DE2344326A1

DE2344326A1 - Verfahren zur herstellung einer universellen, auf biegung beanspruchten anordnung

Info

Publication number: DE2344326A1
Application number: DE19732344326
Authority: DE
Inventors: Richard A Kutash
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-09-03
Publication date: 1974-03-21
Also published as: DE2344326C3; GB1427169A; AU6000173A; CA988697A; US3844022A; JPS4964753A; DE2344326B2; FR2198577A5

Description

Dr. hg. '* . K-- -cndent:

Dipl. Ing. H. Η;υΛ - J;- I ~r,v_S. -V. Schmft?

Dipl. Ing. E. Greclü - C-s.-l. hg. vv. Wehnert

8 München 2_t föe&srisiraße 25

Telefon 538Q580

The Bendix Corporation

Bxecutive Offices

Bendix Center 28. August 19 73

Southfield,:-Üch.48075,USA Anwaltsakte M-2 793

Verfahren zur Herstellung einer universellen, auf Biegung beanspruchten Anordnung

In bisher bekannten Konstruktionen, bei denen rotierende Wellen ' Biegebewegungen erteilt wurden und bei denen die rotierenden Wellen auch Winkelablenkungen machen müssen, werden die Probleme normalerweise z.B. mittels üblicher Kardangelenke oder schlanker Wellen gelöst. Der Kardangelenkaufbau mit gewöhnlichen Lagern ist starr gegenüber Drehbewegungen und kann für große Drehmomente ι ausgelegt werden, hat jedoch den wesentlichen Nachteil besonders ! bei Kreiselanwendungen, daß die Lager ein nicht lineares Reib-' moment bezüglich der Biegebewegung um eine Achse in einer zur Drehachse senkrechten Eben eifuhren. Der Anschluß mittels z.B. schlanker Wellen, die durch Abdrehen eines Wellenquerschnitts ; erhalten werden, hat den Nachteil, daß er auch schwach für Drehmomente ist und nicht für eine Übertragung großer Dreh-

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momente ausgelegt xverden kann, falls auch geringere gungen vorgesehen werden müssen.

Ls sind auch verschiedene Arten von Universalgelenken bekannt, . die auf Biegung beanspruchte Zapfen verwenden. Jedoch haben sie viele Nachteile einschließlich der

Erstens müssen die Biegeglieder zum Gewährleisten radialer Stabilität von schwerer Konstruktion sein. Falls die Biegeglieder schmaler wären, müßten die Drehmomentspitzen vermindert werden. Zweitens wird das Drehmoment ent Lang der Längsbiegeachsen der Biegeglieder übertragen. Drittens würden die schwereren Blattfedern zum Obertragen großer Drehmomente nur verhältnismäßig kleine Winkel-(Biege-) Ablenkungen gestatten. Viertens neigen die Biegeglieder, da das Universalgelenk aus einen iaterilstück gemacht ist, zum Ermüden, da die Biegeglieder nicht getrennt bearbeitet werden können, was der Fall wäre, falls getrennte Biegeglieder verwendet werden könnten. Jiesen Arten von Universalgelenken fehlt somit die Steifheit in Quer- unc Drehrichtung.

Zum Beseitigen dieser Kachteile schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer universell auf Bieguni beanspruchten Anordnung vor, das durch folgende Verfalirenssc-iritte gekennzeichnet ist: Gießen eines einstackigen Körper? mit einem mittleren Teil und zwei im wesentlichen axial verlaufenden nabelteilen, wobei der mittlere Teil erste und zweite iiä allgemeinen U-förmige Kammern aufweist, die zueinander senkrec .t und entgegengesetzt angeordnet sind, wobei der mittlere "; -Il auch erste

