DE3131660A1 - "FORCE TRANSFER" - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftübertragungsglied nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Sie bezieht sich insbesondere auf solche Kraftübertragungsglieder, die eine hohe Dehnungsfestigkeit, Torsionsflexibilität und eine in weitem Umfang veränderliche Dehnungs-Federkonstante aufweist.The present invention relates to a power transmission member according to the generic term of claim 1. It relates in particular to such force transmission members, which has a high tensile strength, torsional flexibility and a widely variable extension spring constant.
Es gibt ein weitverbreitetes Bedürfnis in einer Vielzahl von Anwendungsfällen nach Kraftübertragungsgliedern, die in der Lage sind, hohe Dehnungslasten aufzunehmen und gleichzeitig bezüglich einer Torsionsbeanspruchung flexibel sind. Beispielsweise muß das Bauelement, das zur Lagerung der Rotorblätter an der Lageranordnung eines Hubschrauber-Rotorsystems verwendet wird, eine hinreichende Dehnungsfestigkeit aufweisen, um der Zentrifugalkraft der rotierenden Rotorblätter zu widerstehen, während gleichzeitig der veränderliche Anstellwinkel der Rotorblätter ein gewisses Maß an Torsionsflexibilität erfordert. Ein weiterer breiter Anwendungsbereich solcher Bauelemente ist bei flexiblen Universalkupplungen zur Verbindung von nebeneinanderliegenden Wellen gegeben, wobei eine hohe Drehmoment-Übertragungsfähigkeit und eine Anpassungsfähigkeit an winkelmäßige und axiale Fehlausrichtungen gefordert sind.There is a widespread need in a variety of applications for power transmission members used in the Are able to absorb high tensile loads and at the same time are flexible with regard to torsional stress. For example must be the component that is used to support the rotor blades on the bearing assembly of a helicopter rotor system will have sufficient tensile strength to withstand the centrifugal force of the rotating rotor blades, while at the same time the variable angle of attack of the rotor blades requires a certain amount of torsional flexibility. A Another broad area of application for such components is flexible universal couplings for connecting adjacent ones Shafts given, with a high torque transmission capacity and an adaptability to angular and axial misalignments are required.
Eines der bekanntesten flexiblen Bauelemente mit hoher Festigkeit, die gegenwärtig in solchen Anwendungsfällen verwendet werden, besteht aus mehreren parallelen Fasersträngen, die um ein Paar von im Abstand angeordneten Hülsen gewickelt sind. Wie in den US-PS»en 3 460 628, 3 228 481 und 3 434 373 dargestellt und beschrieben, werden solche Bauelemente zur Kraftübertragung .als Zuganker für die Verbindung der Rotorblätter mit dem Lager eines Hubschrauber-Rotorsystems verwendet. Bei diesem Anwendungsfall werden Drähte oder Fasern mit hoherOne of the most famous flexible components with high strength, which are currently used in such applications, consists of several parallel fiber strands that around a pair of spaced apart sleeves are wound. As shown in U.S. Patents 3,460,628, 3,228,481 and 3,434,373 and described, such components for power transmission .als tie rods for connecting the rotor blades used with the bearing of a helicopter rotor system. In this application, wires or fibers with high
B ».A O β #Ο 6B ».A O β # Ο 6
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Festigkeit, wie beispielsweise Glasfasern mit einem Grundmaterial beschichtet und in verschiedenen Lagen um ein Paar von im Abstand angeordneten Hülsen gewickelt, um ein in der Mitte offenes Verbindungselement zu bilden, das aus im wesentlichen zwei parallelen Seitenteilen besteht. Derartige Verbindungselemente geben eine hohe Dehnungsfestigkeit und große Steifheit vor, was durch die Dehnungsfestigkeit und Steifheit der einzelnen Wicklungen bestimmt ist und sie weisen ebenfalls eine relativ geringe Torsionssteifigkeit auf, da jede einzelne Wicklung getrennt beschichtet oder imprägniert ist, so daß sie sich relativ zueinander bewegen können. Das gleiche allgemeine Konzept findet sich in den US-Patentschriften 3 603 173, 3 782 220 und 3 056 706, wobei der Unterschied darin liegt, daß irgendeine Art von Klemmeinrichtung vorgesehen ist, um die Seitenteile des in der Mitte offenen Verbindungselementes parallel und im Abstand zueinander zu halten.Strength, such as glass fiber coated with a base material and in various layers around a pair of wound spaced sleeves to form a centrally open connector consisting of substantially consists of two parallel side parts. Such connecting elements give a high tensile strength and great rigidity before what is determined by the tensile strength and stiffness of the individual windings and they also have a relative low torsional stiffness, since each individual winding is coated or impregnated separately, so that they are relatively can move towards each other. The same general concept is found in U.S. Patents 3,603,173, 3,782,220 and 3,056,706, the difference being that some type of clamping device is provided around the side panels of the connecting element, which is open in the middle, is to be kept parallel and at a distance from one another.
