der ersten Kupplung 100 verschweißt und es wird eine erste Platte 140 am zweiten Ende 132, zum Beispiel über Schrauben 141, befestigt.
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Man kann somit die erste Muffe 130 an dem ersten Teil 13 befestigen, indem die erste Platte 140 an diesen ersten Teil 13 verschraubt wird, um das abtriebsseitige Verbindungsmittel 90 mit diesem ersten Teil 13 zu verbinden.
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Während des Verschweißens des ersten Endes 131 an den ersten inneren Endrand 111 kann vorgesehen sein ein Schutzblech zwischen den ersten und zweiten Enden 131, 132 der ersten Muffe 130 vorzusehen.
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Der zweite innere Endrand 121 des zweiten Endflansches 120 der ersten Kupplung 100 wird indessen gegebenenfalls durch Verschweißung an einem ersten Verbindungsrohr 150 befestigt.
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Ähnlich ist die zweite elastische Kupplung 200 des Verbindungsmittels 90 mit einem ersten und einem zweiten Endflansch 210, 220 versehen, die jeweils einen Außendurchmesser D0 aufweisen, der größer als 40 cm, das heißt 0,4 m beträgt, und vorzugsweise zwischen 55 und 65 cm bzw. 0,55 und 0,65 m bemisst.
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Der erste Endflansch 210 der zweiten Kupplung 200 ist eine in ihrer Mitte durchbohrte Platte, derart, dass sie eine Ringform hat und sich radial von einem ersten inneren, kreisförmigen Endrand 211 bis zu einem ersten äußeren kreisförmigen Rand 212 erstreckt und einen Außendurchmesser D0 aufweist. Der erste innere Endrand 111 umgrenzt radial eine erste Öffnung 210.
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Auf gleiche Weise ist der zweite Endflansch 220 der zweiten Kupplung 200 eine in ihrer Mitte durchbohrte Scheibe derart, dass sie einen Ring formt, der sich von einem zweiten inneren, kreisförmigen Endrand 221 bis zu einem zweiten kreisförmigen, äußeren Endrand 222 erstreckt und einen Außendurchmesser D0 aufweist. Der zweite innere Endrand 221 umgrenzt radial somit eine zweite Öffnung 202.
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Außerdem sind die ersten und zweiten äußeren Endränder 212, 222 über ihre ersten und zweiten Lippen 213, 223 miteinander verbunden, wobei die erste Lippe 213 zum Beispiel auf die zweite Lippe 223 geschweißt ist.
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Außerdem ist der erste inner Endrand 211 des zweiten Endflansches 210 der zweiten Kupplung 200 an einer zweiten Muffe 230 befestigt.
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Diese zweite Muffe 230 ist ein Rohr, welches auf sich umgeschlagen ist, um ein erstes Ende 231 und ein zweites Ende 232 aufzuweisen, welche durch einen Umschlagbereich 233 verbunden sind. Die ersten und zweiten Enden 231, 232 sind koaxial und parallel zueinander, wobei das erste Ende 231 teilweise das zweite Ende 232 umgibt.
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Somit schweißt man das erste Ende 231 der zweiten Muffe 230 auf den ersten inneren Endrand 211 des ersten Flansches 210 der zweiten Kupplung 200 und anschließend befestigt man eine zweite Platte 240 am zweiten Ende 232, zum Beispiel über Schrauben 241. Somit kann man die zweite Muffe an dem zweiten Teil 14 befestigen, indem man die zweite Platte 240 mit diesem zweiten Teil 14 verschraubt.
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Am anderen Ende wird der zweite innere Endrand 221 des zweiten Endflansches 220 der zweiten Kupplung 200 gegebenenfalls durch Verschweißung an einem zweiten Verbindungsrohr 250 befestigt.
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Das abtriebsseitige Verbindungsmittel 90 weist somit eine erste Kupplung 100 auf, die mit einem ersten Verbindungsrohr 150 versehen ist und eine zweite Kupplung 200, die mit einem zweiten Verbindungsrohr 250 versehen ist, wobei dieses abtriebsseitige Verbindungsmittel mit einem reversiblen Verbindungsmittel 300 versehen ist, welches die ersten und die zweiten Kupplungen 100, 200 drehfest miteinander verbinden bzw. voneinander lösen kann.
