DE2115163B2 - Dynamisch abstimmbares federkardangelenk - Google Patents

Description

Gegenstand des prioritätsältcren Patentes, sind dabei rieht vorgesehen. Die die geraden Stäbe bildenden Blattfedern sind folgendermaßen angeordnet: Der Kardankörper ist mit der Nabe der Welle durch zwei Blattfederpaare verbunden, deren Blattfedern sämtlich mit der ersten Kardanachse zusammenfallen. Für jedes Paar gilt es, daß sich seine Blattfedern rechtwinklig kreuzen und jede Feder mit dem einen Ende am KardankörpiY und mit dem anderen Ende an der Wellennabe befestigt ist. Entsprechendes gilt für die den Kardankörper mit dem Rotor verbindenden Blottfcderpaare. Ihre Federn fallen sämtlich mit der zweiten Kardanachse zusammen, wobei sich die Federn eines jeden Paares im rechten Winkel kreuzen und jede dieser Federn mit dem einen Ende am Kardankörper und mit dem anderen Ende am Rotor befestigt i.'.t.

Wirken auf dieses bekannte Federkardangelenk translatorische Kriifte. die den Kardankörper, den Rotor und die Nabe relativ zueinander zu verschieben suchen, dann werden die Federn "urch die radialen Komponenten dieser Kräfte einer Scherbeanspruchung unterworfen, während axiale Komponenten die Federn auf Biegung beanspruchen. Um diesen Beanspruchungen den erforderlichen Widerstand entgegenzusetzen, müssen die Federn verhältnismäßig stark ausgeführt werden.

Der Erfindung Hegt nun die Aufgabe zugrunde, das Federkardangelenk so auszugestalten, daß die Federn auch dann, wenn sie sehr dünn und entsprechend leicht biegsam sind, etwaigen Beanspruchungen durch translatorische Kräfte einen sehr wirksamen Widerstand entgegensetzen und daher eine gegenseitige translatorische Bewegung von Kardankörper, Rotor und Nabe auch dann verhindern, wenn sie leicht biegsam sind.

Diese Aufgabe ist nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß d'.j Längsachsen der Stäbe in Richtungen von Komponenten der zwischen Rotor und Kardankörper und Nabe wirksamen translatorischen Kräfte derart angeordnet sind, daß die stärksten, durch diese Kräfte erzeugten Beanspruchungen Zugbeanspruchungen sind. Das gilt auch für dir beim Gegenstand der Erfindung vorgesehenen speichenähnlich angeordneten Federn in der die Kardanachsen aufnehmenden Ebene. Zugbeanspruchungen können nämlich auch Stäbe von geringer Dicke und hoher Biegsamkeit ohne wesentliche elastische Formveränderungen widerstehen.

Vorzugsweise ist jeder der parallel zur Wellenachse angeordneten Stäbe mit seiner Mitte an einem und mit seinen Enden an einem anderen der drei Elemente befestigt, die von Kardankörper, Rotor und Wellenachse gebildet werden. Liegt dabei in bekannter Weise die Mitte der Nabe in der die Kardanachsen aufnehmenden Ebene, dann besteht vorzugsweise der Kardankörper aus zwei in axialem Abstand von dieser Ebene parallel zu ihr angeordneten Scheiben, die nur durch die zur Wellenachse parallelen Stäbe miteinander verbunden sind.

Hat das Federkardangelenk ebenso wie der Gegenstand des prioritätsälteren Patentes vier Speichen, dann kann ein einziges Blechstück aus Federmaterial sowohl die speichenähnlich angeordneten Federn als auch mit abgekanteten Zungen die zur Wcllenachse parallelen Stäbe bilden.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 schaubildlich, teilweise im Schnitt, eine

Ausführungsform, bei welcher der Kardankörper

einerseits mit der Wellennabe und andererseits mit dem Rotor jeweils durch ein Doppelpaar von Biegefedern miteinander verbunden ist,

Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten Kardankörper in kleinerem Maßstab für sich herausgezeichnet im Aufriß,

Fig. 3 schaubildlich, teilweise im Schnitt, eine

ίο der Fig. 1 entsprechende Ausführungsform, deren Kardankörper zweiteilig ausgeführt ist,

Fig. 4 einen in Achsenrichtung verlaufenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, bei der die Federn sämtlich aus einem Blechstiick aus Federmaterial hergestellt sind, im Schnitt nach der Linie IV-IV der F~i g. 5.

