DE1575839A1 - Kreuzgelenkkupplung - Google Patents
KreuzgelenkkupplungInfo
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- DE1575839A1 DE1575839A1 DE19671575839 DE1575839A DE1575839A1 DE 1575839 A1 DE1575839 A1 DE 1575839A1 DE 19671575839 DE19671575839 DE 19671575839 DE 1575839 A DE1575839 A DE 1575839A DE 1575839 A1 DE1575839 A1 DE 1575839A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
- F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
- F16D3/40—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Description
- Neue Beschreibung: ------------------ ie Erfindung bezieht sich auf eine Kreuzgelenkkupplung, bei I I der die beiden im wesentlichen quaderförmi7ren Schenkel je einer U-f*.)rn,igen Gelenkgabel durch eine ebenfalls im wesentlichen quaU-erförmi;?e Gabelwinge miteinander verbunden und an zwei in c#I einer Ebene liegenden koaxialen Zapfen eines ZItipfenkreuzes ochwenkbar gelagert sind. C> Me rier Erfindun,- zu-runde lie-ilende Aufgabe besteht darin, das Verk--inten der Vlälzna(leln zwischen La-#"er,.,uchse und -zapfen zu v-3j-,neiden und eine Kupplung zu schaffen, bei der die Nadelbalinen von Buchse und Z#ipfen unter Last parallel verlaufen. Durch Untersuchungen bekinnter Kreuzgelenke der eingan'-s -renannten l'Irt wurde restgestellt, daß unter Last sowohl die bei-.en Lagerau--en einer Gelenkgabel als auch die zugehöri-,en Zapfei --e,.-,e,niiber der unbelasteten La--,e eleistisch ausgelenkt werden. Bei Belastung weisen die Lageraugen einen Augenversatz EA und die Zapfen einen Zapfenversatz E auf. Die gedachte Biege-Z KZ linie der beiden Lagerau.7"en durch die Gabelachse bildet hier-C> bei eine relativ stark gekrümmte S-Form und ist nach derselben 1:ichtung gekrümmt wie die ebenfalls annähernd S-förmig ausge-L) bildete Biegelinie der beiden Zapfen durch das Gelmkzentrum. Nurde festgestellt, cliß die Auslenkun, der unter dem 1-influß der Torsionsbeanspruchun,- an der Gabelwange gegen-'I,#ber jer Auslenkung der 't-.-ibeliu--yen unter dem Einfluß der Biege-und rL)'chubbe-#.nspruc.hung3n an der Gabelwange im Betrage grtößer und in der Richtun.- entcegen#,esetzt ist. Da der .#uj-enversatz B I_) #D ei A wesentlich --r',-'ßer ist als der Zapfenversatz E und die Auslent' - Z kun-- des G-#Ibel#-:ul-,-es inf,-)l-p- der Torsion der Gabelw#Ingen mit der u"-jlenkun,-, der Z5pfen -leichsinnig i##t, wird mit der vorliegen den '-*rfiniune-- die Lehre ge.--,--ben, durch elastische iormgebung am Ztp+L'enl:reuz und Versteifun.. der .'ra-r)elw-3ngen die ;Größen E A und E im -Letra- ein#jnder anzugleichen, so daß die liadelbahntangen-Z ten an Duchse un(i Z,.p-len .arallel verlaufen und auf diese -2ise Ias Verkun+en der *#i";'lznadeln unter Last vermieden int.
- Gera-ZU der ..r.L'indun,- -iird eine Kreuzi#-f#lenkkupl)luni# der eingangs -enannten Art vor.eschlaf,en, bei der die Z--pfen als biegeelastische lange '.'.'eile ats,ebildet und durch vier eine vierec'zi,-#e zentrisohe i#usne#Lmung des Z"#p'Lenkreuzes einschließende biegeelastische ger-Ide I.'te-teile untereinander verbunden sind Ul,'#d "je:li der die Ga-elwanl;en einen der Kreis-, bzw. .,uadratform ni#en-11 'herten bieire- und torsionssteifen uerschnitt aufweisen. einer belrannten Kreuz"-"elenkkupplung (deutsches Patent 1 122 781) sind ggngigte Digerflächen für die unbelasteten 11...lzn!Ideln vorgesehen. Unter Last liegt dann jeweils nur eine Viu-lzna#te-i'. parallel zu beiden Lagerflächen. Die übrigen Nadeln tragen nicht auf voller L-Unge. Zieser Nachteil tritt-bei der erL'indun,#s"em.ä£en Kreuzgelenkkupplung nicht ein, da bei t> C> letzterer unter Last alle iY_,zlznadeln parallel zu den Lager-. f M«chen aug""ericlitet und stets mehrere *11"»e-#.'lzna(,leln auf ihrer j-anzen LUnge belastet sind. ]*ie bei einer nicht zui.ii Gattunesbegriff der Erfindung gehörenden bekannten Kreuz-elenkkupplun- (französischesPatent 913 748) U U an der nus einem Rohrstück mit anG.esetztem scheibenförni,#en Flansch gebildeten Gelenkgabel auftretenden Belastungs- und Verformun-sverli-Itnione können nicht auf eine Gelenkgabel mit im wesentlichen quaderf«irmi-,"en Gabelschenkeln und -wan-en übertra-.:> ;D gen werden. ':r iot ferner eine roppelkreuzgelenkkupplung (französisches Patent 1 357 804) bekannt geworden, bei der zur '.rzielung einer kurzen Baulänge zwei groLe ringförmige Zripfenkrs#-uze i..