Die Grundstruktur des Kraftübertragungsgliedes, wie es für die Hubschrauber-Zuganker in den zuvor erwähnten Patentschriften verwendet wird, ist ebenfalls verwendet worden, um Verbindungselemente in Universalverbindungen und Gelenkkupplungen zu bilden, wie dies in den US-Patentschriften 2 561 117, 2 580 781 und 4 187 699 dargestellt und beschrieben ist. Im Zusammenhang mit Universalverbindungen, Kupplungen und anderen Verbindungseinrichtungen für die Verbindung von nebeneinanderliegenden Wellen ist es erwünscht, daß die Verbindung eine geeignete Drehmoment-Übertragungsfähigkeit unter normalen Betriebsbedingungen aufweist, während sie flexibel genug ist, um eine winkelmaßige und axiale Fehlausrichtung zwischen den miteinander zu verbindenden Wellen aufzunehmen. Die parallel im Abstand zwischen den Endhülsen angeordneten Seitenteile, dieThe basic structure of the power transmission link as it is for the helicopter tie rods in the aforementioned patents has also been used to form fasteners in universal joints and articulated couplings, as shown and described in U.S. Patents 2,561,117, 2,580,781, and 4,187,699. In connection with universal connections, couplings and other connecting devices for connecting adjacent ones Shafts, it is desirable that the connection have a suitable torque transmission capability under normal operating conditions while being flexible enough to tolerate angular and axial misalignment between the one another to include shafts to be connected. The parallel im Distance between the end sleeves arranged side parts that
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aus mehreren Wicklungen bestehen, welche mit einem Grundmaterial beschichtet oder imprägniert sind, werden beim Anlegen von Drehmomentlasten auf Zug beansprucht und sie geben bei geeigneter Auslegung eine hinreichende Flexibilität vor, um einer winkelmäßigen oder axialen Fehlausrichtung der benachbarten Wellen Rechnung zu tragen.consist of several windings, which are coated or impregnated with a base material, are used when torque loads are applied stressed on train and they give with a suitable design a sufficient flexibility before an angular or axial misalignment of the adjacent shafts.
In jedem der Anwendungsfälle des zuvor beschriebenen Bauelementes sind die mit einem Grundmaterial beschichteten einzelnen Wicklungen parallel zueinander in mehreren aufeinanderfolgenden Wicklungen zwischen den Endhülsen gewickelt, um im Abstand angeordnete parallele Seitenteile zu bilden. Bei dieser Ausgestaltung (siehe Fig. 1) werden die einzelnen Windungen, wenn das Bauelement auf Zug beansprucht wird, sofort einer Zugbeanspruchung unterworfen und die Höchstbeanspruchung des Bauelementes ist abhängig von der Höchstbelastbarkeit der Wicklungen. Derartige Elemente können in Abhängigkeit von der Wahl der Wicklung sehr spannungssteif gemacht werden, wie das die Last-Dehnungskurve gemäß Fig. 3 wiedergibt. Das Hauptproblem bei solchen Elementen besteht jedoch darin, daß keine Vorsorge getroffen ist, Schockbelastungen aufzunehmen, die in dem speziellen System, in dem die Elemente verwendet werden, auftreten können. Da die Kraftübertragungsglieder gemäß Fig. 1 keine ihnen anhaftende Dehnungs-Federkonstante aufweisen, müssen Schockbelastungen einzig durch die Dehnungsfähigkeit der Drähte oder Windungen aufgenommen werden, die zwischen den Endhülsen angeordnet sind.In each of the applications of the component described above, the individual coated with a base material Windings are wound parallel to each other in several successive windings between the end sleeves, around spaced apart to form parallel side panels. In this embodiment (see Fig. 1), the individual turns, if the Component is subjected to tensile stress, immediately a tensile stress and the maximum stress on the component depends on the maximum load capacity of the windings. Such Depending on the choice of winding, elements can be made very tension-resistant, such as the load-elongation curve according to FIG. 3 reproduces. The main problem with such elements, however, is that no precautions are taken is to absorb shock loads that may occur in the particular system in which the elements are used. Since the force transmission members according to FIG. 1 do not have any extension spring constant adhering to them, shock loads must be absorbed solely by the extensibility of the wires or turns arranged between the end sleeves.
Die vorliegende Erfindung verkörpert die Merkmale einer hohen Dehnungsfestigkeit und Torsionsflexibilität der bekannten zuvor erläuterten Bauelemente mit dem zusätzlichen Merkmal einer Dehnungs-Federkonstante, um ein Kraftübertragungsglied mit einer anhaftenden Widerstandskraft gegen Schockbelastungen auszustatten, ohne daß die Höchstbelastbarkeit reduziert wird. In demThe present invention embodies the features of high tensile strength and torsional flexibility of those previously known explained components with the additional feature of an elongation spring constant, to equip a power transmission link with an adherent resistance force against shock loads, without reducing the maximum load capacity. By doing
bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt
das nachgiebige Verbindungselement ein Paar von im Abstand angeordneten Hülsen,zwischen denen mehrere Wicklungen, die mit
einem Grundmaterial beschichtet sind, in einer im wesentlichen elliptischen Form gewickelt sind, wodurch halbelliptische Seitenteile
gebildet werden. Im Gegensatz zu den zuvor erläuterten Bauelementen haben die halbelliptischen Seitenteile des erfindungsgemäßen
nachgiebigen Verbindungselementes das Bestreben,
aufgrund einer Dehnungslast nach innen auszuweichen. Wie weiter unten näher erläutert wird, können eine Vielzahl von Federeinrichtungen
im Innern des nachgiebigen Verbindungselementes angeordnet werden, wobei die Federeinrichtungen sich zwischen den
halbelliptischen Seitenteilen befinden, um einen großen Bereich von Dehnungs-Federkonstanten vorzugeben.In the preferred embodiment of the present invention, the resilient connector comprises a pair of spaced apart sleeves between which a plurality of coils coated with a base material are wound in a substantially elliptical shape, thereby forming semi-elliptical side members. In contrast to the components explained above, the semi-elliptical side parts of the flexible connecting element according to the invention strive to
to move inwards due to an elongation load. As will be explained in more detail below, a plurality of spring devices can be arranged in the interior of the resilient connecting element, the spring devices being located between the semi-elliptical side parts in order to provide a large range of elongation spring constants.