Fig. 5 die zur F i g. 4 gehörige Seitenansicht des Kardankörpers und der Welle in Richtung des Pfeiles V betrachtet,

■10 Fig. 6 den zur F i g. 4 gehörten Grundriß.

Fig. 7 das Stück Flachmaterial, dessen verschiedene Abschnitte die Federn des dritten Ausführungsbeispieles bilden,

F i e. 8 den zur Fig. 7 gehörigen Aufriß und

F i g. 9 eine schaubildliche Ansicht einer vierten Ausführungsform. teilweise im Schnitt, bei der sich der Kardankörper in einem inneren Hohlraum der Wellennabe befindet.

Die Welle 10, Fig. 1, die in gehäusefesten Lagern eines Meßgerätes umläuft und motorisch angetrieben ist, ragt in den Innenraum eines Rotors 12 hinein und ist mit diesem durch ein Federkardangelenk derart verbunden, daß der Rotor 12 relativ zur Welle 10 um zwei einander schneidende, vorzugsweise rechtwinklig zueinander verlaufende Kardanachsen B und C kippen, aber keine Drehung gegenüber der Wellenachse A ausführen kann, die durch den Schnittpunkt der beiden Kardanachsen D und C senkrecht zu diesen verläuft.

Der Rotor 12, bei dem es sich einen Krciselläufer handeln kann, besteht aus einem ringförmigen Rotationskörper und aus zwei einander gegenüberliegenden Nasen 14. die von der Innenfläche des Rotationskörpers in Richtung auf dessen Achse vorspringen und je einen sich innen öffnenden radialen Schlitz haben.

Der Rotor einschließlich seiner beiden Nasen 14 ist in der die Ktrdanachsen B und C aufnehmenden Querebene geteilt, und seine beiden Hälften sind starr miteinander veibunden, z.B. verschraubt.

Iyie Welle 10 trägt auf ihrer im Inneren des Rotors 12 liegenden Ebene eine Nabe 16, die von einem zur Ebene AB symmetrisch gestalteten prismatischen Körper gebildet werden kann, der zwei einander gegenüberliegende, auswärts gerichtete Arme 18 trägt. Auch die^e Nabe einschließlich ihrer Arme ist in der Querebene BC geteilt. Die Ame 18 haben sich nach außen öffnende achsparallele Schlitze.

Die Schlitze der Nasen 14 des Rotors und die Schlitze der Arme 18 der Nabe 16 nehmen den mittleren Abschnitt von Federn 10 bzw. 22 in Gestalt biegsamer gerader flacher Stäbe auf, die aus Federstahlblcch ausgestanzt sein können, oben und 'inten aus den Schlitzen der Nasen 14 und der Anne 18 um gleiche Strecken herausragen und an ihren Enden mit verbreiterten Köpfen verschen sind.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Grundstellung der Teile fällt die Umlaufachse des Rotors 12 mit der

Achse A der Welle 10 zusammen. In dieser Grund- lität der Kardanachsen B und C und eine hohe Steifstellung liegt das Doppelpaar der Biegefedern 20 in heit und Festigkeit gegen Kräfte, die parallel zur der Ebene AC und das Doppelpaar der Biegefedern Achse A auftreten, nicht jedoch gegen Kräfte, die in 22 in der Ebene AB. der Querebene BC aus beliebigen Richtungen wirken

Mit ihren Köpfen sind nun die beiden Doppel- 5 und beispielsweise durch Beschleunigungen des Meßpaare von Biegefedern an einem Kardankörper 24 gerätes hervorgerufen werden können, befestigt, der sich im inneren Hohlraum des Rotors Um auch diese Kräfte aufzufangen und um dabei

