DE2150604B2 - Dynamisch abstimmbares umlaufendes Federkardangelenk - Google Patents

Description

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Körper die Gestalt von zwei gleich-

Die Erfindung betrifft ein dynamisch abstimmbares achsigen runden Scheiben, die durch eine dazwischenllaufendes Federkardangelenk mit einem Kardan- 65 liegende quadratische Scheibe verbunden sind, deren rper, der mit einem Antriebsring und einem Ab- Seitenlänge etwa dem Radius der runden Scheiben ;bsring durch Federn derart verbunden ist, daß der entspricht, wobei die den Körper unterteilenden irdankörper relativ zum Antriebsring unter Durch- Schlitze teils bogenförmige Schlitze, die nur durcli

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die runden Scheiben hindurchgehen, teils gerade setzt sind, rechtwinklig zueinander verlaufen und sich

Schlitze sind, die durch den ganzen Körper ein- in einem gewissen Abstand von den parallel zu ihnen

schließlich der quadratischen Scheibe in achsparalleler verlaufenden Kardanachsen 40 und 42 befinden, die

Richtung hindurchgehen, zur Achse sternsymmetrisch in einem Punkt die Achse !6 schneiden und sich

verlaufen und von den Bohrungen durchsetzt sind. 5 rechtwinklig zu dieser erstrecken. Jeder dieser geraden

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders ein- Schlitze mündet außen it eine achsparallele Bohrung

fache Herstellung. ₁₃₂₎ 134, 1^ und 138. Diese Bohrungen sind daher

In den Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Aus- ebenfalls um 90° zueinander versetzt. Sie gehen von

führungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, zeigt der oberen Fläche des Abtriebsringes 20 bis zur

Fig. 1 das dynamisch abstimmbare umlaufende 10 unteren Fläche des Antriebsringes 18 hindurch.

Federkardangelenk nach der Erfindung im Aufriß in Ferner gehen durch den Körper von oben nach

Richtung des Pfeiles I der F i g. 2 betrachtet, wobei unten radiale Schlitze 44, 46, 48 und 50 hindurch,

an dem Antriebsring eine Welle und an dem Ab- deren Längsmittelebenen mit den Kaidanachsen 40

triebsring ein im Schnitt gezeigter Kreiselläufer be- und 42 zusammenfallen und die mit ihren äußeren

festigt ist, i₅ Enden die Quadratseiten 30 durchdringen, mit ihren

Fig. 2 den zur Fig. 1 gehörigen Grundriß, inneren Enden aber dicht an die Schlitze 32 bis 38

F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende Aufriß-Dar- heranreichen und dort nur dünne Stege 52 stehen-

stellung des Kardangelenkes unter Fortlassen der lassen. Das äußere Ende eines jeden der Schlitze 44

Federn, der Welle und des Kreiselläufers, bis 50 ist mit dem benachbarten, parallel zu ihm ver-

F i g. 4 den zur F i g. 3 gehörigen Grundriß, 20 laufenden Schlitz 32, 34, 36 bzw. 38 durch einen

Fi g. 5 den Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3, Schlitz 54, 56, 58 bzw. 60 verbunden, der parallel

F i g. 6 den in Achsenrichtung verlaufenden Schnitt zur Achse 16 verlaufend mit dem Schlitz 28 korn-

nach der Linie VI-VI der F i g. 7, muniziert. Dabei befinden sich nur die Schlitze 54

Fig. 7 den quer zur Achse verlaufenden Schnitt und 58 im Abtriebsring 20 (vgl. Fig. 4), aber die

nach der Linie VII-VII der F i g. 6 und 25 Schlitze 56 und 60 im Antriebsring 18 (vgl. F i g. 5).

