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Blattfedergelenk Die Erfindung betrifft Blattfedergelenke mit sich
quer zu einer Blattfeder erstreckender Drehachse.
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Bekannt sind Blattfedergelenke mit einer oder mehreren Federn sowie
mit unter verschiedenen Kreuzungswinkeln gekreuzten Blattfedern, wobei es wiederum
bekannt ist, die Federlängen vom Kreuzungspunkt aus in verschiedenen Verhältnissen
zu teilen. Besonders im Meßgerätebau werden Federgelenke als richtkraftbehaftete,
aber reibungs- und spielarme sowie verschleißfeste Lager verwendet. Sie sind immer
dann brauchbar, wenn nur kleine Drehwinkel der auf den Blattfedern liegenden Achse
in Betracht kommen.
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Bei den bekannten Blattfedergelenken bewegt sich die Drehachse auf
einer Krümmungslinie auf und ab, wenn auf das Blattfederende eine Kraft senkrecht
zur Blattfeder oder ein Drehmoment um die Drehachse wirkt. Die Drehachse vollführt
also außer Drehungen auch Translationsbewegungen, und die Tangente an der Einspannstelle
bildet je nach der Belastung verschieden große Winkel mit der Tangente im Blattfederende.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Blattfedergelenk zu schaffen,
bei welchem die Anderung des Winkels zwischen den Tangenten am Einspannpunkt und
am freien Federende möglichst ausschließlich von dem an der Drehachse auftretenden
Drehmoment bestimmt ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht sie an einem Blattfedergelenk mit
sich quer zu einer Blattfeder erstreckender Drehachse vor, daß der gegenüber der
Blattfedereinspannstelle drehbare Körper mittels eines vom freien Blattfederende
nach der Blattfedereinspannstelle zurückweisenden, am freien Blattfederende befestigten
Koppelgliedes an der Blattfeder gehalten ist, daß die Drehachse in der Nähe der
Blattfedermitte verläuft.
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Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Blattfedergelenk werden die
den bekannten Blattfedergelenken eigentümlichen Vorteile gewahrt, so der einfache
Lageraufbau, die keine Schmierung erfordernde wartungsfreie Lagerung, die Vermeidung
von Lagerreibung und Verschleiß. Gegenüber den bekannten einfachen Blattfedergelenken
sowie den Kreuzfedergelenken wird aber eine größere Lageunabhängigkeit erzielt,
und das Entstehen von Drehbewegungen durch eingeleitete Kräfte, die nicht zu Drehmomenten
gehören, wird weitgehend vermieden.
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Die Drehwinkelabhängigkeit ausschließlich von Drehmomenten kann weiter
dadurch gefördert werden, daß die wirksame Länge des Koppelgliedes gleich der halben
Federlänge gemacht wird. Eine
dem Erfindungszweck dienende Weiterbildung der Erfindung
liegt darin, daß der Schwerpunkt der an die Blattfeder gehängten Masse einschließlich
der Masse des Koppelgliedes in die geometrische Drehachse gelegt wird. Zweckmäßig
liegt der Schwerpunkt auch in der Mitte der Federbreite oder, wenn mehrere Blattfedern
vorgesehen sind, in der Mitte der Breite der Federanordnung.
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Weitere Einzelheiten und Abwandlungsmöglichkeiten ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
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F i g. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Blattfedergelenks; F i g. 2 ist eine räumliche Darstellung eines solchen
Gelenks; Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine unter Verwendung erfindungsgemäß ausgebildeter
Blattfedergelenke vorgenommene Rahmenlagerung eines Kreisels.
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In Fig. 1 ist mit 1 das Einspannelement für die Blattfeder 2 bezeichnet.
Das eingespannte Federende verläuft bei dem Beispiel nach Fig. 1 waagerecht, so
daß die in der Einspannstelle an die Blattfeder gelegte Tangente die waagerechte
Linie 8 ist. An ihrem freien Ende ist die Blattfeder 2 mit der Koppelstange 4 starr
verbunden, die bis zur Mitte der Blattfeder nach der Einspannstelle zurückreicht.
Dort trägt die Koppelstange die Drehachse 5, in der auch der Schwerpunkt 6 der gesamten
an die Blattfeder angehängten Masse einschließlich derjenigen der Koppelstange4
liegt. Diese Anordnung ergibt eine solche Krümmung der Blattfeder 2, daß die Tangente
8 zu der Tangente 7 an das freie Blattfeder ende 3 parallel verläuft.
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Gemäß Fig. 2 ist in das Einspannelement 1' die Blattfeder 2' in der
der F i g. 1 entsprechenden Lage fest eingespannt. An ihrem freien Ende 3' trägt
die
Blattfeder 4 ein U-förmiges Koppelglied 4', das zwei Schenkel
16 und 17 aufweist, die mit einer um die geometrische Achse 5' angeordneten Masse
fest verbunden, z.B. verschweißt sind. Der Körper dieser Masse setzt die Schenkel
des Koppelgliedes bis zur geometrischen Achse 5' fort. In dieser Achse liegt unter
der Mitte der Breite der Blattfeder 2' der Schwerpunkt 6' der gesamten an die Blattfeder
angehängten Masse einschließlich derjenigen des Koppelgliedes. Die Achse 5' liegt
wieder unter der Mitte der Länge der Blattfeder 2'.
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Bei dem Beispiel nach Fig. 3 ist das Einspannelement für zwei Blattfedern
12 und 12' durch das Gehäuse 1" gebildet. Mit den freien Enden 13 und 13' der Blattfedern
12 bzw. 12' sind Koppelglieder 14 bzw. 14' verbunden, die ihrerseits an einem ersten
Rahmen 9 eines Kreisels befestigt sind, der auch die Drehachse 15 trägt. Die Drehachse
des Kreiselrotors ist mit 10 bezeichnet. Im Gehäuse 1" ist ein Geber 11 zur elektrischen
Erfassung der Drehbewegung der Achse 15 für Meßzwecke befestigt. Die Drehachse 15
kreuzt die Blattfedern 12 und 12' unter deren Mitte.
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Wirkt infolge der zu messenden Kreiselbewegungen ein Drehmoment um
die Drehachse 15, so ist der sich ausbildende Winkel zwischen der Tangente an den
Federeinspannpunkten und der Tangente an den freien Federenden immer proportional
dem wirksamen Drehmoment Die Meßachse des in F i g. 3 dargestellten Kreisels fällt
nicht mit der Drehachse 15 zusammen, sondern steht senkrecht auf dieser, d. h.,
bezogen auf Fig.3, senkrecht zur Zeichenebene. Unvermeidliche Verkürzungen der Feder-Iänge
und Parallelverschiebungen der Tangenten zueinander können praktisch ohne Nachteil
in Kauf genommen werden.
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Die Blattfeder 2, 2' braucht -sich nicht wie bei den gezeichneten
Beispielen in im wesentlichen waage-
rechter Richtung zu erstrecken; sie kann vielmehr
auch hängend oder stehend angeordnet sein.