12 befindet und dort die Welle 10 umgibt. Dieser eine hohe Isoelastizität des gesamten Gelenkes zu Kardankörper hält jedoch vom Rotor 12 und dessen erreichen, ist eine in dei Grundstellung ebene Mem-Nasen 14 und von der Welle 10 und deren mit den io bran in der Ebene BC vorgesehen. Diese Membran Armen 18 versehenen Nabe 16 einen so großen Ab- besteht aus einem ringförmigen Mittelteil, der 2.wistand ein, daß er relativ zur Welle um die Kardan- sehen den Hälften der quergeteilten Nabe 16 eingeachse B und relativ zum Rotor um die Kardanachse C spannt ist und vier speichenähnlich nach außen kippen kann. Der Kardankörper 24 hat die Gestalt ragende Arme 38 hat, die in Gestalt gerader Stäbe eines Zylinders, dessen Achse in der Grundstellung 15 durch die Bohrungen 32 des Kardankörpers 24 hinmit der Wellenachse A und mit der Achse des Rotors durchgehen und mit ihren Enden zwischen den HaIf-12 zusammenfällt und der oben durch eine Platte 26 ten des Rotors 12 eingespannt sind. Das Biegeabgeschlossen ist. Dieser Zylinder hat vier sich nach moment dieser vier Arme 38 kann beliebig klein oben, unten und außen öffnende radiale Schlitze 30, gehalten werden. Diese Arme haben die Aufgabe, deren Weite oben und unten der Dicke des Feder- ao den Rotor 12 auf der Welle 10 zu zentrieren. Stahlblechs der Federn 20, 22 entspricht, aber auf Die starre Lage der Mittelteile der Biegefedern 20,

halber Höhe wesentlich größer bemessen ist. Das 22 in den Nasen 14 und den Armen 18, die starre bedeutet also, daß die erweiterten Schlitze 30 in der Lage der Köpfe der Biegefedern 20, 22 im Kardan-Mittelebene BC wesentlich größer sind als oben und körper 24 and die starre Lage der Arme 38 zwischen unten, vgl. Fig. 2. »5 den Hälften des Rotors 12 kann statt durch Spann-

Außerdem hat der Mantel des zylinderförmigen kräfte z. B. auch durch stoffschlüssige Verbindungen Kardankörpers 24 zwischen den radialen Schlitzen hergestellt werden.

30 radiale Bohrungen 32, vgl. Fig. 2. Die Platte 16 Die äquatoriale Drehmasse /_T iäßt sich durch Wahl

des zylinderförmigen Kardankörpers 24 trägt in ihrer einer entsprechenden Länge der Stellschraube 36 und Mitte eine abwärts gerichtete, mit einer axialen Ge- 30 durch deren Verstellung so groß bemessen, daß bei windebohrung versehene Nabe 34, die sich in einigem einer bestimmten Drehzahl der Welle 10 die eingangs Abstand über der Nabe 16 befindet und zur Auf- erläuterte dynamische Abstimmung erreicht ist. nähme einer Stellschraube 36 dient. Diese Stell- In diesem Falle bleibt der Rotor 12 frei von allen

schraube ragt mit reichlichem Spielraum in den inne- Dreh- oder Kippmomenten, gegebenenfalls mit Ausren Hohlraum der hohl ausgebildeten Welle 10 hin- 35 nähme des von der Welle 10 ausgeübten Antriebsein, momentes. Bei richtiger Einstellung der Schraube 36

Ferner ist die Platte 26 beiderseits der radialen und bei richtiger Wahl ihrer Länge entstehen auch Schlitze durch Leisten 28 versteift. bei einer Beschleunigung des die Wellenlager der