Ganz gleich, ob das nachgiebige Verbindungselement gemäß der
vorliegenden Erfindung als Hubschrauber-Zuganker oder als Verbindungselement
in Universalverbindungen bzw. Kupplungen verwendet wird, in jedem Fall wird eine anhaftende Federkonstante
oder Dehnungsflexibilität in das System eingeführt. Zusätzlich wird jegliche Schockbelastung, der das System unterworfen ist,
durch die Dehnungsfestigkeit der einzelnen Wicklungen und die
zwischen den halbelliptischen Seitenteilen angeordnete Federeinrichtung absorbiert. Der weite Bereich, der erzielbaren
Dehnungs-Federkonstanten verbessert die Nützlichkeit der vorliegenden Erfindung ohne Beeinträchtigung der Höchstbelastbarkeit
des Kraftübertragungsgliedes.Regardless of whether the flexible connecting element according to the
present invention is used as a helicopter tie rod or as a connecting element in universal connections or couplings, in each case an adherent spring constant or elongation flexibility is introduced into the system. In addition, any shock load to which the system is subjected is reduced by the tensile strength of the individual windings and the
absorbed spring means arranged between the semi-elliptical side parts. The wide range that can be achieved
Extension spring rate enhances the usefulness of the present invention without compromising the maximum load capacity of the power transmission link.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kraftübertragungsglied zu schaffen, das aus einem Paar von im Abstand angeordneten Hülsen besteht, zwischen denen mehrere ein-It is therefore an object of the present invention to provide a power transmission member to create, which consists of a pair of spaced sleeves, between which several single
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zelne Wicklungen, die mit einem Grundmaterial beschichtet oder imprägniert sind, in einer im allgemeinen elliptischen Form gewickelt sind.individual windings coated with a base material or impregnated are wrapped in a generally elliptical shape.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kraftübertragungsglied anzugeben, das zwei im Abstand angeordnete Hülsen aufweist, die durch halbelliptische Seitenteile mit einer dazwischen angeordneten Federeinrichtung verbunden sind.It is another object of the present invention to provide a power transmission member indicate, which has two spaced sleeves, which by semi-elliptical side parts with a spring means arranged therebetween are connected.
Es ist ein ferneres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kraftübertragungsglied anzugeben, das in Kombination eine hohe Dehnungsfestigkeit, Torsionsflexibilität und eine in weitem Bereich veränderliche Dehnungs-Federkonstante aufweist.It is a further object of the present invention to provide a power transmission member indicate that in combination a high tensile strength, torsional flexibility and a wide range having variable elongation spring constant.
Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Based on shown in the figures of the accompanying drawing In the following, the invention is explained in more detail by way of example embodiments. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Kraftübertragungsgliedes ;Fig. 1 is a perspective view of a known power transmission member ;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des elliptisch geformten erfindungsgemäßen Kraftübertragungsgliedes;Fig. 2 is a perspective view of the elliptically shaped power transmission member according to the invention;
Fig. 3 die Last/Dehnungskurven der Kraftübertragungsglieder . gemäß den Fig. 1 und 2j3 shows the load / elongation curves of the force transmission members. according to FIGS. 1 and 2j
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Federeinrichtung, die zwischen den Seitenteilen des elliptisch geformten Kraftübertragungsgliedes eingefügt ist;Fig. 4 shows an embodiment of a spring device between is inserted into the side portions of the elliptically shaped power transmission member;
Fig. 5 ein -weiteres Ausführungsbeispiel der Federeinrichtung!5 shows a further exemplary embodiment of the spring device!
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Federeinrichtungj6 shows a further exemplary embodiment of the spring device
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Federeinrichtung;7 shows a further exemplary embodiment of the spring device;
Fig. 8 eine Modifikation der Federeinrichtung gemäß Fig. 7>FIG. 8 shows a modification of the spring device according to FIG. 7>
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Federeinrichtung°s und9 shows a further exemplary embodiment of the spring device ° s and
Fig. 10 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Federeinrichtung. Fig. 10 still another embodiment of the spring device.
