DE2115163C3 - Dynamisch abstimmbares Federkardangelenk - Google Patents

Description

Gegenstand des prioritätsälteren Patentes, sind dabei nicht 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 kre'Ren und jede Feder mit dem einen Ende am Kardankörper und mit dem anderen Ende an der Wellennabe befestigt ist. Entsprechendes gilt für die den Kardankörper mit dem Rotor verbindenden Blattfederpaare, 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 ist.

Wirken auf dieses bekannte Federkardangelenk translatorische Kräfte, die den Kardankörper, den Rotor und die Nabe relativ zueinander zu verschieben suchen, dann werden die Federn durch 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 liegt 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 die 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 die 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 prioritatsälteren Patentes vier Speichen, dann kann ein einziges Blechstück aus Federmaterial sowohl die speichenähnlich angeordneten Federn als auch mit abgekanteten Zungen die zur Wellenachse 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 Bicgcfedern miteinander verbunden ist,

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

Fig. 3 schaubildlich, teilweise im Schniti. eine ίο der Fig. 1 entsprechende Ausführungsform, deren Kardankörper zweiteilig ausgeführt ist,

Fig. 4 einen in Achsonrichtung verlaufenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, bei der die Federn sämtlich aus einem Blechstück ;i'.:s Federmaterial hergestellt sind, im Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 5.

Fig. 5 die zur F i g. 4 gehörige Seitenansicht des Kardankörpers und der Welle in Richtung des Pfeiles V betrachtet,
F i g. 6 den zur F i g. 4 gehörigen Grundriß.

F i g. 7 das Stück Flachmaterial, dessen verschiedene Abschnitte die Federn des dritten Ausführungsbcispieles bilden,

Fig. 8 den zur F i g. 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 112 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 Kardanachscn B und C kippen, aber keine Drehung gegenüber der Wellenachse A ausführen kann, die durch den Schnittpunkt der beiden Kardanachsen B und C senkrecht zu diesen verläuft.

Der Rotor 12, bei dem es sich einen Kreiselläufer 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 \h und je einen sich innen öffnenden radialen Schlitz haben.

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

Die 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 trägt. Auch diese Nabe einschließlich ihrer Arme ist in der Querebene BC geteilt. Die Arne 18 haben sich nach außen öffnende achsparallele Schlitze.

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

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

lität der Kardanachsen B und C und eine hohe Steifheit und Festigkeit gegen Kräfte, die parallel zur Achse A auftreten, nicht jedoch gegen Kräfte, die in der Querebene BC aus beliebigen Richtungen wirken und beispielsweise durch Beschleunigungen des Meßgerätes hervorgerufen werden können.

Um auch, diese Kräfte aufzufangen und um dabei eine hohe Isoelastizität des gesamten Gelenkes zu erreichen, ist eine in der Grundstellung ebene Mem-

halber Höhe wesentlich größer bemessen ist. Das bedeutet also, daß die erweiterten Schlitze 30 in der Mittelebene BC wesentlich größer sind als oben und unten, vgl. Fig. 2.

Außerdem hat der Mantel des zylinderförmigen Kardankörpers 24 zwischen den radialen Schlitzen 30 radiale Bohrungen 32, vgl. Fig. 2. Die Platte 26 des zylinderförmigen Kardankörpers 24 trägt in ihrer

Achse A der Welle 10 zusammen. In dieser Grundstellung liegt das Doppelpaar der Biegefederri 20 in der Ebene/IC und das Doppelpaar der Biegefedern 22 in der Ebene AB.

Mit ihren Köpfen sind nun die beiden Doppelpaare von Biegefedern an einem Kardankörper 24 befestigt, der sich im inneren Hohlraum des Rotors 12 befindet und dort die Welle 10 umgibt. Dieser Kardankörper hält jedoch vom Rotor 12 und dessen

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 zwistand ein. daß er relativ zur Welle um die Kardan- sehen den Hälften der quergeteilten Nabe 16 eingeachse ß 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 Häll-12 zusammenfällt und der oben durch eine Platte 26 ten des Rotors 12 eingespannt sind. Das Biegeabgcschlossen 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- 20 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,

22 in den Nasen 14 und den Armen 18, die starre Lage der Köpfe der Biegefedern 20, 22 im Kardankörper 24 und die starre Lage der Arme 38 zwischen den Hälften des Rotors 12 kann statt durch Spannkräfte z. B. auch durch stoffschlüssige Verbindungen hergestellt werden.