Die vier radialen Schlitze 30 des Kardankörpers Welle 10 tragenden Gehäuses, z. B. bei Verwendung 24 nehmen nun mit stoffschlüssiger Verbindung die 40 auf einem bewegten Fahrzeug, keine Kippmomente, oberen und unteren Köpfe der Biegefedern 20 und 22 die auf den Rotor 12 wirken. Denn bei richtiger auf. Das bedeutet, daß die Nasen 14 des Rotors 12 Abstimmung fällt der Massenmittelpunkt des Rotors und die Arme 18 der Nabe 16 in den erweiterten 12 und des Kardankörpers 24 mit dem Schnittpunkt Abschnitten der Schlitze 30 angeordnet sind. Sie der Achsen A, B und C zusammen. Dank der behaben dort einen ausreichenden Spielraum, um Kipp- 45 schriebenen Ausgestaltung ist auch eine hohe geobewegungen um die Kardanachsen B und C ausfüh- metrische Konstanz der kritischen Teile, inabesonren zu können. Innen kann der Mantel des zylinder- dere des Rotors 12 und des Kardankörpers 24, geförmigen Kardankörpers 24 an seiner Unterseite währleistet. Auch läßt sich ohne weiteres eine hohe einen inneren Flansch haben, der die Welle 10 mit Isoelastizität des Kardangelenks für alle Lastrichtun-Abstand umgibt und durch die radialen Schlitze 30 s<- gen erreichen. Das ist dadurch erzielt, daß die Biegenicht durchschnitten ist. Der Flansch dient der Ver- federn 20, 22 und 38 in den drei durch die Wellensteifung des Kardankörpers. Dieser muß nämlich sehr achse und die Ka.danachsen bestimmten Ebenen AB steif ausgeführt sein, damit er in der Lage ist, die AC und BC in einer solchen Richtung angeordnei oberen und inneren Köpfe der Biegefedern 20,22 sind, daß sie bei Auftreten beliebig gerichtetei so fest zu klemmen, daß diese Köpfe bei einer Durch- 55 linearer Kräfte zwischen Rotor 12 und Nabe 16 irr biegung der Federn ihre achsparallele Lage beibehal- wesentlichen nur auf Zug beansprucht sind. Di< ten. Da auch die mittleren Abschnitte der Federn, Ebenen, in denen die Doppelpaare der Biegefeder! die in den Schlitzen der Nasen 14 und der Arme 18 20, 22 liegen, schneiden sich in der Wellenachse / liegen, in diesen festgeklemmt sind und achsparallel und stehen senkrecht aufeinander. Die Arme 38 de gehalten werden, biegen sich bei einer Kippbewegung 60 einen Speichenstern bildenden Membran erstreckei des Rotors 12 relativ zur Nabe 16 um di" Achsen B sich im spitzen Winkel, beim gezeigten Ausführungs und C nur die freien Abschnitte der Biegefedern beispiel in einem Winkel von 45°, zu den Ebene durch, die im Inneren der Schlitze 30 und über und AC, AB der von den Biegefedern 20 und 22 gebildf unter den Nasen 14 und den Armen 18 Hegen. ten Doppelfederpaare. Die Mitte der Nabe 16 liej

Nicht nur der Rotor 12, sondern auch die Nabe 16 65 dabei in der die Kardanachsen B und C aufnehmer ist ia der Querebene BC geteilt. den Ebene. Bei Auftreten beliebig gerichteter trän;

Die beschriebene Anordnung der Biegefedern 20 latorischer linearer Kräfte zwischen Rotor 12 un und 22 gewährleistet eine einwandfreie Orthogona- Nabe 16 werden die Federn 20, 22 und 38 nur ai

Zug beansprucht. Das hat den Vorteil, daß sie vcr- laufenden Fllansch 426 hat. In d.s untere hndeck hlilTnismäMu dünn ausgeführt sein können und daher zylindrischen karclankorpers 424,st ι ic Nabe erne.

c bei starker Durchbiegung eine hohe Lebens- Schcbc 42* angeschoben. Der Mansch 426 und die uier haben. Insbesondere ist vermieden, daß bei Scheibe 425 haben je vier zueinander ausgerichtete

la t,, g durc, Translationskräfte beliebiger Rieh- 5 achsparallele radiale Schl.tzc. die außen oben und in ' in der Federn 20 22 und 38 cemischte und für unten olfen sind und zur Aulnahmc der B.egeledern lic verschiedenen Kraftrichtu.men unterschiedliche dienen. Der zylindrische Kardankorper 424 weist Heia tüngsS etwa Knickune und Beulung, auf- oberhalb der Nabe 416 einen aus e.nem Stuck mit rptpn Fs ercibt sich daher ein günstiges Verhältnis ihm bestehenden Deckelleil aul, der eine axiale Geder Belastbarkeit durch Translationskräfte zur Dreh- » windebohrung zur Aufnahme einer Stellschraube 436 Steifheit in den Richtungen der Kardanachsen B trägt, die mit Spielraum in das Innere der rohrformiiinH r Auch ist das Verhältnis der Drehsteifheit um gen Welle 410 hinein, igt.