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und zv/eite, irs allgemeinen zylindrische Anordnungen aufweist, die so zueinander senkrecht angeordnet sind, daß sie sich an ihren entsprechenden "itten schneiden, wobei der mittlere Teil und die Gabelglieder durch eine Vielzahl von Tragarmen zusammengehalten, werden, Vorsehen einer Vielzahl von federnden Kupplungsgliedern in Jen ersten und zweiten zylindrischen Kammern, xfobei die Kupplungsglieder jeder Kammer mit den zueinander senkrecht stehenden Drehachsen zusammenfallen, und Entfernen der Tragarme in der Weise, daß eine universelle Relativbewegung der ersten und zweiten Gabelteile in Abhängigkeit von einer Kraft an einem der Gabelteile auftritt.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. i)arin zeigt:

Fig. 1 eine Scurägansicht von oben der Stellung von drei der vier federnden Kupplungsglieder und auch einerwahlweiser Einrichtung zur Bildung der Kammern für die Bewegungsfreiheit; '

Fig. 2 eine auseinandergezogene Schrägansicht der federn- ; den Kopplungsanordnung; ;

Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines in Fig. 2 gezeigten, zuav'imengebauten Kupplungsglieds;

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Fig. 4 eine Schrägansicht von oben der fertiggestellten universellen Anordnung;

Fig. S eine isometrische Ansicht eines nach dem vorliegen- !

ι . ■ i

! den Verfahren hergestellten Aufbauteils in der Weise j

! gesehen, daß die Glieder aus der in Fig. 4 gezeigten j

' Anordnung entfernt sind. 1

In Fig. 4 ist eine nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte, |

reibungslose, universelle, biegsame Anordnung allgemein mit dera !
·■ Bezugszeichen 10 bezeichnet. Es ist leicht zu sehen, daß die ge-

ι bildete Anordnung drei Hauptteile hat, nämlich zwei Gabelglieder [ 20 und 30 und ein dazwischenliegendes Querglied 40 mit einem ι senkrecht verlaufenden Teil 41 und einem waagrecht verlaufenden _; ! Teil 42, vgl. Fig. 5. Die Gabelglieder 20 und 30 sind mit dem Querglied 40 durch eine Vielzahl von im einzelnen noch zu be-

I schreibenden, federnden Kupplungsglieder 50 verbunden. Die Gabel- ; glieder 20 und 30 haben Kraftangriffsteile 21 und 31,die sich ^!

ί ;

I im wesentlichen axial davon erstrecken. j

I In Fig. 1 ist das Verfahren zur Herstellung der vorliegenden, : ί universell biegsamen Anordnung gezeigt. Jas Gelenk wird Vorzugs- ;

; ■ ί

; weise als ein einstückiger, einheitlicher Körper 15 gegossen, |

in dem erste und zweite Federungskammern 60 und 65 und Bewegungs-I freiheitskammern 70 und 75 vorgesehen sind. Ebenfalls durch die-J sen wird eine Vielzahl von Verbindungsarmen 80 gebildet, die¹ I den einstückigen Körper 15 als einen einheitlichen Aufbau

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erhalten bis der einzig erforderliche Bearbeitungsvorgang aus- j geführt ist. Die Federungsöffnungen sind rechtwinklig und mit j den zueinander senkrecht stehenden Achsen zusammenfallend ange- ·

i ordnet, um die die universelle Bewegung verfügbar ist. Die Bewe- j

gungsfreiheitskammern 70 und 75 sind im allgemeinen U-förmig mit | j axial verlaufenden Teilen 71 und 76, die senkrecht von den ab- j

! ■ i

schließenden Enden des U vorstehen. Die Bewegungsfreiheitskammern|

70 und 75 sind rechtwinkelig und entgegengesetzt angeordnet, d.h.I die symmetrischen Kammern sind entgegengesetzt zueinander ange- j

: ordnet, wobei die Achse einer Kammer die Achse der anderen Kam- _; ' mer unter einem Winkel von 90° schneidet. Die Kammern 70 und 75, ;

die die Bewegungsfreiheitszwischenräume oder Bewegungsspalte bilden, sind um die Federungsöffnungen 60 bzw. 65 und hierzu kon- j zentrisch in der Weise angeordnet, daß jede Kammer die hierzu
senkrecht angeordnete Federungsöffnung schneidet. Das heißt
die Bewegungsfreiheitskammer 70 bildet einen Bewegungsspalt 70'
mit der Federungsöffnung 65 und die Bewegungsfreiheitskammer 75

j bildet einen Bewegungsspalt 75^f mit der Federungskammer 60. An

dieser Stelle ist zu beachten, daß die Gabelglieder 20 und 30

; durch Verbindungs- oder Tragarme 80 zusammengehalten werden und
: daß die die Federungsöffnungen 60 und 65 enthaltenden Gebilde
ι 41 bzw. 42 an vier Punkten 90 verbunden sind, vgl. Fig. 5.

