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Gelenkkupplung Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung zum Kuppeln
zweier Wellen in einer eine Neigung der Wellenachsen gegeneinander zulassenden Weise,
bei der ein antriebsseitiges Kupplungsglied über in peripherer Richtung kraftübertragende
Lenkeranordnungen mit einem abtriebsseitigen Kupplungsglied verbunden ist.
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Bei einer bekannten Gelenkkupplung dieser Art (OE-PS 260 626) ist
ein topfförmiges Kupplungsglied vorgesehen, welches mit einer einer Welle verbunden
ist und an dessen Umfang, 120° gegeneinander versetzt, drei Lenker in Gummigelenken
allseitig beweglich angelenkt sind. Die drei Lenker sind mit ihren anderen Enden
an einem ringförmigen Zwischenglied in entsprechender Weise angelenkt. An dem ringförmigen
Zwischenglied sind drei weitere, ebenfalls um jeweils 120° gegeneinander versetzte
Lenker allseitig beweglich angelenkt, deren andere Enden in ebensolcher Weise an
einem scheibenförmigen, mit einer zweiten Welle verbundenen zweiten Kupplungsglied
angelenkt sind. Bei dieser bekannten Anordnung wird somit die Neigung der Wellen
zueinander durch ein Zwischenglied ermöglicht, das sowohl mit
dem
ersten Kupplungsglied als auch mit dem zweiten Kupplungsglied über je drei Lenker
gleichzeitig in einer einer Neigung zulassenden Weise verbunden ist, wobei gleichzeitig
eine Axialbewegung ermöglicht werden soll. Bei dieser bekannten Anordnung sind alle
Lenker über die Zwischenscheibe miteinander gekuppelt, und die Neigung der Wellen
gegeneinander wird durch Ausgleichsbewegungen der Zwischenscheibe ermöglicht. Es
treten dabei unerwünschte Schwingungen der Zwischenscheibe auf. Auch ist ein genauer
Gleichlauf der Wellen nicht gewährleistet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkkupplung der
eingangs definierten Art so auszubilden, daß eine winkeltreue Antriebsverbindung
der Wellen miteinander unter Vermeidung unerwünschter Schwingungen hergestellt ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede der Lenkeranordnungen
in einer unabhängig von der anderen eine Abstandsänderung zwischen den Anlenkpunkten
an antriebs- und abtriebsseitigem Kupplungsglied zulassenden Weise ausgebildet ist.
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Es ist somit im Gegensatz zu der bekannten Anordnung kein gemeinsames
Zwischenglied vorgesehen, welches sich so bewegen muß, daß es die durch die Neigung
der Wellen bedingten Bewegungen aller Lenker gleichzeitig auszugleichen vermag.
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Vielmehr sind Lenkeranordnungen vorgesehen, die zwar in peripherer
Richtung Kraft übertragen, jedoch bei dem Umlauf die durch die Neigung der Wellen
zueinander bedingten Abstandsänderungen zwischen den Anlenkpunkten unabhängig voneinander
auszugleichen vermögen.
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Es kann dabei zweckmäßig oder erforderlich sein, daß das antriebs-
und abtriebsseitige Kupplungsglied zu einem gemeinsamen Knickpunkt zentriert gehalten
sind.
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Die Erfindung kann auf verschiedene Weise realisiert werden: Eine
Möglichkeit besteht darin, daß jede der Lenkeranordnungen aus Federstahldrähten
aufgebaut ist, die sich im wesentlichen in peripherer Richtung erstrecken und zwei
u-förmige Strukturen bilden, welche mit ihren freien Schenkeln paarweise einander
zugekehrt angeordnet und in radial zueinander liegenden Anlenkpunkten an dem antriebs-
bzw. abtriebsseitigen Kupplungsglied angelenkt sind.
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Solche u-förmigen Strukturen aus Federstahl sind in peripherer Richtung
im wesentlichen steif, so daß eine winkeltreue Mitnahme des abtriebsseitigen Kupplungsgliedes
in Umfangsrichtung erfolgt. Die durch die Neigung zwischen antriebs- und abtriebsseitigem
Kupplungsglied bei jedem Umlauf auftretenden periodischen Abstandsänderungen zwischen
den Anlenkpunkten an den beiden Kupplungsgliedern werden durch die federnde Durchbiegung
der Schenkel der u-förmigen Strukturen aufgenommen.
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Eine andere Lösung besteht darin, daß jede der Lenkeranordnungen wenigstens
ein Paar von Lenkern aufweist, die einerseits an je einem der Kupplungsglieder und
andererseits axial gegeneinander versetzt an einem schwimmenden Zwischenbolzen angelenkt
sind.
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Bei einer solchen Anordnung erfolgt ein Längenausgleich durch eine
Neigung des Zwischenbolzens relativ zu den Lenkern.
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Bei einer ähnlichen Kanstruktion ist an dem ersten Kupplungsglied
wenigstens ein Zwischenglied um eine radiale Achse schwenkbar gelagert, und es ist
an zwei diametral zu dieser Schwenkachse und dem Abstand voneinander angeordneten
Punkten je ein mit dem zweiten Kupplungsglied verbundener Lenker angelenkt.
