DE1298786B - Reibungslose Kupplung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine reibungslose Kupplung, insbesondere auf eine Universalkupplung mit wenigstens zwei Freistufen, die mit mehreren, sich kreuzenden Biegeelementen arbeitet.
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer reibungslosen Kupplung mit rohrförmigen Trägern und sich kreuzenden Biegefederelementen, die ein geringeres Gewicht hat, einfacher und billiger herzustellen und zusammenzubauen ist als bekannte reibungslose Kupplungen. Eine reibungslose Kupplung kann dazu dienen,. einen Raketenmotor an einem Raketenkörper aufzuhängen, dessen Kurs dann durch Veränderung der Lage des Raketenmotors innerhalb des Körpers korrigiert werden kann. Bei einer solchen Anwendung ist es von Bedeutung, daß keinerlei Reibung durch Gleiten oder Rollen auftritt, da dann eine Raumschweißung auftreten kann.
• Es ist außerdem von großer Bedeutung, daß die Drehverbindung zwischen dem Motor und dem Körper der Rakete äußerst leicht ist"da jedes Kilogramm zusätzlichen Gewichts auf dem Boden viele zusätzliche Kilogramm an Raketentreibstoff erfordert. Daher besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer reibungslosen Kupplung mit wenigstens zwei Bewegungsfreistufen, die leichter ist als die bekannten reibungslosen Kupplungen.
• Bei wenigstens einer Verwendungsart in einer Rakete wird eine Verbindung von Kompaßring und mehreren biegsamen Drehzapfen benutzt, wobei jeder Drehzapfen einen einzigen Bewegungsgrad aufweist. Derartige Drehzäpfen sind bereits bekannt.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine reibungslose Kupplung so auszubilden, daß sie vier Freiheitsgrade in zwei Ebenen aufweist, die zueinander einen Winkel von 90° einschließen können.
• Diese Aufgabe ist bei einer reibungslosen Kupplung, insbesondere zur Verbindung eines um die Achsen eines ebenen Koordinatensystems schwenkbaren Raketenantriebs mit einem Raketenkörper, unter Anwendung mehrerer sich kreuzender Biegefederelemente, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplung einen in der Koordinatenebene liegenden kreuzförmigen Rohrkörper aus zwei miteinander verbundenen Trägern aufweist, von denen der erste Träger auf einem Teil seiner zur einen Seite der Ebene weisenden Oberfläche und der zweite Träger auf einem Teil seiner zur anderen Seite der Ebene weisenden Oberfläche ausgespart ist, und diese Aussparungen durch zugeordnete rohrförmige Teile abgedeckt sind, und daß jedes aus Träger und rohrförmigem Teil gebildete Trägerpaar in an sich bekannter Weise sich kreuzender Biegefederelemente einschließt, durch welche die Trägerpaare um die zugehörige Koordinatenachse elastisch schwenkbar miteinander verbunden sind.
• Während man bei den obenerwähnten bekannten Drehzapfen zur biegeelastischen Aufhängung eines Bauteils, insbesondere eines Raketenmotors an einem Raketenkörper wenigstens vier Drehzapfen und einen Kardanring benötigt, wird durch die Erfindung der Vorteil vermittelt, daß ein einziger kreuzförmiger Rohrkörper ausreichend ist, der leichter und billiger ist. Der Raketenmotor wird nicht an seiner Einschnürung, sondern an seiner Spitze an dem Raketenkörper aufgehängt, wodurch eine weitaus genauere Steuerung der Lage des Raketenmotors innerhalb des Raketenkörpers und daher eine weitaus genauere Raketenführung möglich ist, da die Durchbiegung der Trägerarme geringer ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Draufsicht und F i g. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer reibungslosen Kupplung.