; Wenn es auch wirtschaftlicher ist, das Gehäuse 15 mit den autoj

j matisch hierin eingeschlossenen Federungsöffnungen.und den Bewegungsfreiheitskammern zu gießen, kann auch eine andere Einrich-

j tung zum Vorsehen dieser öffnungen und Kammern verwendet werden.

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Zum Beispiel können nach der Herstellung des festen Gusses die Federungsöffnungen 60 und 65 gebohrt, ausgedreht oder geräumt werden. Die Bewegungsfreiheitskammern 70 und 75 könnten auch durch elektrisches Ätzen mittels einer in Fig. 1 gesigten Elektrode 95 gebildet werden.

\ In Fig. 2 ist das Verfahren zur Herstellung von federnden Kupplungsgliedern 50 gezeigt. Federnde Glieder 51 und 52 werden aus federndem Material gestanzt oder chemisch gefräst, wobei die Art des verwendeten Ketalls von den Konstruktionserfordernissen

für irgendeine besondere Anwendung abhängt. Das I-förmige Biegej glied 52 wird durch einen Schlitz 56 des H-förmigen Biegeglieds ι 51 gesteckt, wobei die Ebenen jedes Biegeglieds zueinander senk-

j recht stehen. Vier Viertelkreisglieder aus zwei identischen Paaj ren 53 und 54 sind in Umfangsrichtung um die gekreuzten Biege-I glieder 51 und 52 angeordnet. Die Viertelkreis^lieder 54 haben axial verlaufende Schlitze 55 die radial zentriert und so dimen-

I sioniert sind, daß sie auf die Bewegungsfreiheitszwischenräume

j oder Bewegungsspalte 70' und 75^f passen. Die Biegeglieder und

! Viertelkreisglieder werden dann in einem Chargenvorgang gelötet

I zur Bildung der in Fig. 3 gezeigten, als eine Einheit gebildeten,

I ■ -

j federnden Kupplungsglieder 57. Nach dem Löten wird das Kupplungs-I glied 57 entlang der Linie 10 durchgeschnitten oder geteilt zur I Bildung zweier in Fig. 1 gezeigter, identischer Kupplungsglieder 50. Die Enden 58 der federnden Glieder 50 bilden Haltekappen,¹ j die die Glieder 50 bis zum abschließenden Schleifvorgang als ' ! starre Anordnungen halten.

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ί ORiGiNAL INSPECTED

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Die Kupplungsglieder 50 werden dann in die Federungsöffnungen 60 j und 65 eingesetzt oder eingelagert, wobei wie oben erwähnt die ι axial verlaufenden Schlitze 55 mit den Bewegungsspalten 70¹ und 75' fluchten. Der Einbau der Kupplungsglieder 50 in den einstückigen Körper 50 kann leicht mit einer automatisierten Anlage erreicht werden. Die Kupplungsglieder 50 werden dann in den Federungsöffnungen 60 und 65 in einem Chargenlötvorgang zu einer Einheit gebildet und der Körper 15 kann im Bedarfsfall getempert ί werden. Die gesamte Biegeanordnung wird dann entlang ihrem Außenumfang geschliffen, wodurch die Kappenglieder 58 der federnden Kupplungsglieder 50 und die Verbindungs- oder Tragarme ^: 80 des Gehäuses 15 entfernt werden, um eine Biegefreiheit zum Biegen in zwei zueinander senkrechten Ebenen zu gestatten. Das heißt, die Gabel 20 kann sich frei in der Ebene C-O und die Gabel '' 30 frei in der Ebene E-F bewegen. Das Konzept des Gießens des einstückigen Gehäuses beseitigt die Notx^endigkeit für Ilaltebefestigungen, da die universelle Anordnung ihre Steifheit durch die Verbindunjsarme 80 und die mit Kappen versehenen Enden 58 der federnden Kupplungsglieder 50 erhält. Es ist darauf hinzu- j weisen, daß die 3ewegungsfreilieitskammern 70 und 75 und die entsprechenden Bewegungsspalte 70* und 75' in Bewegungsfreiiieits Zwischenräume umgeformt werden, wenn die Verbindungs arme 80 entfernt werden. Das durch das vorliegende Verfahren gebildete, universelle, auf Biegung beanspruchte Gelenk 10 kann ein Drehmoment in der Dichtung A und/oder B drehend übertragen, wobei sich die Kraftangriffsteile 21 und 31 in irgendeiner Stellung in den Ebenen vJ-jJ und/oder E-F befinden können, ohne in