Die äquatoriale Drehmasse /_T läßt sich durch Wan! ^einer entsprechenden Länge der Stellschraube 36 und

Mitte eine abwärts gerichtete, mit einer axialen Ge- 30 durch deren Verstellung so groß bemessen, daß bei windebohmng 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. ' momentcs. 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 Verwendunc 24 nehmen nun mit stofTschlüssiger 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 richtieer 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 »eobewegungen um die Kardanachsen B und C ausfüh- metrische Konstanz der kritischen Teile insbesonren 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 50 gen erreichen. Das ist dadurch erzielt daß die Bieeenicht 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 Kardanachsen bestimmten Ebenen AB steif ausgeführt sein, damit er in der Lage ist, die AC und BC in einer solchen Richtung angeordnet oberer, und inneren Köpfe der Biegefedern 20,22 sind, daß sie bei Auftreten beliebig berichteter so fest zu klemmen, daß diese Köpfe bei einer Durch- 55 linearer Kräfte zwischen Rotor 12 und Nabe 16 im biegung der Federn ihre achsparallele Lage beibehal- wesentlichen nur auf Zug beansprucht sind Die ten. Da auch die mittleren Abschnitte der Federn, Ebenen, in denen die Doppelpaare der Biegefedern die in den Schlitzen der Nasen 14 und der Arme 18 20, 22 liegen, schneiden sich in der Wellenachse A hegen, in diesen festgeklemmt sind und achsparallel und stehen senkrecht aufeinander Die Arme 38 der gehalten werden, biegen sich bei einer Kippbewegung 60 einen Speichenstern bildenden Memhran erstrecken des Rotors 12 relativ zur Nabe 16 um die Achsen B sich im spitzen Winkel, bed_m gezeigten ?uSühranS

beispie] in einem Winkl 45° * W

und C nur die freien Abschnitte der Biegefedem durch, die im Inneren der Schlitze 30 und über und unter den Nasen 14 und den Armen 18 liegen.

Nicht nur der Rotor 12, sondern auch die Nabe 16 ist in der Querebene BC geteilt.

Die beschriebene Anordnung der Biegefedem 20 und 22 gewährleistet eine einwandfreie Orthogona-

p el, bed_m gezeigten ?uSü

beispie] in einem Winkel von 45° ™* H_Pn PtWpn AC, AB der von den Biegefedem 20 ZaI 22 TeSe ten Doppel federpaare. Die MtTe der NS i. ^{dabei in} *r die Kardanachsen β und C aSneS den Ebene. Bei Auftreten beliebig gerichteter tSns- »tonscher linearer Kräfte zwischen Rotor 12 und Nabe 16 werden die Federn 20, 22 und 38 nur auf

u a VnrtPil daß sie ver- laufenden Flansch 426 hat. In das untere Ende des

Zug beansprucht. Das hat den VortuK daß s.e ver _{d ischen Kardan}tör_Pers 424 ist die Nabe einer

hälTnismäßig dünn ausge uhrt sein konner,' ""£ ^a™ - ^ _{425 eingeschoben}. Der Flansch 426 und die

auch bei starker Durchb.cgung cmc hohe LlDlps ^ _{haben y}. _{zueinander ausg}enchtete

hb Ibesondere ist ^™^ed-n da£ * dil Shlit die außen oben und

auch bei starker Durchb.cgung c ^ _{haben y zueinander ausg}enchtete dauer haben. Insbesondere ist .^™^ed-n. da£ * _achspara,_lele radiale Schlitze, die außen, oben und Belastung durch Translationskrafte be cb ge R.ch P _{und zur Aufnahme der} Biegefedern U₁₁₁₁, in den Federn 20. 22 und 38 gcrrchKund iur _zvUndrische Kardankörper 424 weist die - verschiedenen Kraft richtungen "'^¹;¹^¹^¹: _{obcrhalb der}-Nabe416 einen aus einem Stuck mit Belaslungsfälle, etwa Knickung und Beulung, au _bestehcndcn Deckelteil auf. der «ne ax.ale Getreten. Es ergibt sich daher cn gunstges Vertwu _{h zur Aufnahrne} einer Stellschraube 436 der Belastbarkeit durch ^ΤΓ3η5ΐ^^οη'^;7'^Ζ^_η β träat, die mit Spielraum in das Innere der rohrformistcifheit in den Richtungen der K"^d~*ⁿ° g,_Q ¹^; _u