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Auch hier enthält jede der aus zwei Lenkern bestehenden Lenkeranordnungen
ein schwenkbares Zwischenglied, welches Abstandsänderungen zwischen den Anlenkpunkten
an den beiden Kupplungsgliedern auszugleichen vermag.
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Die Erfindung ist nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt eine erste
Ausführungsform der Erfindung in einem Schnitt längs der Linie I-I von Fig. 2.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform ähnlich Fig. 1 in
einem Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 4.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform in einem Schnitt längs
der Linie V-V von Fig. 6.
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Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie VI-VI von Fig. 5.
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Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung.
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Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Kupplung, die im Prinzip ähnlich wie
die Kupplung von Fig. 1 wirkt.
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Fig. 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie XXV-XXV von Fig. 23.
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Fig.10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Kupplung.
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Fig.11 zeigt einen Schnitt längs der Linie XI-XI von Fig. 10.
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Fig.12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einem Schnitt
längs der Linie XII-XII von Fig. 11.
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Fig.13 zeigt einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII von Fig. 12.
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Fig.14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
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Fig.15 zeigt einen Schnitt längs der Linie XV-XV von Fig. 14.
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Fig.16 zeigt einen Schnitt längs der Linie XVI-XVI von Fig. 14.
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Fig.17 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform ähnlich Fig. 14.
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Fig.18 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung.
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Fig.19 zeigt einen Schnitt längs der Linie XIX-XIX Fig.20 zeigt eine
weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung ähnlich Fig. 17.
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Fig. 21 zeigt einen Schnitt längs der Linie XXI-XXI von Fig. 18.
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Fig. 22 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
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Fig.23 zeigt einen Schnitt längs der Linie XXIII-XXIII von Fig. 22.
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Fig.24 zeigt eine Abwandlung der Kupplung von Fig. 22.
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Bei der Kupplung von Fig. 1 und 2 ist an einer ersten Welle 10 ein
erstes Kupplungsglied in Form einer Scheibe 12 vorgesehen.
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Das erste Kupplungsglied 12 weist längs seines Umfanges vier um 9o°
gegeneinander winkelversetzte in axialer Richtung vorspringende Ansätze 14 auf.
In den Ansätzen 14 sitzen Lagerbolzen 16 mit Unterlegscheiben 18. An der Abtriebswelle
20 sitzt ein sternförmiges zweites Kupplungsglied 22 mit vier Zacken, welches an
den Enden dieser Zacken etwa radial einwärts von den Lagerbolzen 16 und dem ersten
Kupplungsglied 12 zugewandt Lagerbolzen 24 mit Unterlegscheiben 26 aufweist. Die
Lagerbolzen 16 und 24 sind durch in sich geschlossene Federstahldrähte 28 miteinander
verbunden. Diese Federstahldrähte haben die Form zweier mit ihren Schenkeln aneinander
zugekehrter U 28 und 30, wobei an den Enden dieser Schenkel radial nach innen beziehungsweise
außen sich erstreckende Schleifen 32 bzw.
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34 gebildet sind, die um die axialen Lagerbolzen 16 und 24 geführt
und zwischen den Unterlegscheiben 18 bzw. 26 und den Stirnflächen der Ansätze 14
bzw. des Kupplungsglieds 22 in axialer Richtung gehalten sind.
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Diese u-förmigen Strukturen 28, 30 sind in Umfangsrichtung im wesentlichen
steif, so daß eine winkeltreue Übertragung der Drehbewegung und der Drehmomente
erfolgt. Bei einer Neigung
beispielsweise der Welle 20 gegenüber
der Welle 10 muß sich in der dargestellten Stellung der obere Zacken des Kupplungsgliedes
22 aus der Papierebene nach vorn heraus und der untere Zacken hinter die Papierebene
nach hinten bewegen. Die dadurch bedingte Abstandsänderung zwischen den Anlenkpunkten,
also den Zapfen 16 und 24, wird durch die federnde Durchbiegung und Torsion der
u-Schenkel in einwandfreier Weise ausgeglichen.
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Dabei wirkt jede dieser Lenkeranordnungen für sich unabhängig von
den anderen Lenkeranordnungen, so daß keine Ausgleichsbewegung eines Zwischengliedes
erforderlich ist, welche die Kinematiken der verschiedenen Lenker auf einen Nenner
bringen muß. Durch diese Lenkeranordnung wird ebenfalls eine axiale Bewegung der
Wellen zueinander ermöglicht.
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Zur Ubertragung größerer Drehmomente unter Beibehaltung der gewünschten
Winkelfleflexibilität können zwischen den Kupplungsgliedern jeweils mehrere axial
gegeneinander versetzt angeordnete Federstahldrähte 28 vorgesehen sein, die parallel
für die Kraftübertragung zwischen den Kupplungsgliedern 12, 22 wirksam, aber einzeln
flexibel sind.