F i g. 8 schaubildlich eine der Blattfedern. Von dem äußeren Ende eines jeden Schlitzes 44 bis 50

Das in den Zeichnungen dargestellte dynamisch geht aber noch ein weiterer Schlitz aus, der haken-

abstimmbare umlaufende Federkardangelenk dient förmig zunächs* etwa parallel zur äußeren Stirnfläche

bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel dem des Schlitzes 44, 46, 48 bzw. 50 verläuft und dann

Zweck, den oberen Flansch 10 einer Welle 12 kar- 30 nach außen umbiegt. Dabei erstrecken sich die beiden

danisch mit einem ringförmigen Kreiselläufer 14 zu hakenförmigen Schlitze 62 und 66 (F i g. 5) nur im

verbinden, durch dessen Mittelpunkt die Achse 16 Antriebsring 18 und kommunizieren mit dem Schlitz

der Welle hindurchgeht. Zu diesem Zweck besteht 28, während die beiden hakenförmigen Schlitze 64

das Kardangelenk aus einem Antriebsring 18, einem und 68 im Abtriebsring 20 angebracht sind und eben-

Abtriebsring 20 und einem im Inneren dieser Ringe 35 falls mit dem Schlitz 28 kommunizieren,

gelegenen Kardankörper 22. Der Antriebsring 18 hat Der Antriebsring 18 enthält ferner zwei zur Achse

auf seiner Unterseite eine gleichachsige zylindrische 16 konzentrisch verlaufende bogenförmige Schlitze 70

Aussparung 24, in die der Flansch 10 eingepaßt und und 72 (F i g. 5), die mit dem Schlitz 28 kommuni-

mit ihm durch Kleben, Schrumpfen oder einem gleich- zieren und bis zur Unterseite des Antriebsringes 18

wertigen Verfahren verbunden ist. Die zylindrische 40 reichen. Dabei verbindet der Schlitz 70 die beiden

Aussparung 24 dient auch dem Zweck, bei der Fertig- Bohrungen 132 und 138, und der Schlitz 72 verbindet

bearbeitung des Gelenks zur zentrischen Aufspannung die Bohrungen 134 und 136 miteinander,

auf der Werkzeugmaschine zu dienen. Entsprechende bogenförmige Schlitze 74 und 76

Der Abtriebsring 20 hat einen zylindrischen An- (Fig. 4) sind konzentrisch zur'Achse 16 im Abtriebssatz 26, auf dem sich im Bedarfsfall der Kreiselläufer 45 ring 20 vorgesehen und reichen von dessen Oberseite befestigen läßt. Im vorliegenden Fall indessen ist bis zum Schlitz 28 hindurch. Dabei verbindet der dieser Kreiselläufer 14 auf den Abtriebsring 20 selbst Schlitz 70 die beiden Bohrungen 132 und 134, wähaufgesetzt und mit ihm durch Kleben, Schrumpfen rend der Schlitz 76 die Bohrungen 136 und 138 ver- oder einem gleichwertigen Verfahren verbunden. bindet.

Das ganze Federkardangelenk, also der Antriebs- 50 Alle diese Schlitze unterteilen den starren Körper ringl8, der Abtriebsring 20 und der Kardankörper in drei Teile, nämlich in den Antriebsring 20 (Fig. 4), 22 bilden Teile eines einzigen Körpers, der durch rien Abtriebsring 18 (F i g. 5) und den von diesen Schlitze unterteilt und mit Bohrungen zur Aufnahme umgebenen Kardankörper, der im Inneren dieser der Blattfedern versehen ist. In den Umfang dieses Ringe liegt und von der oberen Fläche des Abtriebs-Körpers ist ein sich nach innen verengender Schlitz 55 ringes 20 zur unteren Fläche des Antriebsringes 18 28 eingedreht, und dieser Schlitz ist durch Fräsen reicht. Im Antriebsring 18 ist dieser Kardankörper oder Hobeln in Richtung von vier um 90° zueinander von den folgenden Schlitzen umgeben: 32, 46, 56, versetzten Radien so weit vertieft, daß sein Boden 34. 48, 66, 72, 36, 50, 60, 38, 44, 62, 70. Im Abmit dem in F i g. 2 gestrichelt gezeigten Quadrat 30 triebsring 20 ist der Kardankörper von den folgenden zusammenfällt. Der Körper erhält dadurch die Ge- 60 Schlitzen umgeben: 34. 48, 58, 36, 50, 68, 76, 38, 44, stalt von zwei gleichachsigen runden Scheiben, die 54, 32, 46, 64, 74.