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irgendeiner Weise durch den dazwischenliegenden Aufbau behindert zu werden.

Dieses neuartige Verfahren zur Herstellung'eines reibungslosen, universellen Zapfens kann für einen unbegrenzten Größenbereich verwendet werden. Als Anwendungen kommen Iliniaturkreisel oder große, hochbelastete Bauträger in Betracht. Der Fachmann erkennt natürlich ohne weiteres, daß das universelle, reibungs- j lose Gelenk nach der vorliegenden Erfindung in verschiedener Hinsicht innerhalb des Bereichs der Erfindung abgeändert werden kann. Zum Beispiel können die Kraftangriffsteile 21 und 31 der Gabelglieder 20 und 30 so geändert werden, daß sie eingeschraubte Stangen, mit Schrauben, Stehbolzen und mit Muttern versehenen Schrauben gehaltene Flansche usw. enthalten ohne eine größere Überarbeitung des offenbarten Konzepts. Jie Biegeglieder können auch unmittelbar in den Federungsöffnungen angeordnet und an Ort und Stelle geschweißt werden ohne größere Überarbeitung ; des offenbarten Verfahrens und Aufbaus.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer universell auf Biegung beanspruchten Anordnung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Formen eines einstückigen Körpers (15) mit einem mittleren Teil (40) und zwei im wesentlichen axial verlaufenden Gabelteilen (20, 30), wobei der mittlere Teil (40) erste und zweite im allgemeinen U-förmige Kammern (70,75) aufweist, die zueinander senkrecht und entgegengesetzt angeordnet sind, wobei der mittlere Abschnitt (40) erste und zweite, im allgemeinen zylindrische Bohrungen (60,65) aufweist, die so zueinander senkrecht angeordnet sind, daß sie sich an ihren entsprechenden Mitten schneiden, wobei der mittlere Teil (40) J

und die Gabelglieder (20,30) durch eine Vielzahl von Trag-

armen (80) zusammengehalten werden, Vorsehen einer Vielzahl j von federnden Kupplungsgliedern (50) in den ersten und zi\^feiteni zylindrischen Bohrungen (60, 65) und Entfernen der Tragarme j

(8.1) in der Weise, daß eine universelle Relativbewegung ■

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der ersten und zweiten Gabelteile (20,30) in Abhängigkeit von einer Kraft an einem der Gabelteile auftritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Kupplungsglieder (SO) durch Stanzen einer Vielzahl von Biegegliedern (51,52) aus einem federnden Material hergestellt werden, daß die Biegeglieder (51,52) längs im wesentlichen zueinander senkrechten Ebenen zusammengebaut werden, daß eine Vielzahl von Viertelkreisgliedern (53, 54) in IM-fangsrichtung um die Biegeglieder (51,52) herum angeordnet wird, und daß die Viertelkreisglieder (53,54) an die Biegeglieder (51,52) gelötet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einstückige Körper (15) durch Gießen hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die U-förmigen Kammern (70-75) durch elektrisches Ätzen gebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,daß die zylindrischen Bohrungen (60,65) durch Bohren gebildet iverden.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das überschüssige Material durch Sei leiten entfernt wird.

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