DE693338C - Verbindung fuer gegeneinander verstellbare, aber nicht verdrehbare Maschinenteile - Google Patents

Description

• Verbindung für gegeneinander verstellbare, aber nicht verdrehbare Maschinenteile Die Erfindung betrifft eine Verbindung für Maschinenteile, die gegeneinander längs beweglich, aber nicht verdrehbar sein sollen. Anwendungsfälle finden sich hierfür in der Technik überall dort, wo eine Geradführung zwischen zwei Teilen vorgesehen ist, die zusammen um ihre gemeinsame Achse verstellt werden, wie z. B. bei Teleskoprohrführungen von Federbeinen an Flug- und Kraftfahrzeugen. Ebenso werden bei Steuersäulen der Kraftfahrzeuge Steuerräder auf den einen Teil einer federnd nachgiebigen, achsigen Geradführung gesetzt. An Werkzeugmaschinen, Tiefbohreinrichtungen u. dgl. bilden die Werkzeughalter oft Geradführungen für gefederte Werkzeuge mit der Maßgabe, daß beide Teile der Geradführungen absatzweise um ihre gemeinsame Achse versetzt werden. In ällen diesen Fällen kommt hinzu, daß die Geradführung der beiden zueinander längs beweglichen Teile auch noch unter Federspannung steht.
• Für derartige Anwendungsfälle sieht die Erfindung ein Verbindungselement zwischen den beiden Teilen der Geradführung vor, das sich durch die Anwendung eines verdrehstarren Federkörpers kennzeichnet. Mehr oder weniger verdrehfeste Federkörper als Maschinenelemente sind bekannt, z. B. als Kupplungsorgane zwischen zwei gleichachsigen Wellen, bei denen Längsverschiebungen ausgeglichen werden sollen. - Die besondere Aufgabe eines Verbindungselementes gemäß der Erfindung besteht jedoch darin, in Fällen, in denen hetriebsmäßige Verkürzungen und Verlängerungen der Feder in Frage kommen, die axial gerichtete Federung im Bewegungsbereich einer längs beweglichen Geradführung anzuwenden und die bisher üblichen Mittel einer solchen Geradführung durch die verdrehstarre Ausbildung des Federkörpers zu ersetzen. Ein solches Verbindungselement hat den Vorzug der Einfachheit und des Fortfalls ständig zu schmierender Gleitflächen. Der bisher durch die Mittel der Geradführung eingenommene Raum steht für eine günstigere Bemessung und Gestaltung der Federglieder als solcher zur Verfügung. Bei gleich großer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes im Vergleich zu einer in die Geradführung eingebauten Feder kann das neue Verbindungselement um so viel kleiner im Ausmaß sein, als die um die Feder herumgebauten. Geradführungsmittel an Raum erfordern. Die Einspannmittel an den beiden Enden des verdrehstarren Federkörpers zur Verbindung mit je einem der beiden zueinander längs beweglichen Teile richten sieh nach der Form dieser Teile.
• In .der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen von Federkörpern dargestellt, die für Verbindungen gemäß der Erfindung zweckmäßig benutzt werden können. Es zeigen: Abb. i einen pneumatischen Federkörper, Abb. 2 eine Schlitzrohrfeder, A'bb. 3 eine doppelte, gegenläuf geSchraubenfeder, Abb. q eine Flachringfeder.
• Abb. 5 ist ein Grundriß zu Abb. .4: Abb. 6 zeigt eine Ringfeder, und Abb. 7 ist der Grundriß einer Flachfeder, deren Aufriß bzw. Seitenansicht etwa der Darstellung in Abb. q. entsprechen würde.