durch eine dazwischenliegende quadratische Scheibe Der Abtriebsring 20 hat zwei Ansätze, die abwärts verbunden sind. Die Seitenlänge dieser quadratischen in den Antriebsring hineinragen. Der eine dieser AnScheibe entspricht bei dem veranschaulichten Aus- sätze ist von den Schlitzen 34, 72, 66 und 48 umführungsbeispiel ungefähr dem Radius der runden 65 geben, der andere aber von den Schlitzen 38, 70, 62 Scheiben. Weiter ist der Körper mit achsparallelen und 44. In entsprechender Weise hat auch der Andurch ihn hindurchgehenden geraden Schlitzen 32, triebsring 18 zwei Ansätze, die aufwärts in den Ab- 34, 36 und 38 versehen, die um 90° zueinander ver- triebsring 20 hineinragen. Der eine dieser beiden

Ansätze ist von den Schlitzen 36, 76, 68 und SO und der andere von den Schlitzen 52, 74, 64 und 46 umgeben.

Ist der Körper durch die beschriebenen Schlitze unterteilt, wobei seine drei Teile zunächst doch durch die Stege 52 zu einem starren Ganzen vereinig!: werden, dann werden die diese drei Teile verbindenden Blattfedern eingesetzt. Zu diesem Zweck sind die beiden Enden einer jeden Blattfeder zylindrisch gestaltet, und die drei Körper sind durch Bohrungen verbunden, die zur Aufnahme dieser zylindrischen Enden dienen.

Jede Blattfeder besteht aus einem zylindrischen Stift mit einander gegenüberliegenden kreisbogenförmig profilierten Einkerbungen 78 und 80. Die Bodenflächen dieser beiden Einkerbungen fallen also mit Zylinderflächen zusammen, deren Achsen beiderseits der Achse 82 des zylindrischen Stiftes rechtwinklig zu dieser und parallel zueinander verlaufen. Das durch diese Einkerbungen gebildete Fcderblatt hat die geringste Stärke in derjenigen Querebene des Stiftes, in der diese Zylinderachsen liegen. Vorzugsweise ist die Stirnseite mindestens eines der beiden zylindrischen Enden der Blattfeder mit einer Kerbe 84 versehen, die sich in definierter Richtung zur Federebene erstreckt und dem Zweck dient, die Justierung der Federebene im Federkardangelenk zu erleichtern.

Der durch die Schlitze unterteilte Körper ist mit vier um 90^c zueinander versetzten, parallel zur Achse 16 verlaufenden Bohrungen 90, 92, 94 und 96 versehen (F i g. 2), die außerhalb des Quadrates 30 symmetrisch zu diesem verlaufen. Jede dieser Bohrungen befindet sich in der Nähe des äußeren Endes einer der Schlitze 44 bis 50 (vgl. Fig. 5). Jede dieser vier Bohrungen nimmt einen Federstift auf (vgl. F i g. 7). Dabei verbinden die in die Bohrungen 90 und 94 eingesetzten Federstifte den Abtriebsring 20 mit dem Kardankörper, und rwar mit dem von den Schlitzen 44, 62, 70 und 32 begrenzten Arm und mit dem von den Schlitzen 48, 66, 72 und 36 begrenzten Arm. Die Ebenen der Blattfedern verlaufen dabei parallel zur Kardanachse 40. Die in die Bohrungen 92 und 96 eingesetzten Stifte verbinden den Kardankörper, nämlich dessen von den Schlitzen 46. 64, 74 und 34 begrenzten Arm und dessen von den Schlitzen 38. 76. 68 und 50 begrenzten Arm (Fig. 4) mit dem darunter befindlichen Antriebsring 18. Die Ebenen dieser Blattfedern verlaufen parallel zur Kardanachse 42.

Vier weitere Federstifte sind in Bohrungen 102 bis

108 eingesetzt (Fig. 7), deren Achsen parallel zu den Seiten 30 des Quadrates innerhalb der quadratischen Scheibe verlaufen und die Schlitze 44, 46, 48 und 50 durchdringen. In diesen Bohrungen werden die Stifte so eingestellt, daß ihre Quermittelebenen mit den Kardanachsen 40 bzw. 42 zusammenfallen.