In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes nachgiebiges Verbindungselement 11 dargestellt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das Verbindungselement 11 ein Paar von im Abstand angeordneten Hülsen 13, die durch eine kontinuierliche Wicklung aus Draht- oder Fasermaterial, welches um die Hülsen 13 in einer elliptischen Form gewickelt ist, miteinander verbunden sind, so daß obere und untere Seitenteile 17 und 19 entsprechend gebildet werden. Obgleich in den Figuren elliptisch geformte Seitenteile 17 und 19 dargestellt sind, sei in Betracht gezogen, daß andere Ausgestaltungen verwendet werden können, bei denen die Seitenteile 17 und 19 nicht parallel zueinander sind. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll eine einzige Wicklung aus Draht oder Fasermaterial zwischen den Hülsen 13 als eine individuelle Windung 15 angesehen werden. Das Fasermaterial oder der Draht können eine Vielzahl von geometrischen Querschnitten aufweisen, wobei diese Querschnitte runde oder rechteckige Querschnitte umfassen und das Material eine hohe Dehnungsfestigkeit aufweist. WennIn the drawings and in particular in Fig. 2 is an inventive compliant connecting element 11 is shown. In the preferred embodiment, the connecting element comprises 11 a pair of spaced apart sleeves 13 extending through a continuous winding of wire or fiber material which is wound around the sleeves 13 in an elliptical shape are connected to each other so that upper and lower side parts 17 and 19 are formed respectively. Although in the Figures elliptically shaped side parts 17 and 19 are shown, it should be considered that other configurations are used can be, in which the side parts 17 and 19 are not parallel to each other. For the purposes of the present description is intended to be a single winding of wire or fiber material between the sleeves 13 as an individual turn 15 can be viewed. The fiber material or the wire can have a multiplicity of geometric cross-sections, wherein these cross-sections comprise round or rectangular cross-sections and the material has a high tensile strength. if
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Fasermaterial verwendet wird, so sind Glasfasern oder Aramidfasern am testen geeignet. Bei der Bildung der Seitenteile und 19 werden die Windungen 15 zuerst mit einem Grundmaterial imprägniert oder beschichtet und sodann Seite an Seite über die Breite einer jeden Hülse 13 gewickelt, um eine erste Schicht zu bilden, die bis zu irgendeiner Anzahl von nachfolgenden Schichten vergrößert werden kann, indem der Wickelprozeß fortgesetzt wird, bis die gewünschte Dehnungsfestigkeit des Verbindungselementes 11 erhalten wird. Ein entfernbarer elliptisch geformter Kern, der nicht dargestellt ist, kann zwischen den Hülsen 13 eingesetzt werden, um als Führung für die Wicklungen 15 beim Wickeln zu dienen. Wenn die Wicklung vervollständigt ist, so wird das ganze Verbindungselement 11 gehärtet, während es sich noch auf dem Kern befindet, so daß es seine elliptische Form beibehält.Fiber material is used, so are glass fibers or aramid fibers suitable for testing. When forming the side parts 16 and 19, the turns 15 are first made with a base material impregnated or coated and then wrapped side by side across the width of each sleeve 13 around a first layer which can be increased to any number of subsequent layers by continuing the winding process until the desired tensile strength of the connecting element 11 is obtained. A removable elliptical shaped core, which is not shown, can be inserted between the sleeves 13 to act as a guide for the windings 15 to serve when winding. When the winding is completed, the entire connecting element 11 is hardened during it is still on the core so it retains its elliptical shape.
Während das elliptisch geformte Verbindungselement 11 so beschrieben worden ist, daß es Seitenteile 17 und 19 aus mehreren Wicklungen 15 aufweist, versteht es sich, daß beliebige Materialien verwendet werden können, um die Seitenteile 17 und 19 zu bilden, wobei diese Materialien Metall, beschichtete Streifen und einen ähnlichen Aufbau aufweisen. Derartige Materialien werden als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend angesehen.While the elliptically shaped connecting element 11 is so described has been that it has side parts 17 and 19 from several windings 15, it goes without saying that any materials can be used to form the side members 17 and 19, these materials being metal, coated Strips and have a similar structure. Such materials are considered within the scope of the present invention viewed lying down.
Wie zuvor erwähnt, bestehen bekannte Kraftübertragungsglieder aus einem Paar von Endhülsen, die durch mehrere mit einem Grundmaterial beschichtete Wicklungen miteinander verbunden sind und im wesentlichen parallele Seitenteile zwischen den Endhülsen umfassen. Bei einer solchen Ausgestaltung werden die Windungen sofort bei der Anlegung von Dehnungslasten anAs mentioned above, known power transmission members consist of a pair of end sleeves, which are through several with one Base material coated windings are connected to one another and have substantially parallel side parts between the Include end sleeves. In such a configuration, the turns are immediately applied when strain loads are applied
4 9 β Q4 9 β Q
Λ 0 0Λ 0 0
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das Verbindungsglied auf Dehnung beansprucht. Bei derartigen bekannten Elementen ist kein Schutz gegen eine Schockbelastung oder andere äußere Kräfte vorgesehen.the link is stressed to elongation. In such known elements there is no protection against shock loading or other external forces are provided.