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Jeder Flansch 110, 210, 120, 220 der ersten und zweiten Kupplung 100, 200 ist im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse AX, wobei das Befestigungsmittel ein erstes und ein zweites Gleitelement 301, 302 aufweist, welches axial verläuft und eine Translationsbewegung der ersten Kupplung 100 bezüglich der zweiten Kupplung 200 entlang dieser Längsachse AX ermöglicht.
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Genauer gesagt weist das erste Gleitelement 301 erste Längsnuten auf, die entlang einer zur Längsachse AX parallelen Achse ausgerichtet sind und an einem Außenrand des ersten Verbindungsrohrs 150 befestigt ist. Das zweite Gleitelement 203 weist zweite Längsnuten auf, die entlang einer Achse parallel zur Längsachse AX angeordnet sind und an einem Innenrand des zweiten Befestigungsrohrs befestigt sind.
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In einer ersten gekoppelten Stellung, die in 1 gezeigt ist, wirken die ersten Längsnuten mit den zweiten Längsnuten durch ihren Eingriff ineinander zusammen, um die erste und die zweite Kupplung 100, 200 für eine Drehung um die Längsachse AX zu koppeln, sowie anschließend auch die ersten und zweiten Teile 13, 14.
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Um eine zweite Stellung zu erhalten, in der die ersten und zweiten Kupplungen 100, 200 bezüglich einer Drehung um die Längsachse AX entkoppelt sind, wird die erste Kupplung entlang der Längsachse AX verschoben, um das erste Verbindungsrohr 150 in das Innere des zweiten Verbindungsrohrs 250 eindringen zu lassen. Die ersten Längsnuten greifen somit nicht mehr in die zweiten Längsnuten.
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Um dieses Manöver zu erleichtern weist die Versuchsbank vorzugsweise ein Rückholmittel 30 auf, welches mit einem Rückholmotor 32 versehen ist, der die Längsbewegung entlang der Längsachse AX einer Stange 31 steuert.
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Anschließend durchquert diese Stange 31 nacheinander ausgehend von dem Rückholmotor 32 die zweite Hohlwelle des zweiten Teils 14, die zweite Platte 240, die erste Platte 140 und ist im Inneren der ersten Hohlwelle an diesem ersten Teil 13 befestigt.
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Damit das Funktionieren der Rückholmittel 30 nicht während einer Neigung des ersten Teils 13 beeinträchtigt wird, weist die Versuchsbank ein Einsatzstück 500 auf, welches mit einem oberen Anschlag 550 versehen ist. Dieses Einsatzstück kann in einem Kugelgelenk 501 gleiten, welches im Inneren der ersten Hohlwelle des ersten Teils 13 befestigt ist.
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Die Stange 31 durchquert somit das Einsatzstück 500. Eine runde Scheibe 503, die einen unteren Anschlag des Einsatzstücks darstellt und ein Bolzen 504 sind am distalen Bereich der Stange 31 angeordnet.
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Wenn der Rückholmotor 32 somit das Lösen der ersten und der zweiten Teile 13, 14 bewirkt, verschiebt die Stange 31 den ersten Teil und anschließend den Bolzen 504 in einer Translationsbewegung und die runde Scheibe 203 verschiebt das Einsatzstück 500, wobei das Einsatzstück 500 wiederum das Kugelgelenk 501 verschiebt und anschließend den ersten Teil 13.
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2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer ersten eingekoppelten Stellung, 3 zeigt diese bevorzugte Variante in einer entkoppelten Stellung.
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Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Endflansche jeder Kupplung 100, 200 des Verbindungsmittels 90 indirekt miteinander verbunden, das heißt über ein flexibles Zwischenglied 400.
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Somit ist jedes flexible Zwischenglied 400 mit mindestens einem Paar von Flanschen versehen, die einen ersten und einen zweiten ringförmigen Zwischenflansch 410, 420 aufweisen.