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Wenn eine größere Winkelflexibilität gefordert wird, können mehrere
solcher Kupplungen hintereinandergeschaltet werden. Es wird dann das antriebsseitige
Kupplungsglied über Federstahldrähte 28 in der beschriebenen Weise nicht mit dem
mit der Abtriebswelle verbundenen abtriebsseitigen Kupplungsglied verbunden, sondern
mit einer Zwischenscheibe oder einem Zwischenring. Diese Zwischenscheibe oder dieser
Zwischenring ist dann über eine weitere Anordnung solcher Federstahldrähte 28 mit
dem abtriebsseitigen Kupplungsglied oder ggf. einer weiteren Zwischenscheibe verbunden.
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Fig. 3 und 4 zeigt eine Anordnung ähnlich Fig. 1. An einer ersten
Welle 36 sitzt ein erstes Kupplungsglied 38 in Gestalt einer Scheibe mit axial vorstehenden
Ansätzen 40 in vier um jeweils
9o° gegeneinander versetzten Winkelstellungen.
In jedem der Ansätze 40 sitzt ein axialer Bolzen 42. An einer zweiten Welle 44 sitzt
ein sternförmiges zweites Kupplungsglied 46, welches an jeden seiner vier Sterne
einen Bolzen 48 aufweist.
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Die Bolzen 42 und 48 sind durch zwei in sich geschlossene Federstahldrähte
50 und 52 miteinander verbunden, die ähnlich ausgebildet und angeordnet sind wie
die Federstahldrähte in der Ausführungsform von Fig. 1. Jeder der Federstahldrähte
bildet zwei mit ihren Schenkeln einander zugekehrte U 54 und 56, zwischen denen
nach oben bzw. nach unten sich erstreckende Schleifen 58 bzw. 60 gebildet sind,
die um die Bolzen 42 bzw.
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48 herumgeführt sind. Auf dem Bolzen 42 sitzen zwei Unterlegscheiben
62, 64. Zwischen diesen Unterlegscheiben bzw. der Unterlegscheibe 42 und der Stirnseite
des Ansatzes 40 sind die Federstahldrähte 50 und 52 axial gehalten. In ähnlicher
Weise sitzen auf dem Bolzen 48 Unterlegscheiben 66, 68, wobei die Federstahldrähte
50, 52 zwischen der Stirnseite des Kupplungsglieds 46 und der Unterlegscheibe 66
bzw. zwischen den Unterlegscheiben gehalten sind.
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Zur Erhöhung der Stabilität weist das zweite Kupplungsglied zusätzlich
noch einwärts von den Bolzen 48 und symmetrisch zu diesen und den Zacken des "Stern"
axiale Zapfen 70, 72 auf.
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Die axiale Zapfen oder Bolzen 70, 72 sind mit Zwischenbolzen 74, 76,
die in den Rundungen der "U" 54 und 56 gehalten sind, durch Lenker 78 bzw. 80 verbunden.
Jeder dieser Lenker 78 und 80 besteht aus einem geraden Federstahldrahtstück, dessen
Enden zur Bildung von Lageraugen umgebogen sind. Diese Lenker sind mittels der Lageraugen
zwischen den federstahldrähten 50 und 52 auf den Zwischenbolzen 74 und 76 gelagert.
Wichtig ist dabei, daß die Länge der Lenker 78 und 80 gleich oder größer als die
Länge der U-Schenkel ist.
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Die Anordnung nach Fig. 5 wirkt ähnlich wie die Anordnung nach Fig.
1, jedoch sind die u-förmigen Strukturen bei dieser Ausführung
von
einzelnen Lenkern gebildet, die jeder aus einem geraden Federdrahtstück bestehen,
dessen Enden zur Bildung von Lageraugen kreisförmig umgebogen sind.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 sitzt an einer Welle 82
ein erstes Kupplungsglied 84. Ein zweites Kupplungsglied 86, das mit einer (nicht
dargestellten) weiteren Welle verbunden ist, ist mit der Welle 82 zu einem gemeinsamen
Knickpunkt zentriert gehalten. Zu diesem Zweck weist das Kupplungsglied 86 einen
zentralen Kragen 88 auf, in dem ein Ring 9o mit einer konkav-sphärischen Lagerfläche
gehalten ist. Auf einem in der Stirnseite der Welle 82 axialverschieblich geführten
Zentrierzapfen 92 sitzt ein Ring 94 mit einer konvex-sphärischen Lagerfläche, die
in der konkav-sphärischen Lagerfläche des Ringes 9o gelagert ist. Die beiden Ringe
9o und 94 bilden somit ein Kugelgelenk, und die beiden Kupplungsglieder 84 und 86
und die zugehörigen Wellen sind zu dem Mittelpunkt der sphärischen Lagerflächen
als einen gemeinsamen Knickpunkt zentriert.
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An dem scheibenförmigen zweiten Kupplungsglied 86 sitzen am Umfang
axiale Ansätze 96 jeweils um 90° gegeneinander versetzt.
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In diesen Ansätzen sitzen axiale Bolzen 98. Axiale Bolzen 100 sitzen
im wesentlichen radial einwärts von den Bolzen 98 an dem ersten Kupplungsglied 84.