Gemäß den Fig. 4 bis 8 ist eine Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen des Verbindungselementes 11 dargestellt, wobei verschiedene Ausgestaltungen einerFedereinrichtung zwischen den Seitenteilen 17 und 19 angeordnet sind, um nachgiebig auf angelegte Dehnungsbeanspruchungen einschließlich von Schockbelastungen zu reagieren. Der Bereich von Dehnungs-Federkonstanten, mit denen das Verbindungselement ausgestattet werden kann, ist praktisch unbegrenzt, wie dies durch die Last/Dehnungskurven in Fig. 3 veranschaulicht ist. Die Kurve A ist eine Last/Dehnungskurve des bekannten Kraftübertragungsgliedes gemäß Fig. 1. In diesem Fall werden durch Anlegung einer Dehnungskraft an das Verbindungsglied die Wicklungen unmittelbar auf Zug beansprucht,und da die Seitenteile im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, tritt über einen weiten Bereich der Lasten nur eine begrenzte Dehnung auf. Im Gegensatz hierzu zeigt die Kurve B die Last/Dehnungscharakteristik des in der Mitte aufgeweiteten Verbindungselementes 11 gemäß Fig. 2. Bei dieser Ausführungsform dehnen sich die Seitenteile 17 und 19 rasch beim Anlegen einer Last? was durch den Kurvenbereich zwischen den Punkten B1 und B2 veranschaulicht ist. Wenn sich jedoch die Seitenteile 17 und 19 bis zu einem Punkt verformt haben9 wo sie im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, so nimmt das Verbindungselement 11 ungefähr das Verhalten des bekannten Kraftübertragungsgliedes gemäß Fig. 1 ein (siehe den Kurvenverlauf zwischen den Punkten B2 und B3 in Fig. 3).According to Figs. 4 to 8, a number of different embodiments of the connecting element 11 are shown, with different configurations of a spring device being arranged between the side parts 17 and 19 in order to respond resiliently to applied tensile stresses including shock loads. The range of extension spring constants with which the connecting element can be provided is practically unlimited, as is illustrated by the load / extension curves in FIG. 3. The curve A is a load / elongation curve of the known power transmission link according to FIG. 1. In this case, the windings are directly subjected to tension by applying an expansion force to the connecting link, and since the side parts run essentially parallel to one another, the Load only a limited stretch. In contrast to this, the curve B shows the load / elongation characteristics of the connecting element 11 expanded in the middle according to FIG. 2. In this embodiment, the side parts 17 and 19 expand rapidly when a load is applied ? which is illustrated by the curve area between points B1 and B2. If, however, the side parts 17 and 19 have deformed to a point 9 where they run essentially parallel to one another, the connecting element 11 assumes approximately the behavior of the known force transmission link according to FIG. 1 (see the curve between the points B2 and B3 in FIG Fig. 3).
In Abhängigkeit von dem speziellen für das Verbindungselement 11 vorgesehenen Anwendungsbereich können die verschiedenenDepending on the particular area of application envisaged for the connecting element 11, the various
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Ausgestaltungen einer in den Fig. 4 bis 9 dargestellten Federeinrichtung verwendet werden, um eine Last/Dehnungscharakteristik in dem Bereich zwischen den Kurven A und B in Fig. 3 zu erhalten. In Fig. 4 besteht beispielsweise die Federeinrichtung des Verbindungselementes 11 aus einem relativ starren Körper aus elastomerem Material 21, das zwischen den Seitenteilen 17 und 19 angeordnet ist und mit diesen Seitenteilen verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel"führt das Anlegen einer Dehnungslast an das Verbindungselement 11 zu einer Auslenkung der Seitenteile 17.und 19 nach innen, wobei die Auslenkung durch die Kompressionskraft des elastomeren Materials 21 begrenzt ist. Die Kompressionskraft des elastomeren Materials 21, welches die Federeinrichtung in Fig. 4 bildet, kann weiter erhöht werden, indem Plättchen 23 hinzugefügt werden, wie dies in Fig. 5 vorgesehen ist. Die Plättchen 23 können aus Metall oder Plastikmaterial bestehen und sie können vollständig in das elastomere Material 21 eingebettet sein oder sich bündig bis zu dessen Außenfläche erstrecken. Es ist vorgesehen, daß die Ausführungsformen des Verbindungselementes 11 gemäß den Fig. 4 und 5 in Anwendungsfällen verwendet werden, wo eine hohe Dehnungs-Federkonstante erwünscht ist, wie dies beispielsweise bei Zugankern für die Verbindung der Rotorblätter eines Hubschraubers mit einem Lager des Rotorsystems, der Fall ist.Refinements of a spring device shown in FIGS. 4 to 9 can be used to obtain a load / elongation characteristic in the region between curves A and B in FIG. In Fig. 4, for example, the spring device of the connecting element 11 consists of a relatively rigid body elastomeric material 21, which is arranged between the side parts 17 and 19 and is connected to these side parts. In this exemplary embodiment, "the application of a tensile load to the connecting element 11 leads to a deflection of the side parts 17 and 19 inwards, the deflection being caused by the Compression force of the elastomeric material 21 is limited. The compressive force of the elastomeric material 21 which the Forms spring device in Fig. 4 can be increased further, by adding platelets 23 as provided in FIG is. The platelets 23 can be made of metal or plastic material and they can be entirely made of the elastomeric material Material 21 be embedded or extend flush to its outer surface. It is provided that the embodiments of the connecting element 11 according to FIGS. 4 and 5 in Applications are used where a high elongation spring constant is desired, such as for example with tie rods for connecting the rotor blades of a helicopter to a bearing of the rotor system, which is the case.