duSe Kardanachsen zur Drehsteifheit um dazu senk- Der Rotor 412 hat innen einen Flansch 413, auf

r«*L ArWn sehr ßünstig ^{dem zwei} einander in Durchmessernchtung gegen-

De zwe=t Ausführungsform der Erfindung gemäß >₅ überliegende Ringscheibensegmente 414 befestigt v\o 1 unterscheidet sich von der ersten Ausfüh- sind, zwischen denen sich mit einem erheblichen funlsform dadurch daßTuch der Kardankörper 324 Spielraum die Arme 418 der Nabe befinden. Jedes längs der mittleren Querebene RC geteilt ist und daß Ringscheibensegment 414 tragt einer, flach auf .hm eine Hälften elastisch, nämlich durch die achspar- aufliegenden Abschnitt 419 einer Blattfeder, die in al el angeordneten Federn 320 und 322 verbunden *o zwei parallele, gleich lange und gleich breite Zungen sind und sich daher um die gemeinsame Achse A 420 auslauft, deren eine abwärts, deren andere aufrelativ zueinander verdrehen können. In diesem Falle wärts in achsparalleler Lage abgekantet ist und nut kann die untere Hälfte des zylinderförmigen Kardan- ihrem Ende in einem der radialen Schlitze des Karkörners 324 ebenfalls mit einem inneren ringförmi- dankörpers 424 bzw. der daran sitzenden Platte 425 oen Flansch versehen sein der durch die radialen. 25 eingefügt und befestigt ist. Um die Federabschnitte die unteren Federköpfe aufnehmenden Schlitze nicht 419 auf den Ringsegmenten 414 zu befestigen, liegen durchtrennt ist und daher die durch die radialen auf diesen Federabschnitten je ein kurzes Ring-Schlitze gebildeten Sektoren der unteren Hälfte des scheibensegment 415 auf. das auf dem darunter bevo,Honk«rncrs zusammenhält und starr miteinander findlichen Ringscheibensegment 414 befestigt ist und '-e'rcinteit" Kippt der Rotor 312 relativ zur Welle 310 30 zwischen diesem und sich selbst den Federabschnitt beispielsweise um die Kardarachse C im Uhrzeiger- 419 fest einklemmt.

sinn versuchen die beiden Biegefedern 320 diese Wie die F1 g. 7 und 8 zeigen, bestehen die Blatt-

Kipobewcgung um die Achse C im Uhrzeigersinn federabschnitte 419 aus einem Stück mit einem zwimitzumachen Dabei üben sie auf jede Hälfte des sehen den beiden Hälften der Nabe 416 eingeklemm-Kirdankörpers 324 Drehmomente aus. die entgegen- 35 ten ringförmiger Abschnitt 437 und sind mit diesem gesetzt und gleich groß sind. Aus diesem Grunde tritt durch radiale Abschnitte 438 verbunden. Der Ringeine relative Drehung der beiden Hälften des Kar- abschnitt 437 hat aber noch ein zweites Paar ein dankörpers 324 zueinander nicht auf. ander gegenüberliegender radialer Arme 439. die sich

Da die beiden Ausführungsformen der Erfindung rechtwinklig zu den Armen 438 erstrecken und je in weitgehend miteinander übereinstimmen, kann auf 40 einen ringsegmentförmigen Federabschnitt 440 auscine Erläuterung der übrigen Elemente der zweiten laufen, der seinerseits an den Enden durch zwei Ausführungsforin der F i g". 3 verzichtet werden. Die gleichlange und gleichbreite gerade Federzungen 422 Bezugszahfen dieser Elemente unterscheiden sich fortgesetzt ist. Diese Federzungen 422 sind rechtd nen der Fig 1 lediglich dadurch, daß sie winklig abgekantet und zwar die eine aufwärts und durch die Hunderterstelle »3« ergänzt sind. 45 dir andere abwärts. Die Enden der Zungen 422 sind