Die in den Bohrungen 102 und 106 befindlichen Federstifte verbinden den Abtriebsring 20 mit dem Kardankörper 22. während die in den Bohrungen 104 und 108 befindlichen Federstifte diesen Kardankörper 22 mit dem Antriebsring 18 verbinden.

Nach Einsetzen und nach genauem Einstellen der Federstifte werden die Stege 52 (Fig. 4) durchtrennt.

Bei dem veranschaulichten Kreiselgerät wird die

Neigung der Welle 12 zur Achse des Kreiselläufers 14 abgefühlt und durch selbsttätige Nachführung der Lager der Welle 12 jeweils auf ein Mindestmaß verringert. Aus diesem Grunde kann die Neigung der Welle 12 zur Achse des Kreiselläufers 14 auf einen sehr geringen Wert beschränkt sein. Dieser Winkelwert wird vorzugsweise dadurch begrenzt, daß der Antriebsring 18 einen als Anschlag dienenden ringförmigen Ansatz 100 hat (Fig. 1). der bei Überschreiten des Kippbereiches des Abtriebsringes 20 an den Kreisclläufer 14 anstößt.

Die zylindrische Aussparung 24 und der zylin-

drische Umfang des Abtriebsringes 20 werden beim Abdrehen des durch die Schlitze unterteilten massiven Teils genau gleichachsig hergestellt. Ebenso werden die Bohrungen 90 bis 96 und 102 bis 108 zur Aufnahme der Federstifte in den Körper gebohrt, solange dieser noch ein starres Ganzes darstellt. Daher hängt die Lage dieser Bohrungen lediglich von derGenoukkeit der verwendeten Werkzeugmaschine ab. Die Federstifie müssen nur noch innerhalb der Bohrungen in die richtige Lage gebracht werden, was durch geeignete Montagevorrichtungen erreicht wird. Auch lassen sich die Federstifte auf einfache Weise in großen Stückzahlen herstellen, nachprüfen und je nach Federsteife sortieren.

Es lassen sich dadurch bei kleinen Ausschußraten sehr gleichmäßige Federpaarungen erreichen, die jedoch von Gelenk zu Gelenk je nach Anwendung!all verschieden sein können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

biegung von Blattfedern um eine zur Umlaufachse Patentansprüche: senkrechte erste Kardanachse kippbar und der Ab triebsring relativ zum Kardankörper unter Durch-

1. Dynamisch abstimmbares umlaufendes biegung anderer Blattfedern um eine zur Umlaufachse Federkardangelenk mit einem Kardankörper, der 5 und zur ersten Kardanachse senkrechte zweite Karmit einem Antriebsring und einem Abtriebsring danachse kippbar ist, wobei der Antriebsring, der durch Federn derart verbunden ist, daß der Kar- Kardankörper und der Abtriebsring durch Schlitzen dankörper relativ zum Antriebsring unter Durch- eines einzigen Körpers entstanden sind,
biegung von Blattfedern um eine zur Umlauf- Bei einem bekannten Federkardangelenk dieser Art

achse senkrechte erste Kardanachse kippbar und io (deutsche Patentschrift 1 281 216) sind der Antriebsder Abtriebsring relativ zum Kardankörper unter ring, der Kardankörper und der Abtriebsring durch Durchbiegung anderer Blattfedern um eine zur Stege zu einem einzigen Stück verbunden. Diese Stege Umlaufachse und zur ersten Kardanachse senk- bilden die Blattfedern. Das hat aber den Nachteil, rechte zweite Kardanachse kippbar ist, wobei der daß das sehr komplizierte Bauteil Ausschuß wird Antriebsring, der Kardankörper und der Abtriebs- 15 und vollständig ersetzt werden muß, wenn auch nur ring durch Schlitzen eines einzigen Körpers ent- an einer der Federn die Fertigungstoleranz überstanden sind, dadurch gekennzeichnet, schritten wird. Diese Gefahr ist deshalb sehr groß, daß die durch das Schlitzen entstandenen Teile weil diese Federn von den beim Herausfräsen der (18, 22, 20) des Körpers durch ein Verlängern Schlitze stehenbleibenden Stegen gebildet werden und der Schlitze (28, 32 bis 38, 44 bis 50, 62 bis 68, 54 20 daher nicht herausgenommen und für sich allein bis 60) vollständig voneinander getrennt und mit fertiggestellt werden können.