Im Unterschied hierzu können geringere Dehnungs-Federkonstanten bei Verbindungselementen 11 erzielt werden, wenn die Federeinrichtungen gemäß den Fig. 6 bis 9 verwendet werden. In Fig. 6 weist der Körper aus elastomerem Material 21 zwischen den Seitenteilen 17 und 19 mehrere Bohrungen 27 in irgendeiner gewünschten Anordnung auf. Die Bohrungen 27 reduzieren natürlich die Kompressionskraft des elastomeren Materials 21 und sieIn contrast to this, lower elongation spring constants can be achieved in connection elements 11 if the spring devices 6 to 9 can be used. In Fig. 6, the body of elastomeric material 21 has between the side parts 17 and 19 have a plurality of bores 27 in any desired arrangement. The holes 27 naturally reduce the compressive force of the elastomeric material 21 and they
9am p.. »ca 4ΪΙ *ϊκο 9am p .. »approx 4ΪΙ * ϊκο
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setzen somit die Dehnungs-Federkonstante des Verbindungselementes 11 herab.thus set the extension spring constant of the connecting element 11 down.
Die Dehnungs-Federkonstante des Verbindungselementes 11 kann weiter vermindert werden, wenn gemäß den Fig. 7 und 8 die Federeinrichtung aus einem oder mehreren im wesentlichen kreisförmigen und in der Mitte mit einer Bohrung versehenen Elementen besteht. In Fig. 8 ist ein einziger in der Mitte offener Abschnitt 29 zwischen den Seitenteilen 17 und 19 angeordnet und mit diesen befestigt, um eine begrenzte Widerstandskraft der Auslenkung der Seitenteile nach innen beim Anlegen einer Dehnungskraft an das Verbindungselement 11 entgegenzusetzen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Federeinrichtung kann gemäß Fig. 7 mehrere aneinanderliegende in der Mitte offene Abschnitte 31 aufweisen, wobei diese Abschnitte 31 wahllos zwischen den Seitenteilen 17 und 19 angeordnet sind. Die Abschnitte 29 und 31 können aus federndem Metall, Plastik oder einer Vielzahl anderer Materialien bestehen; aber in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Abschnitte 29 und 31 im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Seitenteile 17 und 19 (ohne die Endhülsen) gebildet, wobei ihre Steifheit und Stärke leicht in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Wicklungen und der Art des Grundmaterials,mit dem die einzelnen Wicklungen beschichtet sind, variiert werden kann. Beispielsweise kann ein relativ steifer Wicklungsabschnitt hergestellt werden, indem eine große Anzahl einzelner Wicklungen, die mit einem steifen Grundmaterial, wie beispielsweise Epoxid,imprägniert oder beschichtet sind, in einer elliptischen oder anderen in der Mitte offenen Ausgestaltung gewickelt werden. Die Kompressionskraft der Abschnitte 29 und 31 kann vermindert werden, indem einfach die Anzahl der Wicklungen begrenzt wird oder die einzelnenThe extension spring constant of the connecting element 11 can be further reduced if, according to FIGS. 7 and 8, the spring device of one or more substantially circular and centrally drilled elements consists. In Fig. 8 there is a single open center section 29 arranged between the side parts 17 and 19 and attached to these to a limited resistance of the To counteract deflection of the side parts inward when an expansion force is applied to the connecting element 11. A According to FIG. 7, a further exemplary embodiment of the spring device can have a plurality of adjacent sections that are open in the middle 31, these sections 31 being arranged randomly between the side parts 17 and 19. Sections 29 and 31 can be made of resilient metal, plastic or a variety consist of other materials; but in the preferred embodiment, sections 29 and 31 are essentially formed in the same way as the side parts 17 and 19 (without the end sleeves), their stiffness and strength being slightly in Depending on the number of windings used and the type of base material with which the individual windings are coated can be varied. For example, a relatively stiff winding section can be produced by a large number of individual windings impregnated or coated with a rigid base material such as epoxy are wrapped in an elliptical or other open-center configuration. The compression force of sections 29 and 31 can be reduced by simply limiting the number of turns or the individual ones
Wicklungen mit einem flexibleren Grundmaterial, wie beispielsweise Naturgummi oder Urethan beschichtet werden.Windings with a more flexible base material such as Coated with natural rubber or urethane.
Eine Modifikation des Verbindungselementes 11 und der Federeinrichtung gemäß Fig. 8 ist in Fig. 9 dargestellt, wobei die Seitenteile 17 und 19 durch ein Paar von Bändern 33 zu jeder Seite des in der Mitte offenen Abschnittes 29 und in Nachbarschaft der Hülsen 13 miteinander verspannt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Seitenteile 17 und 19 um einen größeren Betrag nach innen an dem Punkt ihrer Verbindung mit dem Abschnitt 29 ausgelenkt werden, als dies bei dem Verbindungselement 11 gemäß Fig. 8 der Fall war, da die Seitenteile miteinander verspannt sind und keinen durch die Hülsen 13 vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen. Die größere Auslenkungsmöglichkeit des Verbindungselementes gemäß Fig. 9 führt zu einer verbesserten Flexibilität,und die Bänder 33 können bei den anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um ein ähnliches Ergebnis zu erhalten.A modification of the connecting element 11 and the spring device 8 is shown in Fig. 9, with the side members 17 and 19 attached by a pair of straps 33 to each Side of the open in the middle section 29 and in the vicinity of the sleeves 13 are braced together. With this one Embodiment of the present invention, the side parts 17 and 19 are deflected inward by a greater amount at the point of their connection with section 29, than was the case with the connecting element 11 according to FIG. 8, since the side parts are clamped together and none have predetermined distance from one another by the sleeves 13. The greater possibility of deflection of the connecting element according to FIG. 9 leads to improved flexibility, and the Straps 33 can be used in the other embodiments of the present invention to achieve a similar result to obtain.
