DE2016563C3 - Kardamsches Biegegelenk und Ver fahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein kardanisches Biegegelenk mit im Quadrat angeordneten Biegestellen, die in einer gemeinsamen zur Gelenkachse senkrechten Ebene liegen und jeweils durch die verjüngte Zone zwischen zwei in geringem Abstand angeordnete parallele Bohrungen senkrecht zur Gelenkachsc gebildet werden, in die jeweils in einem Winkel zur Gelenkachse geneigte und aufeinander zu gerichtete Schlitze münden, welche paarweise um 180' versetzt angeordnet sind, wobei der Gelenkkörper in im wesentlichen drei Teile gegliedert wird.

Biegegelenke der eingangs bezeichneten Art sind bereits zur Übertragung von Axialkräften auf Meßinstrumente bekannt, wobei störende seitliche Kraftkomponenten »ausgefiltert« werden. Der Grundkörper dieser Gelenke ist dabei die Verdickung einer durchgehenden Welle, die auf eingangs beschriebene Art angeschnitten bzw. angebohrt ist. Die Längsachsen der Biegestellen verlaufen dabei parallel zur Hauptlängsachse. Eine Übertragung größerer Drehmomente wird dadurch unmöglich, weil die dabei auftretenden Reaktionskräfte im wesentlichen im rechten Winkel zu den verjüngten und naturgemäß besonders schwach ausgebildeten Biegesteilen angreifen. Außerdem ist die Anordnung der einzelnen Schnitte und Bohrungen vergleichsweise aufwendig und kompliziert herzustellen.

Bei der Verbindung einer Welle mit einem Schwungrad auf eine solche Weise, daß ein Kreisel entsteht, d.h. daß das Schwungrad gegenüber der es antreibenden Welle innerhalb bestimmter Grenzen ohne elastische Rückwirkung allseitig gekippt werden kann, ist es wichtig, nicht nur Axialkräfte, sondern auch hohe Torsionskrüfte zu übertragen. Ein Gelenk der eingangs bezeichneten Art läßt sich infolge der leichten seitlichen Ausknickbarkeit dazu nicht verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Biegegelenk der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, das nicht nur Axial- sondern auch Torsionskräften standhält und

ίο ferner leicht und billig hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Biegegelenk aus zwei ineinandergeschobenen Rohrteilen besteht, die fest miteinander verbunden sind, daß die in die Rohrwandung vorzugsweise in

ei .cm Winkel von 45 zur Gelenkachsc eingeschnittenen Schlitze in Bohrungen end^n, die in axialer Richtung versetzt sind, und daß die beiden Rohrteile so gegeneinander verdreht angeordnet sind, daß die Längsachsen der Biegestellcn des einen Teiles rechi-

winklig zu den Längsachsen der Biegestellen des anderen Teiles liegen.

Bei der Herstellung des Biegcgelenks hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zunächst die Schlitze gleichzeitig in die ineinandergesteckten Rohrteile einzu-

schneiden und darauf die geschlitzten· Teile, bevor sie aneinander befestig' werden, um 180° gegeneinander zu verdrehen.

Wenn die Bohrungen so gegeneinander versetzt werden, daß die Längsachsen der Biegestellen auf-

einander senkrecht stehen, ergibt sich ein Winkel dieser Längsachsen von 45' zur Ebene der Rohrachse. Dadurch wird eine hervorragende Stabilität des Gelenks erreicht, nicht nur gegenüber Axialkräften, bekanntlich liegei- ia die Hauptschubspannungen bei

axialer Belastung in einem Winkel von 45° zur Belastungsrichtung sondern auch gegenüber Torsionsund Scherkräften. Wegen dieser Vorteile eignet sich das erfindungsgemäße Gelenk besonders gut zur Rotorlagerung von Trägheitskreiseln.

Nachstehend ist eine Altsführungsform der Erfindung an Hand der schematischen Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt

F i g. I die Vorderansicht des Biegegelenks,
F i g. 2 eine Seilenansicht des Biegegelenks,

F i g. 3 die Vorderansichten der beiden Bestandteile des Biegegelenks,

F i g. 4 die Ansicht eines Teils des Biegegelenks gemäß F i g. 1 bis 3 in vergrößerter Wiedergabe.
Das Biegegelenk gemäß Fig. 1 bis4 setzt sich aus zwei Rohren 50 und 70 zusammen, wobei das Rohr 70 einen etwas geringeren Durchmesser als das Rohr 50 besitzt und innerhalb desselben angeordnet ist. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist das Rohr 70 an den beiden Stirnseiten mit radial nach außen vorspringendcn Ringflanschen 70« und 70 6 versehen, welche in der zylindrischen Innenfläche des äußeren Rohres 50 anliegen und die richtige Stellung des Rohres 70 im Rohr 50 gewährleisten, wenn die beiden Rohre 50 und 70 ineinander teleskopiert sind.