• Die pneumatische Feder nach der Abb. i besteht aus einem Schlauch i, der mit einer Gewebeumhüllung 2 versehen ist. Die beiden Einspannteller 3 und q. sind so gestaltet, daß der Schlauch i mit vollem Querschnitt in schraubenförmiger Steigung ansetzt und ausmündet. Der Einspannteller d. besitzt außerdem noch einen Anschluß 5 für die Einführung von Druckluft in den Schlauch i. Die Gewebeumhüllung .2 trägt an ihren Vertiefungen auf der Außenseite Gleitschienen 6, die eine Berührung der Gewebehülle mit den strichpunktiert angedeuteten Führungen 7 verhindern und so den vorzeitigen Verschleiß des Gummischlauchs i -bzw. seiner Gewebehülle 2 verhüten. Erfindungsgemäß sind nun die einzelnen Schlauchwindungen durch die Gewebeumhüllung miteinander verbunden, so daß in Verbindung mit einer möglichst weit getriebenen Schubfestigkeit des Gewebes an sich und der durch den Luftdruck im Schlauch erzeugten Versteifung des ganzen Systems eine vollkommene Verdrehstarrheit erreicht wird, der eine hohe Elastizität in axialer Richtung gegenübersteht, die durch die Nachgiebigkeit der einzelnen Schlauchwindungen in sich und nach dem Innern des Federzylinders gesichert ist.
• In der Ausführung nach der Abb. 2 ist ein Rohr 8 aus Federmaterial dadurch zu einer längs nachgiebigen Feder gestaltet worden, daß senkrecht zur Rohrachse Schlitze 9 eingefräst sind, die im dargestellten Beispiel jeweils bis knapp zur Hälfte in das Rohr 8 einschneiden, so daß bei den zwei von gegenüberliegenden Seiten erfolgendenEinschlitzungen 9 immer nur ein schmaler Steg io von der Rohrwandung 8 stehenbleibt. Die Anordnung ist nun so getroffen, daß die Einschnittseite der Schlitze 9 in der nächsten Schlitzebene um 9o° wechselt, so daß entsprechend auch die Stege io gegenüber denjenigen in den beiden benachbarten Schlitzebenen um 9o° zueinander zu stehen kommen. Auf diese Weise entsteht der in Abb.2 dargestellte Federkörper, dessen axialer Federweg maximal der Schlitzhöhd mal der Hälfte der Schlitzanzahl entspricht. Die Verdrehstarrheitwird von den stehengebliebenen Stegen io hergestellt, die dabei die verhältnismäßig erhebliche Dicke des Stahlfederrohres 8 ausnutzen. Diese Art der hier beschriebenen Herstellung einer torsionsfesten Längsfeder kann natürlich hinsichtlich der Schlitzaufteilung und Anordnung sowie Form und Ausgangsmaterial sehr verschieden ausgebildet werden.
• In derAbb. 3 ist einegewöhnliche Schraubenfeder i i mit linksgängiger Steigung in eine ebensolche Feder 12 mit rechtsgängiger Steigung hineingeschoben. Der Außendurchmesser der Schraubenfeder i i entspricht ungefähr dem Innendurchmesser der Feder 12. Beide Federn haben an den Kreuzungspunkten der einzelnen Windungen Gelenke 13, so daß sie sich zwar axial gleichmäßig zusammendrücken lassen, einer Verdrehung um ihre senkrechte Achse aber Widerstand entgegensetzen. Dieser Widerstand wird bereits dadufch gebildet, daß jede der beiden Federn sich bei einander entgegengesetzten Drehrichtungen gegeneinander an den Berührungspunkten der Wicklungen abstützt. Um jedoch die Drehbeanspruchung ohne jedes Spiel aufnehmen zu können, sind 'die Bolzengelenke 13 vorgesehen, die natürlich auch durch andere Verbindungs- oder Führungsmittel ersetzt werden können, bei denen die axiale Nachgiebigkeit des einheitlichen Federkörpers nicht beeinträchtigt wird.
• Eine weitere Ausführungsform eines verdrehstarren Federkörpers zeigen die Abb. ,f und 5. Es handelt sich hier um eine Flachringfeder 1q., die an je zwei einander gegenüberliegenden Punkten 15 und 16, bzw. 17 und 18 mit den gleichen Punkten der darüber-bzw. darunterliegenden Feder 14 fest verbunden ist. In allen Punkten findet die Aufnahme der Drehbeanspruchung nahe am äußeren LTmfang der Feder statt. An Stelle der Flachringform kann natürlich auch die volle Tellerform in der bekannten Gestalt angewendet werden. Die Verbindungsstellen 15 bis 18 brauchen auch nicht in der dargestellten Form von Niet- oder Schraubverbindungen ausgebildet zu sein; an Stelle dessen könnenEinzelkerben und Schneiden oder Verzahnungen treten, die lediglich durch den Druck der Feder selbst unter Spannung stehen und gegebenenfalls so ausgebildet sind, daß bei Überschreitung einer bestimmten Höhe der Drehspannung eine selbsttätige Auslösung der Verbindungsstelle erfolgt, um Überbeanspruchungen an anderer Stelle der Bauteile zu verhüten.