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Somit ist der erste Zwischenflansch 410 mit einer Bohrung versehen, derart, dass er eine erste Zwischenöffnung aufweist, die durch einen ersten inneren, ringförmigen Zwischenrand 410 begrenzt ist, der sich radial bis zu einem ersten äußeren Zwischenrand 412 erstreckt, der einen Außendurchmesser D0 aufweist. Ebenso ist der zweite Zwischenflansch 420 durchbohrt, sodass er eine zweite Zwischenöffnung bildet, die von einem zweiten inneren kreisförmigen Rand 421 eingegrenzt wird, der sich radial bis zu einem äußeren Zwischenrand 422 erstreckt, der einen Außendurchmesser D0 aufweist.
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Die ersten und die zweiten inneren Zwischenränder 411, 421 sind miteinander verschweißt.
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Mit Bezug auf 2 ist der erste Zwischenrand 412 einer Kupplung an dem ersten äußeren Endrand 212 des ersten Kupplungsflansches 100, 200 befestigt und der zweite äußere Zwischenrand 422 einer Kupplung ist an dem zweiten äußeren Endrand 122, 222 des zweiten Kupplungsflansches 100, 200 befestigt.
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2 zeigt das Verbindungsmittel 90 in einer ersten gekoppelten Stellung, das heißt, das erste Gleitelement 301 des ersten Verbindungsrohrs 150 steht in Eingriff mit dem zweiten Gleitelement 302 des zweiten Verbindungsrohrs 250.
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Im Gegensatz dazu zeigt 3 das Verbindungsmittel 90 in einer zweiten entkoppelten Stellung, das heißt, während das erste Gleitelemente 301 des ersten Verbindungsrohrs 150 nicht im Eingriff mit dem zweiten Gleitelement 302 des zweiten Verbindungsrohrs 250 steht.
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Das erste Teil 13 ist somit nicht an dem zweiten Ende 3 befestigt.
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Wenn man wünscht das sich drehende Element in Bewegung zu setzen, um einen besonderen Versuch auszuführen, so stellt die Versuchsbank eine Bank mit geschlossener Kette dar und die Abtriebswelle wird in eine Drehbewegung versetzt.
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Um zu vermeiden, dass diese Drehung eine Fehlausrichtung des ersten Teils 13 bewirkt, weist die Versuchsbank ein Zentriermittel 600 auf.
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Zum Beispiel ist das Zentriermittel 600 mit Kugellagern 601, 602 versehen, die auf der dem inneren Rand des zweiten Verbindungsrohrs 250 angeordnet sind. Mit Bezug auf 3 erkennt man, dass der Außenrand des ersten Verbindungsrohrs 150 in der zweiten entkoppelten Stellung in Kontakt mit diesen Kugellagern steht.
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Das Zentriermittel 600 hält somit das erste Verbindungsrohr 150 in einer vorgegebenen Stellung fest.
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Außerdem kann das Zentriermittel 600 einen Stift 603 aufweisen, der mit der ersten Platte 140 fest verbunden ist, die die erste Muffe 130 der ersten Kupplung 100 verschließt. Dieser Stift 603 dringt in das Innere der zweiten Hohlwelle des zweiten Teils 14 ein und Lager 604 sind zwischen dem Stift 603 und dem Inneren der zweiten Hohlwelle angeordnet.
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Die Anordnung des Stiftes 603 ist derart, dass die Stange 31 des Rückholmittels 30 diesen Stift 603 nach und nach durchquert. Anschließend wird absichtlich ein Spiel 605 zwischen der Stange 31 und dem Stift 603 erzeugt, um eine Winkelverstellung des Stiftes 603 in der ersten gekuppelten Stellung zu bewirken.
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Natürlich umfasst die vorliegende Erfindung zahlreiche Variationen was ihre Ausführung betrifft. Obwohl mehrere Ausführungsformen beschrieben wurden, reicht dies nicht aus all denkbaren Varianten zu umfassen. Es ist somit denkbar ein beschriebenes Mittel durch ein äquivalentes zu ersetzen, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 1020765 [0009, 0028, 0032]
- FR 2833349 [0018]