Es sind weiterhin Zwischenbolzen 1o2, 104 vorgesehen, die schwimmend von den noch
zu beschreibenden Lenkern gehalten werden.
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Die federnde Lenkeranordnung enthält Lenker, bestehend aus jeweils
einem geraden Federdrahtstück, dessen Enden zur Bildung von Lageraugen gegensinnig
kreisförmig umgebogen sind. Auf dem Bolzen 98 sitzt ein Lagerauge 1o6 eines ersten
Lenkers 1o8, dessen zweites Lagerauge 110 den schwimmend angeordneten Zwischenbolzen
102 umgibt. Ein zweiter Lenker 112 ist mit einem Lagerauge 114 ebenfalls auf dem
Bolzen 98 gelagert und erstreckt
sich in entgegengesetzter Richtung
zu dem Lenker 108. Der Lenker 112 umschließt mit einem Lagerauge 116 den ebenfalls
schwimmend angeordneten Zwischenbolzen 104.
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Auf dem Bolzen loo an dem ersten Kupplungsglied 84 sitzt ein Lenker
118 in der Ebene des Lenkers 108 und umschließt den Bolzen 100 mit einem Lagerauge
120. Mit dem anderen Lagerauge 122 umschließt der Lenker 118 den schwimmenden Zwischenbolzen
104. In der Ebene des Lenkers 112 sitzt auf dem Bolzen loo ein Lenker 124, der den
Bolzen 100 mit einem Lagerauge 126 umschließt. Der Lenker 124 umschließt außerdem
den Zwischenbolzen 1o2 mit einem Lagerauge 128.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind zwei Systeme 130 und 132
der in Fig. 5 und 6 dargestellten Art vorgesehen. Das System 130 verbindet ein erstes
Kupplungsglied 134 mit einer zylindrischen Hülse 136, während das zweite System
132 die zylindrische Hülse mit einem zweiten Kupplungsglied 138 verbindet. Eine
solche Anordnung gestattet nicht nur eine Neigung der mit den Kupplungsgliedern
134 und 138 verbundenen, nicht dargestellten Wellen gegeneinander, sondern ermöglicht
zusätzlich auch einen Achsversatz.
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Die Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 gestattet außer einem Winkel-
und Axialversatz der Wellen auch einen Radialversatz.
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Ein antriebsseitiges Kupplungsglied enthält ein Paar von diametral
einander gegenüberliegenden radialen Ansätzen 362, 364. An jedem der Ansätze 362
und 364 sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt zwei Bolzen 366, 368 bzw.
370, 372 vorgesehen. An einem zwischenring 374 sind diametral einander gegenüberliegende
Paare von ebenfalls in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Bolzen 376, 378
bzw. 380, 382 angebracht. Der Bolzen 366 ist mit dem Bolzen 376 durch ein U-förmiges
Federstahldrahtstück 384 verbunden, dessen Schenkel an den Enden zur Bildung von
Lageraugen umgebogen sind. In
ähnlicher weise sind die Bolzen 368
und 378, 370 und 380 sowie 372 und 382 durch u-förmige Federstahldrahtstücke 386,
388 bzw.
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390 miteinander verbunden, wobei jeweils die Schenkel der benachbarten
Federstahldrahtstücke 384, 386 bzw. 388, 390 einander zugekehrt sind.
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Um 90° gegen die Bolzen 376, 378 und 380, 382 versetzt sind an dem
Zwischenring 374 zwei weitere Paare von Bolzen 392, 394 und 396, 398 vorgesehen.
An dem abtriebsseitigen Kupplungsglied sind radiale Ansätze 400 und 402 diametral
einander gegenüberliegend und 90° gegen die Ansätze 362, 364 winkelversetzt vorgesehen.
An diesen Ansätzen 400, 402 sind Paare von Bolzen 404, 406 bzw. 408, 410 angebracht,
die mit den Bolzen 392, 394 bzw. 396, 398 über u-förmige Federstahldrahtstücke 412,
414 bzw. 416, 418 verbunden sind.
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Durch diese Anordnung erfolgt, ähnlich wie bei Fig. 1 eine winkeltreue
Mitnahme der Abtriebswelle mit der Antriebswelle auch bei einem Winkelversatz der
Wellenachsen. Darüber hinaus gestattet die Kupplung auch einen Radialversatz der
Wellen. Sie wirkt dann wie eine Kreuzschleifenkupplung, jedoch ohne Gleitführungen
und Verschleiß, wobei der Zwischenring eine kreisende Ausgleichsbewegung ausführt.
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Eine Anordnung mit viermal zwei Paaren von Bolzen, die durch je ein
u-förmiges Federstahldrahtstück miteinander verbunden sind, kann auch statt der
Federstahldrahtstücke 28 und Bolzen 16, 24 von Fig. 1 bei unmittelbarer Kupplung
des antriebs- und abtriebsseitigen Kupplungsgliedes vorgesehen werden. Sie bietet
dort den Vorteil, daß sich das zu übertragende Drehmoment auf jeweils zwei Bolzen
verteilt.