• Es wird insbesondere auf die F i g. 2 Bezug genommen. Hier ist ein biegsamer Kreuzkörper 10 gezeigt, und zwar mit einem mittleren Gehäuse 12, das einen ersten Arm oder ein erstes Trägersegment 14 aufweist, das teilweise rohrförmig mit einer Aussparung 15 gezeigt ist. Das teilweise rohrförmige Trägerelement ist zu einer ersten Ebene offen. Ein zweiter hohler Träger, der als Teilrohr 16 dargestellt ist, kann als ein Träger mit zwei Armen 16 und 16A angesehen werden, die in einer zweiten Ebene offen sind, welche in der Zeichnung lotrecht zu der ersten Ebene der Öffnung des ersten Trägers 14 dargestellt ist. Der erste Träger 14 hat mehrere Flachstahlfedern oder andere elastische Körper, die an ihm befestigt sind. Die Zeichnung zeigt eine erste Flachfeder 18, die sich über den größeren Abschnitt der axialen Ausdehnung des Trägers 14 erstreckt. In dem Gehäuse 12 sind mehrere kleinere Federkörper 20 und 22 befestigt, um eine Federkreuzanordnung mit dem Federkörper 18 im rechten Winkel zu bilden. Die Federkörper 18, 20 und 22 sind auf den Linien entlang angeordnet, die Durchmesserlinien des vollen Zylinders des Trägers 14 darstellen würden, wenn das Rohr vollständig wäre. Gleiche Flachstahlfedern sind an dem zweiten rohrförmigen Träger 16, 16A angeordnet. Hier ist jedoch der Hauptfederabschnitt in zwei Federn 24 und 26 unterteilt, die jeweils an dem ersten und zweiten Arm oder Abschnitten des zweiten Trägers 16 befestigt sind. Der Arm 16 weist eine zweite Feder 28 auf, die an seinem Innendurchmesser befestigt ist, und der Arm 16A ist mit einer Feder 30 versehen, die zur Bildung eines Federkreuzes 26, 30 an seinem Innendurchmesser befestigt ist.
• Ein dritter Träger 32 mit einem Umfangsrand 33 bildet einen Teil eines rohrförmigen Körpers. Der Träger 32 ist relativ zu dem ersten Träger 14 durch die Federn 18, 20, 22, die an dem ersten Träger 14 befestigt sind, fest verbunden. Der Träger 32 kann im wesentlichen den restlichen Teil der Rohrform des Trägers 14 bilden. Da jedoch ein kleiner Abschnitt des Trägers 32 oder des Trägers 14 oder beider Träger entfernt worden ist, ist der dritte Träger 32 in einer geringen Entfernung von dem ersten Träger angeordnet, so daß er sich auf den sich kreuzenden Federn relativ zu dem Träger 14 und zu dem Träger 16 des mittleren Gehäuses bewegen kann. Ein vierter Trägerteil 50 besteht aus den Armabschnitten 34 und 36, die teilweise rohrförmige Körper sind, welche im wesentlichen den verbleibenden Teil der rohrförmigen Träger 16, 16A darstellen können. Jeder der rohrförmigen Armabschnitte 34 und 36 hat einen Umfang 35 bzw. 37. Der rohrförmige Armabschnitt 34 ist durch die sich kreuzenden Flachfedern 26 und 28 fest mit dem zweiten Träger 16 verbunden, so daß zwischen dem Rand 35 und dem Rand 17 des ersten und des zweiten Trägers ein Spalt gebildet ist. Der zweite Arm 36 des vierten Trägers ist mit dem zweiten Abschnitt des Armes 16A durch die sich kreuzenden Federn 24 und 30 verbunden, so daß zwischen den Rändern 37 und 17A der entsprechenden Träger ein Spalt gebildet ist. Die Spalte können durch Entfernung von Materialabschnitten von dem Armabschnitt 36 oder den Trägern 16, 16A oder von beiden gebildet werden.
• Auf Grund der Bewegungsmöglichkeit des dritten Trägers 32 sind relativ zu dem mittleren Gehäuse 12 und der Bewegungsmöglichkeit des vierten Trägers 50 mit Bezug auf das mittlere Gehäuse 12 zwei verschiedene Freiachsen x und y vorhanden. Außerdem können sich die Armabschnitte 34 und 36 des vierten Trägers unabhängig voneinander bewegen. Ferner kann der Träger 32, der dritte Träger selbst in zwei Abschnitte unterteilt sein, und zwar längs der gestrichelten Linien 35A, so daß ein zusätzlicher Freigrad gezeigt ist. Um dieses zu erreichen, muß der Hauptfederkörper auch längs der Linie 18A unterteilt sein, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, so daß insgesamt vier Freigrade möglich sind, indem der dritte und der vierte Träger jeweils zwei Segmente haben können, die sich nicht phasengleich bewegen und zwei Bewegungsachsen in einer Entfernung von 90° voneinander gezeigt sind, die sich frei mit Bezug aufeinander bewegen können. Der erste und zweite rohrförmige Träger 14 und 16 würden dem mittleren Gehäuse 12 entgegenstehen und sind entsprechend der Zeichnung in einem Winkel von 90° angeordnet, jedoch können diese Träger im Gegensatz zu den bekannten reibungslosen Kupplungen in einem Winkel von weniger als 90° angeordnet sein und können daher weiteren Ausführungsformen angepaßt werden.