und C. Auch ist das Verhältnis ^d«f jhsj.^.t um g ^ ^ .^ _{oinen h 4},_{3 auf} diese Kardanachsen zur Drehsteifheit um dazu ^ ^. ^^ ._{p Durchrnesserri}chtung gegenrechte Achsen sehr günstig. _{Frfinduni! acmä}ß ₁₅ überlicgende Ringscheibensegmente 414 befestigt Die zweite Ausführungsform der Erfindungg as fe ^^ _{sich mh einem erhebhchen} Fig 3 unterscheidet sich von der ersten Ausmn " _{dj Arme418 der} Nabe befinden. Jedes ,uniform dadurch daß auch der Kardan^ orper 324 g^ _{ment 414 tragt eine}n flach auf ihm längs der mittleren Querebene BC geteilt rst una S Abschnitt 419 emer Blattfeder die in seine Hälften elastisch «"""^ durch « ««Ρ»^Γ _2o ^ J _{Uele> leich lange und} gleich bre.te Zungen allcl angeordneten Federn 320 unc ³» ^yerm ^ _{dergn dne} ^^ _{deren anderc au} . sind und sich daher um die .8^e^'^nsa™ ^A^ ¹^ _{warts in} achsparaüeler Lage abgekantet ,st und mit relativ zueinander verdrehen können■ J" *«^e™ ¹J _{ihrem Ende in einem der} radialen Schlitze des Kar kann die untere Hälfte des zyl.nde formige η ^oan _{424 hzw der daran sitzenden} Platte 425 körpers 324 ebenfalls mit einem '^{nncren rI}J|™™_n. _{25 cin[},_efü ^P _{at und} befestigt ist. Um die Federabschn.tte oen Flansch versehen scm der durch d,e J^a*J ^ - f_{d Rineseg}menten 414 zu befestigen, hegen die unteren Federköpfe aufnehmende^ Schhtzl η,cM 4i9 _Fede_rabschnitlen je ein kurzes Ringdurchtrennt ist und daher die durcr ^dl= J₁J-¹³J" _scheibensegment 415 auf, das auf dem darunter beSchlitze gebildeten Aktoren der unteren Halft de se ^g _Ringscheibensegment 414 befest.gl ist und Kardankörpers «»minenh.It und J^ ™£"» ,„ _{30 zwjschen diesem und} sich selbst den Federabschn.lt

SStifJÄ^ - !Γ^ΐΐΓTund S zeigen, bestehen d,e B,.«-

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mitzumachen. Dabei üben sie auf ede Ha e fles _{förmi2en Absch}nitt 437 und sind mit diesem Kardankörpers 324 ^-^jW 35 J °_adiale^ _AbschniUe 438 verbunden. Der Ring-

Bcsctzt und gleich groß sind Aus d,csemoru.^ _hat ^ _{noch ein zwen} p_{aar ein}

cinL- relative Drehung der beiden Hälften des Kar ^nüberlieaender radialer Arme 439, die sich

dankörpers 324 «einander nicht auf _Erfindune rechtwinklig zu den Armen 438 erstrecken und je in

Da die beiden Ausfuhrungsformen der hrnnaug _rings_e2mentförmigen Federabschnitt 440 ausstechend miteinander ^ubere;ⁿ.^s™"_de;^a _z ⁿ _weH_en ?_aufen der seinerseits an den Enden durch zwei ei« Erläuterung der ubngen Heniente feiten Jufe _{und kichbreite gerade} Federzungen Ausführungsform der F g. 3'verzichte ^^ruen" ^ _h f_ortgeset|_{t ist}. Diese Federzungen 422 sind recht-Bezugszahlen dieser Element, ^SSch daß sie winklig abgekantet und zwar die eine aufwärts und von denen der Fig. 1 lediglich aaaurcn, ud h;_p andere abwärts Die Enden der Zungen 422 sind durch die Hunderterstelle ,3. ergänzt sind « *%™^d7^^m^_litzen des Kardankörpers 425,

Die Enden der ^^ⁿ^^mA^ ^*^! _{426 einEefügt} und darin starr befestigt während die

Membranfederstenis sind bei dem zw enen AusTu ^ _zwischen zwei Rmgscheiben-

rungsbcispicl übrigens durch einen ^^{chen d}» ^Zcn eineekiemmt sind, die den Teilen 414. rSrÄÄ"Ä^eÄh™^^ 3o Sch und an den Köpfen der Arme 418 befestigt