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Die in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Ausführungsformen gestatten
einen Winkelversatz und ggf. Axial- und Radialversatz durch die elastische Deformation
der Federstahldrahtstücke. Das
bringt den Vorteil, daß die Kupplung
reibungsarm und wartungsfrei arbeitet. Es tritt jedoch bei der Verformung ein Biegemoment
auf. Wenn ein solches Biegemoment an den Lenkeranordnungen unerwünscht ist, können
die u-förmigen Strukturen auch von starren Lenkern gebildet werden, die an ihren
Enden durch allseitig bewegliche Gelenke, z.B. Gummi- oder Kugelgelenke, miteinander
bzw. mit den Kupplungsgliedern verbunden sind.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 und 11 ist ein ringförmiges erstes
Kupplungsglied 140, das mit Bohrungen 142 zum Anflanschen an eine (nicht dargestellte)
erste Welle versehen ist, mit vier um jeweils 900 gegeneinander winkelversetzten
radial einwärts und axial vorspringenden Ansätzen 146 versehen.
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An den Ansätzen sitzen im Abstand voneinander axiale Bolzen 148 und
150.
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Ein ringförmiges zweites Kupplungsglied 152 ist mit Bohrungen 154
zum Anflanschen an eine (nicht dargestellte) zweite Welle versehen und besitzt radial
einwärts und axial zu dem ersten Kupplungsglied hin sich erstreckende Ansätze 154.
Diese Ansätze 154 sitzen in den Zwischenräumen zwischen den Ansätzen 146 des ersten
Kupplungsgliedes 140. Auch die Ansätze 154 sind mit Paaren von axialen Bolzen 156,
158 versehen.
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Auf jedem der Bolzen 148 und 150 sitzt ein Lenker 160 bzw. 162.
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Jeder der Lenker besteht aus einem geraden Federdrahtstück, dessen
Ende zur Bildung von Lageraugen gleichsinnig kreisförmig umgebogen sind. Die Lenker
160 und 162 sind mit den Lageraugen 164 bzw. 166 auf den Bolzen 148 bzw. 150 gelagert.
Die freien Enden der Lenker 160 und 162 sind mit den Lageraugen 168 bzw.
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170 auf einem Zwischenbolzen 172 gelagert, und zwar im mittleren Teil
dieses Zwischenbolzens.
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Auf den Bolzen 156 und 158 der Ansätze 155 des zweiten Kupplungsteils
152 sind Paare von Lenkern 174 bzw. 176, die in
gleicher Weise
wie die Lenker 160 und 162 ausgebildet sind, mittels Lageraugen 178 und 180 gelagert.
Die freien Enden der Lenker 174 und 176 sind mittels Lageraugen 182 bzw. 184 auf
einem Zwischenbolzen 186, und zwar in dessen mittleren Teil gelagert.
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Die Zwischenbolzen 172 sind über Lenker 188, 190 mit den benachbarten
Zwischenbolzen 186 verbunden, wobei der Lenker 188 auf dem in Fig. lo hinteren Ende
des Zwischenbolzens 186-und der Lenker 190 auf dem in Fig. 10 vorderen Ende des
anderen Zwischenbolzens 186 gelagert ist. Auf dem Zwischenbolzen sitzen Unterlegscheiben
192, durch welche die Lageraugen im Abstand voneinander und in axialer Richtung
gehalten werden.
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Die beschriebene Anordnung wirkt etwas anders als die Anordnungen
von Fig. 1 bis 9: Wenn das erste Kupplungsglied 140 mit der ersten Welle beispielsweise
im Uhrzeigersinn in Fig. 9 geneigt wird, dann bewegen sich die in Fig. lo oben liegenden
Bolzen 164 und 166 mit den Lenkern 160 und 162 nach vorn in Fig. 10, während sich
die entsprechenden, in Fig. 10 unten liegenden Teile nach hinten bewegen. Dementsprechend
bewegt sich auch der Zwischenbolzen 172 oben in Fig. 10 nach vorn bzw. in Fig. 11
nach rechts. Die dabei zwischen Anlenkpunkten der Lenker 188 und 190 einmal an dem
Zwischenbolzen 172 und zum anderen an den Zwischenbolzen 186 auftretende Abstandsänderung
wird dadurch ausgeglichen, daß sich der Zwischenbolzen 172 um eine vertikale Achse
in Fig. 10 und 11 verdreht. Da diese Verdrehung symmetrisch zu einem festen Radius
der Kupplungsglieder 140 und 152 erfolgt, ändert sich an der winkeltreuen Mitnahme
des Kupplungsglieds 152 durch das Kupplungsglied 140 (oder umgekehrt) nichts.
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Eine andere Ausführungsform zeigen die Fig. 12 und 13. Auf einer ersten
Welle 194 sitzt ein kreuförmiges erstes Kupplungsglied 196, welches an den Enden
der Kreuzbalken jeweils einen schalenförmigen axialen Einsatz 198 aufweist. Die
Ansätze 198 tragen radial einwärts ragende Lagerkörper 200. In jedem der Lagerkörper
sitzt ein Lagerring 202 mit einer konkav-sphärischen inneren Lagerfläche. In dieser
konkav-sphärischen inneren Lagerfläche ist eine Lagerkugel 204 unter Zwischenlage
einer gummielastischen Zwischenschicht 206 gelagert. In der Lagerkugel 204 sitzt
ein Bolzen 208, der auf beiden Seiten aus der Lagerkugel 204 herausragt.