• Wenn die Kupplung zur Aufhängung eines Raketenmotors an einem Raketenkörper benutzt würde, dann würde der Träger 32 ein einziger Träger sein und der vierte Träger 50 würde ebenso als einziger Träger wirken. Zu diesem Zweck sind Haltebolzen und Platten 42 und 44 des dritten Trägers 32 und Haltebolzen 38 und 40 auf den Armabschnitten 34 bzw. 36 des vierten Trägers gezeigt. Der dritte Träger 32 würde fest mit dem Raketenkörper und der vierte Träger durch seine beiden Segmente fest mit dem Raketenmotor verbunden werden. Die Positionsarme der Rakete (nicht gezeigt) könnten dann die Rakete frei um den mittleren Drehpunkt drehen, der den Schnittpunkt zwischen der Verlängerung des Federkörpers 24 und 26 und des Federkörpers 18 ist, so daß der Raketenmotor effektiv zur Lenkung der Rakete über eine Figur bewegt werden könnte, die eine Kegelform beschreibt.
• Das mittlere Gehäuse 12 und die Träger 32 und 50 sind als Rohrformen dargestellt, weil sie bei gleicher Festigkeit ein geringeres Gewicht haben als andere Formen, wie beispielsweise Würfel oder regelmäßige Quader. Auch können die Träger gegossen oder geformt werden, sie können aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein oder die Träger können aus getrennten rohrförmigen Körpern hergestellt werden, die zur Bildung des mittleren Gehäuses 12 aneinandergeschweißt oder fest miteinander verbunden werden. Der Rand oder der Umfang 33 des dritten Trägers 32 und der Rand 15 des mittleren Gehäuses 12 sind auf jeder Seite des rohrförmigen Gehäuses schneckenförmig dargestellt. Diese Randform ist in der Herstellung äußerst günstig, da sie einfach durch Drehen und Vorwärtsbewegen eines rohrförmigen Körpers hergestellt werden kann. Jedoch kann in dem rohrförmigen Körper jede andere Schnittform ausgeführt werden, um die Spalte und Anschlagflächen für die biegsame Kupplung oder allseitig bewegliche Kupplungen zu bilden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Reibungslose Kupplung, insbesondere zur Verbindung eines um die Achsen eines ebenen Koordinatensystems schwenkbaren Raketenantriebes mit einem Raketenkörper, unter Anwendung mehrer sich kreuzender Biegefederelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen in der Koordinatenebene liegenden kreuzförmigen Rohrkörper aus zwei miteinander verbundenen Trägern aufweist, von denen der erste Träger (12, 14) auf einem Teil seiner zu einer Seite der Ebene weisenden Oberfläche und der zweite Träger (16, 16 A) auf einem Teil seiner zur anderen Seite der Ebene weisenden Oberfläche ausgespart ist und diese Aussparung (15, 17) durch zugeordnete rohrförmige Teile (32, 34, 36) abgedeckt sind und daß jedes aus Träger und rohrförmigen Teil gebildete Trägerpaar (14, 32; 16, 34, 36) in an sich bekannter Weise sich kreuzende Biegefederelemente (18, 20, 22 und 24, 26, 28, 30) einschließt, durch welche die Trägerpaare um die zugehörige Koordinatenachse (x, y) elastisch schwenkbar miteinander verbunden sind.
2. 2. Reibungslose Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der eine abdeckende rohrförmige Teil (50) zweistückig ausgebildet und jeweils gesondert mit dem Rohrkörper über sich kreuzende Biegefederelemente (24, 26, 28, 30) verbunden ist.
3. 3. Reibungslose Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Trägern (12, 14, 16, 16 a) und rohrförmigen Teilen (32, 34, 36) ein Spalt vorgesehen ist, um die biegeelastischen Bewegungen zu ermöglichen.