einem Gegenstück fehlt „ezeieten Aus- "Vic Fig. 7 erkennen läßt, können sämtliche Bei der dritten, in den F ι g. 4 bis 8 g^eze'P^ten: aus wie'K _{420 422 und 437 bis 440 aus} führungsform der Erfindung bestehen d« Federn Fede^ab chnme 4 ^ _Federmaterial bestesämtlich aus einem einzigen IBJ^^ck »;.™J_{r 55} ^_n, _aus ^g _diesern durch Formälzen, durch Stanzen material. Die Nabe 416 der WeMe 4. υ η gleichwertiges Verfahren ausgeschmt_m Durchmessernchtung ^"^^„Arme in ten sein Zunächst liegen dann die Federzungen 418. Fi g. 6. «»*« ^ⁿ^^Bi^Chund ί auTnen und 422 in derselben Ebene wie die anderen Feder^der Γ Ouereb ne Ä J doch hat die untere abschnitte. Durch Abkanten werden »c dann nnch mcnden Oucrcbene getem . _{d rohr}. _{6o oben und nac}h unten umgebogen. Hälfte der Nabe 416 eine naJtwan. g _{können dje Ringschc}ibensegmente 414 und _f;irmigcn Ansatz auf den ^«^™^^ _{415 zunächs}t aus einem Stück mit den au den verschoben '«· "Λ⁶ ^7«_u ⁴ _fi⁶ _an ^h*"ο Biesefedern 422. breiterten Köpfen der Arme 418 befestigten Rrngradialcn Schlitz zu ™^a"me angedeutete Rotor scheibcnsegmenten bestehen und mit ^? cncn ^Der '\i" t-hr 416 mit "heblichem Abstand. 65 Ring bilden. Dieser Ring und die dann befindliche 412umgibtd,eN_l.be41f,mne^eb,c »laufcdcr werden dann zur Tremie der Rinp-„_:ls obere l,ndc .Jc r W ^⁴¹" ^¹ _Kardankiirpcrs schcibcnsegmcnic 414 und 415 von den köpfen der K Z'TSnt :£n^CtnT^Pdnen ringshen^m- Nahe416 durch vier radiale F.nschnn.e442,,,„„,.

Zwei dieser radialen Schnitte gehen mitten durch die Federabschnitte 440 hindurch und unterteilen daher diesen Abschnitt in zwei Teile: Der eine verbleibt am Rotor zwischen den Ringscheibensegmenten 414 und 415; der andere Teil des Federabschnitts 440 aber verbleibt an 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 91.2 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 Speichersterncs 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 Aufgäbe wie die Arme 38 in Fig. I, während die Federn 920 und 922 hinsichtlich Anordnung, Ausgestaltung und Wirkung den Fedefn 20 und 22 entsprechen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 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 gelenk 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 drehbar und der Rotor relativ zum io in diese zurückzuführen, wenn sie einen Winkel mit-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 abgestimmt 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 Fedcrrückstellmoment 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 dankörper, Rotor und 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 (12; 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 von 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 bei spruchungen Zugbeanspruchungen sind. ihrer relativen Bewegung dienen, fallen reibungs-

2. Federkardangelenk nach Anspruch 1, da- behaftete Führungen, wie beispielsweise Gleitlager, durch gekennzeichnet, daß jeder d^r parallel zur 30 fort. Infolge der Nachgiebigkeit der Federn ist es Wellenaches (A) angeordneten Stäbe (20, 22, 38; wichtig, das Steifheitsverhältnis, d. h. die Steifheit 320, 322, 338; 420, 422, 438; 920, 922, 938) mit gegenüber Drehungen um die Kardanachsen im Verseiner Mitte an einem und mit seinen Enden 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 wichtigen Teile unter allen geforderten welchem die Mitte der Nabe in der die Kardan- Umweltbedingungen und eine hohe Isoelastizität des achsen aufnehmenden Ebene liegt, dadurch ge- 40 Kardangelenks (gleiche Elastizität gegenüber Kräfkennzeichnet, 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.

alle! zu ihr angeordneten Scheiben (324 a, 324 b) Ein solches Federkardangelenk ist durch ein prio-

besteht, die nur durch die zur Wellenachse par- ritätsälteres Patent (deutsche Patentschrift 2 332 556)

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 verbinvorzugsweise vier Speichen, dadurch gekenn- den, radial angeordnet, also quer zu den axialen zeichnet, daß ein einziges Blechstück aus Feder- Komponenten der translatorischen Kräfte, die zwimaterial sowohl die speichenähnlich angeordne- 5° sehen Rotor, Kardankörper und Nabe wirken könten Federn (438, 439) als auch mit abgekanteten nen. 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 Weüe durch Federn derart verbunden ist, daß

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

)ie Erfindung bezieht sich auf ein dynamisch ab- erste Kardanachsc drehbar und der Rotor relativ zum nmbares Federkairdangelenk mit einem Kardan- 60 Kardankörper unter Verformung anderer Federn um per, der mit einem Rotor und einer Nabe einer eine zur Rotorachse und ersten Kardanachse senk-He durch Federn verbunden ist, daß der Kardan- rechte zweite Kardanachse drehbar ist, wobei die per relativ zur Nabe unter Verformung einiger Federn von geraden Stäben gebildet werden, und lern um eine zur Wellenachse senkrechte erste eine gegenseitige translatorische Bewegung von Karrdanachse drehbar und der Rotor relativ zum 65 dankörper, Rotor und Nabe verhindern (deutsche rdanKÖrper unter Verformung anderer Federn um , Patentschrift 1 238 680 und USA.-Patentschrift ; zur Rotorachse senkrechte und vorzugsweise zur 3 301 037). Speichenähnlich angeordnete Federn in ten Kardanachse senkrechte zweite Kardanachse der die Kardanachsen aufnehmende Ebene, wie beim