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Auf einer zweiten Welle 210 sitzt ein zweites kreuzförmiges Kupplungsglied
212. Das Kupplungsglied 212 weist am Ende jedes Kreuzbalkens einen schalenförmigen
axialen Ansatz 214 auf, wobei die Ansätze 214 zwischen die Ansätze 198 des ersten
Kupplungsgliedes 196 ragen. Die Ansätze 214 tragen radial einwärts ragende Lagerkörper
216, in denen Lagerringe 218 mit einer konkav-sphärischen inneren Lagerfläche gehalten
sind. In den Lagerringen 218 sind Lagerkugeln 220 unter Zwischenlage einer gummielastischen
Zwischenschicht 222 gelagert. In den Lagerkugeln 220 sitzen Bolzen 224, die auf
beiden Seiten aus den Lagerkugeln 220 herausragen. Die Bolzen 208, die in dem ersten
Kupplungsglied 196 gelagert sind, und die Bolzen 224, die in dem zweiten Kupplungsglied
212 gelagert sind, sind durch Lenker 226, 228 miteinander verbunden, und zwar derart,
daß von jedem der Bolzen 208 der Lenker zu dem benachbarten Bolzen 224 nach der
einen Seite auf einem Ende des Bolzens 208 und der Lenker zu dem benachbarten Bolzen
224 auf der anderen Seite auf dem anderen Ende des Bolzens 208 sitzt. Entsprechend
ist jeweils der Lenker 226 auf einem Ende jedes Bolzens 224 nach der einen Seite
mit dem benachbarten Bolzen 208 verbunden und über den Lenker 228 auf dem anderen
Ende mit dem benachbarten Bolzen 208 auf der anderen Seite. Die Lenker 226 und 228
sind von geraden Federstahldrahstücken gebildet, die an ihren Enden
zur
Bildung von Lageraugen gleichsinnig kreisförmig umgebogen sind.
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Bei fluchtenden Wellen 194 und 210 erfolgt über diese Lenker naturgemäß
eine winkeltreue Mitnahme. Wenn beispielsweise die Welle 194 in Fig. 13 im Uhrzeigersinn
gegenüber der Welle 210 verschwenkt wird, dann wird der obere Bolzen 208 nach rechts
in Fig. 11 bewegt. Dafür erfolgt aber eine Verschwenkung des Bolzens 208 um einen
in den Figuren vertikal liegenden Radius, wodurch die Abstandsänderung zwischen
den Anlenkpunkten der Lenker ausgeglichen wird. Dieser Ausgleich erfolgt symmetrisch
zu dem Radius, so daß sich an der Winkeltreue der Mitnahme nichts ändert.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 14 bis 16 ist mit einer ersten
Welle 230 über einen Nabenteil 232 ein ringförmiges erstes Kupplungsglied 234 verbunden.
Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, trägt das Kupplungsglied 234 auf gegenüberliegenden
Seiten und (vergleiche Fig. 14) etwas gegeneinander winkelversetzt vier Paare von
Bolzen 236 und 238. Die Bolzen 236 sitzen im wesentlichen in den Ecken eines Quadrats,
und ebenso sitzen die Bolzen 238 im wesentlichen in den Ecken eines Quadrats.
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Eine zweite Welle 240 weist auf ihrer Stirnseite vier Bolzen 242 auf,
die in den Ecken eines Quadrats angeordnet sind, welches gegen die von den Bolzen
236 bzw. 238 bestimmten Quadrate im wesentlichen um 900 winkelversetzt ist. Auf
dem Bolzen 236 ist ein Lenker 244 gelagert. Ein ähnlicher Lenker 246 ist auf dem
Bolzen 238 des benachbarten Bolzenpaares (Fig. 15) gelagert. Die beiden Lenker 244
und 246 erstrecken sich aufeinander zu und sind gemeinsam auf den beiden äußeren
Enden eines Zwischenbolzens 248 gelagert. Dabei schließen die Bolzen 244 und 246
bei der Ausführungsform nach Fig. 14 im wesentlichen einen Winkel von 1800 miteinander
ein. Die Lenker sind wieder von geraden Federstahldrahtstücken gebildet, deren
Enden
zur Bildung von Lageraugen gleichsinnig kreisförmig umgebogen sind. Jeder der Zwischenbolzen
248, von denen insgesamt vier Stück vorhanden sind, und die radial auswärts von
den Bolzen 242 liegen, ist durch ein Paar von Lenkern 250, 252 mit zwei diametral
einander gegenüberliegenden Bolzen 242 verbunden. Die Lenker 250 und 252 sind dabei
auf dem mittleren Teil des Zwischenbolzens gelagert, also zwischen den Lenkern 244
und 246. Die Lenker 250 und 252 sind ebenfalls von geraden Federstahldrahtstücken
gebildet, deren Enden zur Bildung von Lageraugen gleichsinnig kreisbogenförmig umgebogen
sind.