Es ist vorgesehen, daß die Verbindungselemente 11 mit den in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellten Federeinrichtungen in Anwendungsfällen verwendet werden, wo ein größeres Maß an Flexibilität als bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 und 5 gefordert ist. Insbesondere können die Verbindungselemente 11 gemäß den Fig. 6, 7 und 8 Verbindungselemente von Kupplungen oder Universalverbindungen bilden, bei denen ein relativ hohes Maß an Flexibilität benötigt wird, um eine Anpassung an axiale und winkelmäßige Fehlausrichtungen zwischen den miteinander zu verbindenden Wellen zu erzielen.It is provided that the connecting elements 11 with the spring devices shown in FIGS. 6, 7 and 8 in applications can be used where a greater degree of flexibility than in the embodiments according to FIGS 5 is required. In particular, the connecting elements 11 according to FIGS. 6, 7 and 8 can be connecting elements of couplings or form universal connections in which a relatively high degree of flexibility is required in order to adapt to axial and to achieve angular misalignments between the interconnected shafts.
Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Federeinrichtung ist in Fig. 10 dargestellt. Eine verstärkte Tasche 35, die pneumatisch oder hydraulisch mit Druck beaufschlagt werden kann, ist zwischen den Seitenteilen 17 und 19 des Verbindungselementes 11 angeordnet und mit diesen verbunden. Die Federkonstante des Verbindungselementes 11 wird durch den Druckpegel innerhalb der Tasche 35 gesteuert, der in weitem Umfang variieren kann, was von den speziellen Anforderungen eines vorgegebenen Anwendungsbeispieles abhängt. Während die Federkonstante des Verbindungselementes 11 gemäß den Fig. 4 bis 8 nicht verändert werden kann, nachdem einmal die Federeinrichtung zwischen den Seitenteilen 17 und 19 angeordnet ist, bildet die verstärkte Tasche 35 gemäß Fig. 9 eine Einrichtung, mit der leicht die Federkonstante des Verbindungselementes in der gewünschten Weise verändert werden kann. Dort, wo ein Bereich von Federkonstanten bei Kraftübertragungsgliedern gefordert ist, kann somit mit dieser Ausführungsform die Nützlichkeit des Verbindungselementes 11 verbessert werden.Yet another exemplary embodiment of the spring device according to the invention is shown in FIG. A reinforced one Pocket 35, which can be pneumatically or hydraulically pressurized, is between the side parts 17 and 19 of the connecting element 11 arranged and connected to these. The spring constant of the connecting element 11 is through controlled the pressure level within the pocket 35, which can vary widely depending on the specific requirements a given application example. While the spring constant of the connecting element 11 according to FIG to 8 cannot be changed once the spring device is arranged between the side parts 17 and 19, the reinforced pocket 35 according to FIG. 9 forms a device with which the spring constant of the connecting element can easily be adjusted can be changed in the desired manner. Wherever a range of spring constants is required for power transmission elements is, thus, with this embodiment, the usefulness of the connecting member 11 can be improved.
Die Dehnungs-Federkonstante eines jeden Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich verändert werden, indem ein unterschiedliches Grundmaterial zur Beschichtung oder Imprägnierung der Wicklungen vorgesehen wird, die die Seitenteile 17 und 19 bilden. Wie zuvor erwähnt, führt die Beschichtung der Wicklungen mit einem Grundmaterial, wie beispielsweise Epoxid oder eines äquivalenten Materials, zu einer relativ starren Struktur nach dem Aushärten. Im Gegensatz hierzu können die Seitenteile 17 und 19 flexibler gemacht werden, indem die Wicklungen mit Naturgummi oder Urethan imprägniert werden.The extension spring constant of each embodiment of the present invention can additionally be changed, by providing a different base material for coating or impregnating the windings that the Form side parts 17 and 19. As previously mentioned, the coating of the windings with a base material, such as Epoxy or equivalent material, to a relatively rigid structure after curing. In contrast to this the side parts 17 and 19 can be made more flexible, by impregnating the windings with natural rubber or urethane.