• Eine weitere Abweichung gerade -dieser Federgattung ist möglich gemäß Abb. 7 durch die Verwendung von Blattfedern- i9 in rechteckiger Form. Der Widerstand gegen Verdrehen der einzelnen Federn untereinander kann hierbei einerseits durch die an den En= den der Blattfeder vorgesehenen Verbindungsstellen 2o, 2 1 und, andererseits durch Führungskanten 22 übernommen werden. Derartige Formen von Blattfedern lassen sich unter Umständen ziemlich genau dem Rauin anpassen, der für den Einbau der Feder zur Verfügung steht.
• Die in Abb. 6 dargestellte Ringfeder 23 aus vollen Ringen besitzt an den aufeinandersitzenden Preßflächen Verzahnungen 24, die eine Verdrehung gegeneinander verhindern. Es bedarf dann lediglich geeigneter Verbindungsmittel, um den obersten und untersten Ring mit einem Einspannteller verdrehfest zu vereinigen.

Claims (7)

1. PATrNTANSPRÜCHr:: i. Verbindung für Maschinenteile, die nach Art einer Geradführung in der Achsenrichtung der Verbindung gegeneinander verstellbar, aber nicht verdrehbar sein sollen, gekennzeichnet durch einen verdrehstarren Federkörper.
2. 2. Federkörper für Verbindungen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen schraubenförmig um eine zylindrische Führung gewickelten Druckluftschlauch, der gegen ein Verschieben der Windungen in tangentialer' Richtung durch Verbindungsmittel zwischen gegenseitigen Berührungsflächen gesichert ist.
3. 3. Federkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmig gewickelte Druckluftschlauch von einer möglichst schubfesten Gewebehülle umgeben ist, die an ihren gegenseitigen Berührungsflächen verbunden wird oder quer zur Wicklungsebene aus einem Stück hergestellt und mit den Einspannenden der Feder fest verbunden ist. ,
4. 4. Federkörper nach den Ansprüchen 2 und 3, gekennzeichnet durch Schutzgleitflächen aus härterem Material an denjenigen Stellen der Druckluftschlauchfedern, wo sie während der Federung an der zylindrischen Führung gleiten.
5. 5. Federkörper für Verbindungen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Ringfedern, die zur Übertragung des Drehmomentes an den Berührungsflächen- gezahnt sind.
6. 6. Federkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Zähne einen solchen Neigungswinkel haben, daß die gegenseitige Haftung bei Überschreiten einer bestimmten Größe des Drehmomentes überwunden wird als Sicherung gegen zu hohe Drehbeanspruchungen.
7. 7. Federkörper für Verbindungen nach Anspruch r, gekennzeichnet durch Ringfedern mit Schlitzen in Form von Sprengringen, deren Schlitze in Führungsstollen des jeweilig anschließenden Federringes eingreifen. B. Federkörper für Verbindungen nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Federglieder in an sich bekannter Weise in der Umfangsrichtung durch mindestens zwei möglichst gegenüber und weit außen liegende Verbindungspunkte zusammenhängen, die in tangentialer Richtung unnachgiebig und in axialer Richtung federnd nachgiebig angeordnet oder ausgebildet sind. Federkörper nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein gegen Verdrehung unnadhgicbiges Rohr aus Federmaterial als Ausgangsform, das in an sich bekannter Weise axial durch quer zur Rohrachse bis auf schmale Stege (Verbindungspunkte) herausgearbeiteteEinschlitzungen, die sich zueinander versetzt stetig wiederholen, nachgiebig gestaltet ist. to. Federkörper nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch je eine rechts- und linksgängig gewickelte, axial ineinandergesteckte Spiralfeder, die beiden an ihren im entspannten Zustand sich kreuzenden, einander gegenüberliegenden Berührungspunkten gelenkig miteinander verbunden sind. ii. Federkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federglieder in an sich bekannter Weise durch Flachfedern gebildet werden, die Blatt-, Teller- oder beliebige andere, der Grundrißforin des Bauteils angepaßte Form besitzen.