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Wenn die Welle 240 gegen die Welle 230 im Uhrzeigersinn in Fig. 16
geneigt wird, dann wird der Zwischenbolzen 248 oben in Fig. 12 nach vorn bewegt.
Es erfolgt auch hier ein Längenausgleich für die Abstandsänderung der Anlenkpunkte
der Lenker 244 bzw. 246 durch eine Schwenkbewegung des Bolzens 248 um eine in Fig.
12 vertikale Achse, wobei diese Schwenkbewegung wieder symmetrisch zu einem Radius
erfolgt, und daher die Winkeltreue der Mitnahme nicht beeinflußt.
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Eine ähnliche Anordnung zeigt Fig. 17.
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Dort sind an einem ringförmigen ersten Kupplungsglied 254 auf entgegengesetzten
Seiten Bolzen 256, 258 vorgesehen, die jeweils etwas gegeneinander winkelversetzt
sind, wobei die auf jeder Seite angeordneten Bolzen 256 und 258 jeweils in den Ecken
eines Quadrates sitzen. Das zweite Kupplungsglied 260 ist sternförmig ausgebildet,
wobei die Spitzen der Sterne auf die Bolzen 256 bzw. 258 gerichtet sind und an deren
Enden jeweils einen Bolzen 262 tragen. Auf den Bolzen 256 und 258 sind jeweils Lenker
264 bzw. 266 gelagert, wobei sich jeweils ein auf einer Seite des ringförmigen Kupplungsgliedes
254 gelagerter tenker 266 einem auf der anderen Seite auf einem Bolzen 256 gelagerten
Lenker 264 entgegenstreckt, so daß diese Lenker 264, 266 in Axialrichtung gesehen
einen Winkel von 180° miteinander
einschließen. Die beiden Lenker
264 und 266 sind jeweils auf den entgegengesetzten Enden eines Zwischenbolzens 268
gelagert.
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Das ist eine Anordnung ähnlich der in Fig. 15. Die Zwischenbolzen
268 sind über Paare von Lenkern 270, 272, die bei-der Ausführung nach Fig. 17 ebenfalls
im wesentlichen einen gestreckten Winkel miteinander bilden, jeweils mit den Bolzen
262 verbunden. Auch bei dieser Anordnung wird ähnlich wie bei Fig. 14 bis 16 die
durch eine Verschwenkung der einen Welle hervorgerufene Abstandsänderung der Anlenkpunkte
durch eine Schwenkbewegung der Zwischenbolzen um den durch den Zwischenbolzen zentral
hindurchgehenden Radius kompensiert.
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Auch bei der Anordnung nach Fig. 17 sind die Lenker jeweils gerade
Federstahldrahtstücke mit gleich- oder gegensinnig kreisförmig umgebogenen Enden.
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Eine weitere Anordnung ist in den Fig. 18 und 19 dargestellt.
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Auch hier ist ein im wesentlichen ringförmiges erstes Kupplungsglied
274 vorgesehen, innerhalb dessen ein kreuzförmiges zweites Kupplungsglied 276 angeordnet
ist. Das erste Kupplungsglied 274 trägt an einwärts ragenden Ansätzen Bolzen 278,
die auf beiden Seiten aus dem ersten Kupplungsglied 274 axial herausragen. Auf den
Enden der Kreuzbalken des zweiten Kupplungsglieds 276 sind Zwischenglieder 280 um
radial verlaufende Achsen über Lager 282 schwenkbar gelagert. Diese Zwischenglieder
280 weisen axiale Zapfen 284 und 286 auf in bezug auf die Schwenkachse diametral
gegenüberliegenden Seiten auf. Die herausragenden Enden der Zapfen 278 sind über
Lenker 288 bzw. 290 mit den Zapfen 284 bzw. 286 verbunden, derart, daß die Lenker
in Axialrichtung gesehen im wesentlichen einen Winkel von 180° miteinander einschließen
und nach der einen Seite hin auf dem einen und nach der anderen Seite auf dem anderen
Ende des jeweiligen Zapfens 278 gelagert sind. Die Lenker ebenfalls von geraden
Federstahldrahtstücken gebildet, deren Enden zur Bildung von Lageraugen gleichsinnig
kreisförmig
umgebogen sind. Bei einer Neigung der Kupplungsglieder
gegeneinander, bei der beispielsweise der obere Kreuzbalken des Kupplungsglieds
276 nach vorn in Fig. 18 bewegt wird, erfolgt eine Verdrehung des Zwischenglieds
280 um den vertikalen Radius in Fig. 18, so daß die erforderliche Längenänderung
der Lenker ohne Störung der Winkeltreue der Mitnahme erfolgt.
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Eine weitere Konstruktion ähnlich Fig. 17 ist in Fig. 20 und 21 dargestellt.