Bohrungen (90 bis 96,102 bis 108) zur Aufnahme Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen

zylindrischer Enden der Blattfedern (82) versehen Nachteil zu vermeiden, also ein dynamisch abstimmsind, wobei diese Bohrungen die Schlitze durch- bares umlaufendes Federkardangelenk zu schaffen, dringen. 25 das nicht zu Ausschuß eines komplizierten Bauteiles

2. Federkardangelenk nach Anspruch 1, da- führt, wenn auch nur an einer der Federn die Fertidurcn gekennzeichnet, daß sich vier Bohrungen gungstoleianz überschritten wird.

(90 bis 96) parallel zur Umlaufachse im gleichen Erfindungsgemäß ist diese Ausgabe dadurch gelöst,

Abstand zu dieser erstrecken und um 90° zuein- daß die durch das Schlitzen entstandenen Teile des ander versetzt sind und daß vier weitere Bohrun- 30 Körpers durch ein Verlängern der Schlitze vollständig gen (102 bis 108) in der die Kardanachsen auf- voneinander getrennt und mit Bohrungen zur Aufnehmenden Ebene in gleichen Abständen von der nähme zylindrischer Enden der Blattfedern versehen Umlaufachse liegen und mit den Seiten eines sind, wobei diese Bohrungen die Schlitze durchQuadrates zusammenfallen. dringen.

3. Federkardangelenk nach Anspruch 1, da- 35 Es ist bereits ein Federkardangelenk bekannt durch gekennzeichnet, daß jede Blattfeder aus (USA.-Patentschrift 3 394 970), das zwar nicht dynaeinem zylindrischen Stift (82) mit einander gegen- misch abstimmbar ist, im übrigen aber dem eingangs überliegenden Einkerbungen (78, 80) besteht, die erläuterten Stand der Technik entspricht. Dort sind kreisbogenförmig profiliert sind. die durch das Schlitzen entstandenen Teile des Kör-

4. Federkardangelenk nach Anspruch 3, da- 40 pers mit Bohrungen zur Aufnahme zylindrischer durch gekennzeichnet, daß die Stirnseite minde- Bolzen verbunden. Diese Bolzen bilden aber nicht die stens eines der beiden zylindrischen Enden der Federn — diese werden von den Stegen gebildet —, Blattfeder (84) aufweist, die sich in definierter sondern dienen dem Zweck, die relative Winkelbewe-Richtung zur Federebene erstreckt. gung der drei Teile des einstückigen Körpers gegen-

5. Federkardangelenk nach Anspruch 1, da- 45 einander zu begrenzen. Zu diesem Zweck sitzen die durch gekennzeichnet, daß der Körper die Gestalt zylindrischen Bolzen mit Spielraum in den Bohrungen, von zwei gleichachsigen runden Scheiben hat, Vorzugsweise erstrecken sich vier Bohrungen pardie durch eine dazwischenliegende quadratische allel zur Umlaufachse im gleichen Abstand zu dieser Scheibe verbunden sind, deren Seitenlänge (30) und sind am 90° zueinander versetzt, und vier weitere etwa dem Radius der runden Scheiben entspricht, 50 Bohrungen liegen in der die Kardanachsen auf- und daß die den Körper unterteilenden Schlitze nehmenden Ebene in gleichen Abständen von der teils bogenförmige Schlitze (70 bis 76), die nur Umlaufachse und fallen mit den Seiten eines Quadurch die runden Scheiben hindurchgehen, teils drates zusammen.

gerade Schlitze sind, die durch den ganzen Körper Jede Blattfeder kann aus einem zylindrischen Stift

einschließlich der quadratischen Scheibe in achs- 55 mit einander gegenüberliegenden Einkerbungen beparalleler Richtung hindurchgehen, zur Achse (16) stehen, die kreisförmig profiliert sind,
sternsymmetrisch verlaufen und von den Bohrun- Auch kann die Stirnseite mindestens eines der

gen (102 bis 108) durchsetzt sind. beiden zylindrischen Enden der Blattfeder eine Kerbe

aufweisen, die sich in definierter Richtung zur Feder-60 ebene erstreckt und die Justierung der Federebene

erleichtert.