Die Enden der speichenähnlichen Arme 338 des in den radialen Schlitzen des Kardankörpers 425. Membranfedersterns sind bei dem zweiten Ausfüh- 426 eingefügt und darin starr befestigt, während die rungsbeispiel übrigens durch einen zwischen den Abschnitte 440 je zwischen zwei Ringscheiben-Hälften des Rotors 312 eingeklemmten Ring 339 er- Segmenten eingeklemmt sind, die den Teilen 414. gänzt für den es bei der ersten Ausführungsforrr. an 50 ähnlich und an den Köpfen der Arme 418 befestigt

""fiei der^dritten in den F i g. 4 bis 8 gezeigten. Aus- Wie F i g. 7 erkennen läßt, können sämtliche

führung form der Erfindung bestehen die Federn Federabschnitte 419. 420. 422 und 437 bis 440 aus sämtlich aus einem einzigen Blechstück aus Feder- einrm einzigen Blechstück aus Federmaterial bestermterial Die Nabe 416 der Welle 410 hat einander 55 hen und aus diesem durch Formätzen, durch Stanzen in' Durchmesserrichtung gegenüberliegende Arme oder durch ein gleichwertiges Verfahren ausgeschnit-418 Fig 6 und sie ist'einschließlich ihrer Arme in ten sein. Zunächst liegen dann die Federzungen d-r'mittleren die Kardanachsen B und Γ aufneh- und 422 in derselben Ebene wie die anderen Federrnenden Querebene geteilt. Jedoch hat die untere abschnitte. Durch Abkanten werden sie dann nach Hälfte der Nabe 416 einen aufwärtsragenden rohr- 60 oben und nach unten umgebogen, förmieen Ansatz auf den die obere Hälfte aufge- Auch können die Ringscheibensegmente 414 und

c oben ist Die Arme 416 haben je einen lotrechten 415 zunächst aus einem Stück mit den auf den verradialen Schlitz zur Aufnahme de·· Biegefedern 422. breiterten Köpfen der Arme 418 befestigten Ring Der in Fig 4 strichpunktiert angedeutete Rotor Scheibensegmenten bestehen und mit diesen einen 412 umgibt die Nabe 416 mit erheblichem Abstand. 65 Ring bilden. Dieser Ring und die darin befindliche Das obere Ende der Welle 410 mit der Nabe 416 Blattfeder werden dann zur Trennung der Ringliest im Inneren des zylinderförmigen Kardankörpers Scheibensegmente 414 und 415 von den Köpfen der did der an seinem oberen Ende einen ringsherum- Nabe 416 durch vier radiale Einschnitte 442 getrennt.

Zwei dieser radialen Schnitte gehen mitten durch die Federabschnitte 440 hindurch und unterteilen daher diesen Abschnitt in zwei Teile. Der eine verbleibt am Rotor zwicchcn den Ringscheibensegmenten 414 und 415; der andere Teil des Federabschnitts 440 aber verbleibt y.n dem betreffenden Arm 418.

Die vierte, in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 hauptsächlich dadurch, daß sich der zylindrische Kardankörper 924 im Inneren der hohlen zylindrischen Nabe 916 der Welle 910 befindet, wobei diese Nabe ihrerseits vom ringförmigen Rotor 912 umgeben ist, und wiederum die axial verstellbare Einstellschraube 936 trägt und in der die Kardanachsen B und C aufnehmenden mittleren Querebene vier radiale Arme 914 bzw. 918 trägt, die an ihren Enden achsparallele, oben, unten und außen offene Schlitze zur Aufnahme der blattförmigen Biegefedern 920 bzw. 922 haben. Das Doppelfederpaar 920 befindet sich in fensterartigen Ausschnitten des Rotors 912 und ist mit seinen Enden in Schlitzen dieses Rotors starr befestigt. Das Doppelfederpaar 922 liegt in Ausschnitten der Nabe 916 und ist mit seinen Enden in Schlitzen dieser Nabe befestigt. Außerdem ist eine dünne membranförmige Blattfeder in Gestalt eines Speichersternes vorgesehen, dessen