Auch hier ist ein ringförmiges erstes Kupplungsglied 292 vorgesehen, innerhalb dessen
ein kreuzförmiges zweites Kupplungsglied 294 angeordnet ist, das mit der zweiten
Welle 296 verbunden ist. An dem ringförmigen ersten Kupplungsglied werden über Lenker
298, 300 Zwischenbolzen 302 gehalten, wobei die Lenker 298 und 300 auf dem mittleren
Teil des Zwischenbolzens 302 gelagert sind. An dem zweiten Kupplungsglied 294 sind
in den Enden der Kreuzbalken Bolzen 304 angebracht, die zu beiden Seiten aus dem
Kupplungsglied 294 herausragen. Die Bolzen 304 sind mit den Zwischenbolzen 3o2 über
Lenker 306, 308 verbunden, wobei die Lenker 306 auf dem in Fig. 20 hinteren Ende
des einen Zwischenbolzens 302 und die Lenker 308 auf dem in Fig. 20 vorderen Ende
des anderen Zwischenbolzens 302 gelagert sind. Die Lenker 306 und 308 schließen
dabei im wesentlichen einen Winkel von 9o° miteinander ein.
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Die Lenker sind wieder von geraden Federstahldrahtstücken mit zu Lageraugen
umgebogenen Enden gebildet. Auch bei dieser Anordnung wird eine Längenänderung der
Lenkeranordnung bei einer Winkelbewegung der Wellen gegeneinander durch Schwenkbewegungen
der Zwischenbolzen jeweils um einen Radius in symmetrischer Weise und ohne Beeinflussung
der Winkeltreue ausgeglichen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 22 und 23 ist ein scheibenförmiges
erstes Kupplungsglied 310 vorgesehen, das vier um- 900
gegeneinander
versetzte axiale Vorsprünge 312 aufweist. Jeder dieser Vorsprünge 312 trägt einen
inneren und äußeren axialen Bolzen 314 bzw. 316. An jedem der Bolzen ist ein Lenker
318 bzw. 320 angelenkt. Die beiden Lenker erstrecken sich im wesentlichen unter
einem rechten Winkel zueinander. Sie sind jeder von einem geraden Federstahldrahtstück
gebildet, dessen Enden zur Bildung von Lageraugen kreisförmig umgebogen sind, und
zwar so, daß die Lageraugen in zwei zueinander senkrechten Ebenen liegen. Das eine
Lagerauge 322 des auf dem äußeren Zapfen 316 sitzenden Lenkers 320 liegt parallel
zur Ebene des Kupplungsgliedes 310, während das andere Lagerauge 324 auf einem Ende
eines Zwischenbolzens 326 gelagert ist, der sich im wesentlichen radial erstreckt.
Auf dem anderen Ende des Zwischenbolzens 326 ist mit einem Lagerauge 328 ein Lenker
318 gelagert, der mit einem Lagerauge 330 auf dem Zapfen 314 eines benachbarten
Paares von Zapfen 314, 316 sitzt.
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An einem zweiten Kupplungsglied 332 sitzen radiale Zapfen 334.
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Benachbarte Zapfen 334 (vergleiche Fig. 23) sind über Lenker 336 und
338 mit den mittleren Teilen der Zwischenbolzen 326 verbunden.
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Die Kupplungsglieder 310 und 332 sind durch ein Kugelgelenk 340 ähnlich
dem von Fig. 5 und 6 zu einem gemeinsamen Knickpunkt zentriert gehalten. Die Gelenkkugel
des Kugelgelenks 340 sitzt an einem Zapfen 341, der in einer Gleitbuchse 343 axial
verschiebbar an der Stirnfläche der Welle 332 vorgesehen ist.
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Diese axiale Verschiebbarkeit gestattet den Ausgleich axialer Relativbewegungen
der Wellen zueinander. Wenn eine solche axiale Relativbewegung unerwünscht ist,
kann der Zapfen 341 durch eine radiale Feststtellschraube 345 gesichert werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 24, die ähnlich der Ausführung nach
Fig. 23 ist, sind wieder an einem ersten Kupplungsglied
vier Paare
von radial gegeneinander versetzten Zapfen 344, 346 vorgesehen. Jeder radial äußere
Zapfen 346 ist über einen Lenker 348 mit einem Zapfen 350 eines Zwischengliedes
352 verbunden. Das Zwischenglied 352 ist auf einem axialen Zapfen 354 drehbar gelagert,
der an dem (in Fig. 24 nicht erkennbaren) zweiten Kupplungsglied sitzt. Diametral
gegenüberliegend zu dem Zapfen 350 (bezogen auf den Zapfen 354) ist an dem Zwischenglied
352 ein Zapfen 356 vorgesehen, der über einen Lenker 358 mit dem radial innen liegenden
Zapfen 344 fest benachbarten Paares von Zapfen verbunden ist. Die Lagerung des Zwischengliedes
enthält einen gummielastischen Ring 360. Die Lenker sind ähnlich ausgebildet wie
die Lenker 318 und 320 von Fig. 22. Eine Schwenkbewegung der einen Welle gegenüber
der anderen führt hier zu einer Verdrehung der Zwischenglieder 352 auf den Zapfen
354.