In die beiden Rohre 50 und 70 werden gerade Schlitze geschnitten, wenn sie sich in· der in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen ineinandergesteckten Stellung befinden. Mit einem Schnitt werden daher zwei Schlitze hervorgebracht, und zwar einer in jedem Rohr 50 bzw. 70. Die beiden Schlitze 52 und 72 werden in den beiden Rohren 50 und 70 mit einem Schnitt ausgebildet, mit einem weiteren Schnitt die Schlitze 54 und 74, mit einem dritten Schnitt die

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Schlitze 56 und 76 und mit einem vierten Schnitt die Schlitze 58 und 78.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß jeder Schlitz 52, 54, 56 und 58 des Rohres 50 und jeder Schlitz 72, 74, 76 und 78 des Rohres 70 an beiden Enden jeweils in einer Bohrung 52 a bzw. 52 6, 54 a bzw. 54 b, 56 a bzw. 56 b, 58a bzw. 58 b, 12a bzw. 72 b, 74a bzw. 74 6, 76a bzw. 76 6, 78 a bzw. 78 ft ausläuft. Die beiden benachbarter, jeweils eine Biegestelle einschließenden Bohrungen der Schlitze eines Paares sind axial versetzt im Abstand voneinander angeordnet, so daß die dazwischenliegende Biegestelle gegen die Ebene der Gelenkachse geneigt ist. Die Bohrungen 56 α und 58 α bilden eine Biegestelle 64, welche sich im Winkel von 45°, bezogen auf die Achse des Rohres 50, erstreckt. Dies ist auch der Fall bei den anderen Biegestellen beider Rohre 50 und 70.

Nadi der Erzeugung der genannten Bohrungen und Ausführung der erwähnten Doppelschnitte, wird das Rohr 70 innerhalb des Rohres 50 um 180° in die in F i g. 3 rechts dargestellte Stellung gedreht, worauf die beiden Rohre 50 und 70 miteinander verbunden werden. Demzufolge verlaufen die Biegestellen des Rohres 50 ebenso wie die Biegestellen des Rohres 70 im Winkel von 45 in alle Richtungen, wobei die Biegestellen des Rohres 50 und die darunterliegenden, zugehörigen Biegestellen des Rohres 70 um 90 gegeneinander geneigt sind, wie bezüglich der Biegesteüen 64 und 86 zwischen den Bohrungen 56« und 58« im Rohr 50 bzw. zwischen den Bohrungen 76/) und 78 b im Rohr 70 besonders deutlich aus F i g. 4 hervorgeht. Dies macht das Biegegelenk ίο in allen orthogonalen Ebenen, bezogen auf die Achse, gleichmäßig elastisch, was bei extrem genauen Träghcitsvorrichlungen vo:; Wichtigkeit sein kann.

Bei der Herstellung des Biegegelenks werden zunächst die erwähnten Bohrungen mittels Hochpräzisionsbohrens hergestellt, bevor die jeweils zwei zusammengehörigen Bohrungen verbindenden Schlit/e geschnitten werden. Der Abstand zwischen den benachbarten Endbohrungen eines Schlitzpaarcs ist nämlich von größerer Bedeutung als die genaue Laue

der Schlitze.

Das Biegegelenk ist nicht nur bei Kreiseln anwendbar, sondern überall dort, wo eine genaue Universal- oder Kardanverbindung erforderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kardanisches Biegegelenk mit im Quadrat angeordneten Biegestellen, die in einer gemeinsamen zur Gelenkachse senkrechten Ebene liegen und jeweils durch die verjüngte Zone zwischen zwei in geringem Abstand angeordnete parallele Bohrungen senkrecht zur Gelenkachse gebildet werden, in die jeweils in einem Winkel zur Gelenkachse geneigte und aufeinander zu gerichtete Schlitze münden, welche paarweise um 180 versetzt angeordnet sind, wobei der Gelenkkörper in im wesentlichen drei Teile gegliedert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegegelenk aus zwei ineinandergeschobenen Rohrteilen (50, 70) besteht, die fest miteinander verbunden sind, daß die in die Rohrwandung vorzugsweise in einem Winkel von 45 zur Gelenkachse eingeschnittenen Schlitze (56, 58, 78, 76) in Bohrungen (56 a, 58«; 76 6, 78 Z?) enden, die in axialer Richtung versetzt sind, und daß die beiden Rohrteile so gegeneinander verdreht angeordnet sind, daß die Längsachsen der Biegestellen des einen Teiles (50) rechtwinklig zu den Längsachsen der BiegestelleIi des anderen Teiles (70) liegen.

2. Verfahren zur Herstellung eines Biegegelenks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (56, 76; 58, 78; 52, 72; 54, 74) gleichzeitig in d'° ineinandergesteckten Rohrteile eingeschnitten werden und die «jeschlitzten Teile (50, 70), bevor sie aneinander befestigt werden, um 180 gegeneinander verdreht -verden.