ίο innerer Abschnitt zwischen den Hälften der quergeteilten Nabe 916 eingeklemmt ist und deren äußerer ringförmiger Teil zwischen den Hälften des quergeteilten Rotors 912 eingeklemmt ist. Die radialen Arme 938 dieses Speichensternes haben dieselbe Auf gäbe wie die Arme 38 in F i g. 1, während die Federn 920 und 922 hinsichtlich Anordnung, Ausgestaltung und Wirkung den Federn 20 und 22 entsprechen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 drehbar ist, sowie mit speichenähnlich angeordneten Patentansprüche: Federn in der die Kardanachsen aufnehmenden Ebene, wobei die Federn von geraden Stäben gebildet wer-

1. Dynamisch abstimmbares Federkardan- den und eine gegenseitige translatorische Bewegung aelenk mit einem Kardankörper, der mit einem 5 von Kardankörper, Rotor und Nabe verhindern.
Rotor und einer Nabe einer Welle durch Federn Bei einem solchen Kardangelenk suchen die Federart verbunden ist, daß der Kardankörper re- dem bei niedriger Drehzahl oder im Ruhezustand lativ zur Nabe unter Verformung einiger Federn den Rotor und die Welle in der gleichachsigen Lage um eine zur Wellenachse senkrechte erste Kar- zu halten oder sie mit einer gewissen Rückstellkraft danachse Jrehbar und der Rotor relativ zum io in diese zurückzuführen, wenn sie einen Winkel mii-Kardankörper unter Verformung anderer Federn einander bilden sollten. Wenn die Drehzahl des um eine zur Rotorchse senkrechte und Vorzugs- Rotors aber einen bestimmten Wert einhält, auf den weise zur ersten Kardanachse senkrechte zweite die Anordnung dynamisch abjestimmt ist. dann übt Kardanachse drehbar ist, sowie mit speichenähn- der um seine Kardanachsen schwingende Kardanlich angeordneten Federn in der die Kardan- 15 körper auf den Rotor und auf seine Welle Massenachsen aufnehmenden Ebene, wobei die Federn kräfte aus, die das Federrückstellmoment aufheben, von geraden Stäben gebildet werden und eine Das hat dann zur Folge, daß auf den Rotor keinerlei gegenseitige translatorische Bewegung von Kar- Kräfte wirken, die seine Umlaufachse zu kippen dankörr r. Rotor 1.1 d Nabe verhindern, da- suchen. Bei geeigneter Abstimmung der Gelenk-Paradurch gekennzeichnet, daß die Längs- 20 meter und der Drehzahl (»dynamische Abstimmung«) achsen der Stäbe (20, 22, 38; 320, 322, 338; 420, können also die durch das Gelenk zwischen den da- 438. 422; 920, 922. 938) in Richtungen von durch verbundenen Körpern übertragenen Kipp-Komponenten der zwischen Rotor Π2; 312; 412; momente im Idealfall zu Null gemacht werden.
912). Kardankörper (24; 324: 424; 924) und Da die Federn nicht nur die Rückstellkraft liefern, Nabe (16; 316; 416; 916) wirksamen translato- 25 die den Winkel zwischen den Achsen \on Rotor und rischen Kräfte derart angeordnet sind, daß die Nabe auf Null zu verringern sucht, sondern auch der stärksten, durch diese Kräfte erzeugten Bean- Führung von Rotor. Kardankörper und Nabe bsi spruchungen Zugbeanspruchungen sind. ihrer relativen Bewegung dienen, fallen reibumjs-