Es sei vermerkt, daß die Höchstbelastbarkeit des Verbindungselementes 11 die gleiche wie bei den bekannten Einrichtungen ist, bei denen die Seitenteile des Kraftübertragungsgliedes im "wesentlichen zueinander parallel verlaufen, während jedoch die bei dem erfindungsgemäßen Verbindungselement 11 verwendeten Federeinrichtungen in einem weiten Bereich veränderbar sind, um eine geforderte Dehnungs-Federkonstante zu erzielen. In jedem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hängt die Höchstbelastbarkeit des Verbindungselementes 11 von der Dehnungsfestigkeit der Wicklungen ab, die die Seitenteile 17 und 19 bilden, wobei dies unabhängig von der Art der dazwischen angeordneten Federeinrichtung ist. Durch Hinzufügung irgendeiner der in den Figuren dargestellten Federeinrichtungen ist jedoch die Ausfallwahrscheinlichkeit der Wicklungen der Seitenteile 17 und 19 bei einer Dehnungsbelastung geringer im Vergleich mit den bekannten Kraftübertragungsgliedern für den Fall, wo Schockbelastungen oder andere abnormale äußere Lasten dem System zugeführt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die durch Schockbelastungen dem Verbindungselement 11 zugeführten Dehnungskräfte normalerweise eine kurze Dauer aufweisen und die Federeinrichtung die Seitenteile 17 und 19 an der Annahme einer parallelen Ausrichtung in bezug aufeinander hindert, bei welcher Ausrichtung sie der vollen Einwirkung dieser Belastungen ausgesetzt wären. Wie zuvor erläutert, wird diese zusätzliche Widerstandskraft bzw. die Anpassung an zugeführte Dehnungslasten durch die Kompressionskraft des Materials vorgegeben, das zur Bildung der Federeinrichtungen verwendet wird. Ein weiter Bereich von Dehnungs-Federkonstanten ist somit erhältlich, wobei dieser sich von der relativ hohen Federkonstante des festen Elastomerkörpers 21 gemäß Fig. 4 bis zu derIt should be noted that the maximum load capacity of the connecting element 11 is the same as in the known devices is, in which the side parts of the power transmission member "run substantially parallel to each other, while, however the spring devices used in the connecting element 11 according to the invention can be varied over a wide range are to achieve a required elongation spring constant. In each embodiment of the present invention depends the maximum load capacity of the connecting element 11 of the Tensile strength of the windings that form the side parts 17 and 19, regardless of the type of in between arranged spring device is. However, by adding any of the spring means shown in the figures the probability of failure of the windings of the side parts 17 and 19 in the event of an elongation load is lower in comparison with the known power transmission members for the case where shock loads or other abnormal external loads the System are fed. This is due to the fact that the connecting element 11 is fed to the connecting element 11 by shock loads Stretching forces normally have a short duration and the spring device, the side parts 17 and 19 on the Prevents the assumption of parallel alignment with respect to one another, in which orientation they would be exposed to the full effect of these loads. As previously explained, this additional resistance force or the adaptation to the applied strain loads given by the compression force of the material, which is used to form the spring devices. A wide range of elongation spring constants is thus available, this being from the relatively high spring constant of the solid elastomer body 21 according to FIG. 4 to the
ff #ff #
a aa a
31316503131650
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geringen Federkonstante erstreckt, die gemäß Fig. 8 mit dem einzigen in der Mitte offenen Abschnitt 29 zwischen den Seitenteilen 17 iind 19 erzielt -wird.low spring constant, which is shown in FIG. 8 with the only one in the middle open section 29 between the side parts 17 and 19 is achieved.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben -worden ist, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente durch Elemente ersetzt werden können, ohne daß von dem Rahmen der Erfindung abgewichen wird. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne daß deren wesentlicher Rahmen verlassen wird. Die Erfindung soll daher nicht durch das spezielle Ausführungsbeispiel eingeschränkt werden, das als bestes Ausführungsbeispiel zur Ausführung der Erfindung offenbart worden ist; vielmehr soll die Erfindung alle Ausführungsbeispiele umfassen, die unter den Schutzbereich der anliegenden Ansprüche fallen.While the invention with reference to a preferred embodiment Has been described, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents can be replaced by elements without departing from the scope of the invention. Further Many modifications can be made to suit a particular situation or material to the teaching of the invention adapt without leaving their essential framework. Therefore, it is not intended that the invention be limited by the specific embodiment, which is the best embodiment has been disclosed for carrying out the invention; rather, the invention is intended to encompass all exemplary embodiments that fall under the scope of protection of the attached claims.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Kraftübertragungsglied angegeben, das eine hohe Dehnungsfestigkeit, eine hohe Torsionsflexibilität und eine in einem weiten Bereich veränderbare Dehnungs-Federkonstante aufweist. Zu diesem Zweck besteht das Kraftübertragungsglied aus einem endlosen elliptisch geformten Abschnitt 17» 19, der um ein Paar von im Abstand angeordneten Endhülsen 13 gewickelt und mit diesen befestigt ist, um halbelliptische Seitenteile zu bilden,zwischen denen eine Federeinrichtung 21, 23, 27, 29, 31, 35 angeordnet und mit diesen befestigt ist.The present invention provides a power transmission member indicated, which has a high tensile strength, a high torsional flexibility and a variable in a wide range Has elongation spring constant. For this purpose, the power transmission member consists of an endless elliptically shaped one Section 17 »19 which is wrapped around and secured to a pair of spaced apart end sleeves 13, to form semi-elliptical side parts, between which a spring device 21, 23, 27, 29, 31, 35 is arranged and with this is attached.
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Claims (1)
SchneckenhofsSraSffl S7P.O. Box 700349
SchneckenhofsSraSffl S7
in der Mitte mit einer Öffnung versehenen Abschnitt besteht, der zwischen den Seitenteilen angeordnet und mit diesen befestigt ist.8. Power transmission member according to claim 1, characterized in that the spring device consists of a single one
in the middle is provided with an opening portion, which is arranged between the side parts and attached to them.
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