2. Federkardangelenk nach Anspruch 1, da- behaftete Führungen, wie beispielsweise Gleitlager, durch gekennzeichnet, daß jeder der parallel zur 30 fort. Infolge der Nachgiebigkeit der Federn ist es Wellenaches (A) angeordneten Stäbe ^0, 22, 38; wichtig, das Steifheitsveihältnis, d.h. die Steifheit 320. 322, 338; 420. 422, 438: 920. 922. 038) mit gegenüber Drehungen um die Kardanachsen im Verseiner Mitte an einem und mit seinen bilden an hältnis zur Steifheit gegenüber allen anders gericheinem anderen der drei Elemente befestigt ist, die teten Drehmomenten, möglichst klein zu gestalten von Kardankörper (24; 324; 424; 924), Rotor 35 und das Gebilde auch gegenüber Translationskräften (12; 312; 412: 912) und Wellennabe (16; 316; beliebiger Richtung zwischen Nabe und Rotor steif 416; 916) gebildet sind. zu halten. Ferner soll eine hohe geometrische Kon-

3. Federkardangelenk nach Anspruch 1, bei stanz aller wicht'sen Teile unter allen geforderten welchem die Mitte der Nabe in der die Kardan- Umweltbedingung jn und eine hohe Isoelastizität des achsen aufnehmenden Ebene liegt, dadurch ge- 40 Kardangelenks (gleiche Elastizität gegenüber Kräfkennzeichne», daß der Kardankörper (324) aus ten. die zwischen Rotor und Wellen in verschiedenen zwei in axialem Abstand von dieser Ebene par- Lastrichtungen wirken) erzielt werden.

allel zu ihr angeordneten Scheiben (324 a, 324 h) Ein solches Federkardangelenk ist durch ein prio-

besteht. die nur durch die zur Wellenachse par- ritätsälteres Patent (deutsche Patentschrift 2 132 556)

allelen Stäbe (320, 322) miteinander verbunden 45 geschützt. Dabei sind die Längsachsen der Stäbe, die

sind. den Kardankörper (dort als »Einsatzstück« bezeich-

4. Federkardangelenk nach Anspruch 1 mit net) mit dem Rotor und mit der Wellennabe verbinvorzü.eswcisc vier Speichen, dadurch gekenn· den. radial angeordnet, also quei zu den axialen /x'iuinct, daß ein einziges Blechstück aus Feder- Komponenten der transintorischen Kräne, die zwimateriü sowohl die speichenähnlich angeordne- 5° sehen Rotor, Kardinkörper und Nabe wirken könten Federn (438. 439) als auch mit abgekanteten ncn. Diese axialen Kraftkomponenten üben auf die Zungen die zur Wellenaches (A) parallelen Stäbe radialen Federn daher Scherbeanspruchungen aus.
(420, 422) bildet. Zum Stande der Technik gehört indessen ein dynamisch abstimmbares Federkardangelenk mit einem

55 Kardankörper, der mit dem Rotor und einer Nabe

der Welle durch Federn derart verbunden ist, daß

der Kardankörper relativ zur Nabe unter Verformung einiger Federn um eine zur Wellenachse senkrechte

Die Erfindung bezieht sich auf ein dynamisch ab- erste Kardanachse drehbar und der Rotor relativ zum

mmbares Fedcrkardangelenk mit einem Kardan- 60 Kardankörper unter Verformung anderer Federn um

irper, der mit einem Rotor und einer Nabe einer eine zur Rotorachse und ersten Kardanachse senk-

'elle durch Federn verbunden ist, daß c'jr Kardan- rechte zweite Kardanachse drehbar ist. wobei die

irper relativ zur Nabe unter Verformung einiger Federn von geraden Stäben gebildet werden, und

idcin um eine zur Wellenachse senkrechte erste eine gegenseitige translatorische Bewegung von Kar-

ardanachse drehlvir und der Rotor relativ zum 65 dankörper, Rotor und Nabe verhindern (deutsche

ardankörper unter Verformung anderer Federn um Patentschrift 1 238 680 und USA.-Patentschrift

ne zur Rotorachse senkrechte und vorzugsweise zur 3 301037). Speichenähnlich angeordnete Federn in

fiten Kaidanachse senkrechte zweite Kardanacnsc der die Kardanachsen aufnehmende Ebene, wie beim