-it einer -;ro5en zentrischen zjlindrischen Bohrung versehen sind. Lie 7.,---ffenkreuze werden von je einer Nabe frei durchsetzt, durch Jie ein Ielenkwellenstumpf rit der Gelenkgabel gekupielt i#*,t. 1,ie z,cheibenförmi..,e,n 'ltabelw,-inU"en dieser bekL,#nnten Kul.,plun-7 sind ge,--enüber den durct die Zapfen ausgeübten Biege- und Torsionskräften wenig verwihdungssteif. Eine besondere Flastizit#A des Zapfenkreuzes ist hier nicht beabsichtigt; der für die Verwendung in Personenl-,r-3ftwagen besonders nachteilige große Durchmel-c--er des ringförmi -en Zapfenkreuzes ist erforderlich, um den Gelenkviellenstumpf und die Nabe der Gabelwange sowie das Zapfenkreuz konzentrisch zueinander anordnen zu können. 13ei einer nicht unier den Gattungsbegriff der l',rfindung fallenden bekannten Kreuzgelenkkupplung (schweizer Patent 425 363) ist ein Gelenkwellenstumpf starr mit einem massiven unelastischen Zapfenkreuz mit insgesamt nur zwei - koaxial zueinander liegenden - zylindrischen Zapfen verbunden. Dieses vollkommen starre Zapfenkreuz Ist mit seinen Zapfen in einem elastischen Ringst'ick schwenkbar gelagert, das seinerseits mittels z,.veier Z-7#pfen schwenkbar und verschlebbar in einen topfförmi-en Plansch einzreift. Auch .lurch diese bekannte Kupplung ist es nicht nahegelegt, ein Kreuzgelenk gemiß der Erfindung mit CD einem elastischen Z--pfenkreuz und torsions- und biegesteifen Gabelwnn-en auszubilden. Eie Erfindung ist auch nicht durch eine weitere bekannte Kreuzgelenkkupplun,- (französisches Patent 756 038) vorweggenommen# 1,ei (#er die Gabelschenkel mit ihrer Gabelwange verschraubt sind.
- U Me lösbare Verbindung von Wange und Schenkel vermindert die ,r.'teifi-I:eit und Pestigkeit der Gelenkgabel. Das in sich völlig rt?rre scheibenförmi,-e Zapfenkreuz dieser bekannten Kupplung ist mit unelastischen Zapfen bestückt. Zapfen un(" Z,2pfenkreuz einer anderen bekannten Kreuzge#-enkkupFlung (franzödsches Patent 850 424) sind ebenfalls vollkommen starr ausgebildet. Die relativ,dünnen, breiten Gabelwangen sind nicht verwindungs- bzw. torsionosteif. Die durch die schlitzförmigen Ausnehmun-en in den Gabelschenkeln bedingte -#uerschnittsschwt-chung ergibt eine große Verformung der Gelenk--abel unter Last. Auch diese bekannte Kreuzgelenkkupplung weist ]feine Yerkmale auf, die auf die erfindungegemäße Lösung der Auf #7abe, das Verkanten der W;-Jlznadeln zu vermeiden, hirraeisen. Zum Stand der Technik gehört auch eine Kreuzgelenkkupplung (französisches P tent 1 274 861)" bei der an jedem Zapfen zwei axi,--.l hintereinander angeordnete Gruppen von Wälznadeln vorgesehen sind, die in besonderen KÜfigen angeordnet sein müssen. Außer wegen des hohen technischen Aufwandes ist diese bekannte Kupplung auch noch dadurch nachteilig, daß "l#owohl Zpfen als auch Zapfenkreuz vollkommen starr ausgebildet sind. (Hier anschließend ursprüngliche Beschreibung ab Absatz 4 auf Seite 2 !) Einzelheiten so-.#.ie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindun-- sind der folgenden Beschreibung der Zeichnung zu entnehmen. In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 ein unter Laßt elastisch verforates bekanntes Zapfenkreuz in Ansicht, Fig. 2 die dem Zapfenkreuz aus Pim. 1 zugehörige elastisch verformte Gelenkgabel, an der das Drehmoment eingeleitet wird" Fig. 3 die beiden Teile aus-den Fig. 1 und 2 in ..'i,-,riffslage Fig. 4 das obere Zapfenlager gemüß den Fig. 1 bis 3 mit den verkanteten Wälznadeln, i 7. 5 den im Prinzip gedachten Aufbau-eines CD Zapfenkreuzes aus Stabelementen, Pie. 6 die unter Last verfirmten Stabelemente aus Fig. 5, Fitg. 7 die Darstellung der Bahntangente der Wälznadeln an einem elastisch verformten Lagerzapfen, Pig. 8 eine :durch die Erfindung angestrebte idealisierte Kreuzgelenkkupplung, bei der unter Last die beiden Größen 2 A und EZ gleich sind und die Bahntangenten der Wälznadeln am Au.,j.,e und Zapfen parallel verlaufen, pig. 9 den im Prinzip gedachten Aufbau einer Gelenksabel aus Otabelenenten mit ,ien Lugerkräften an den Gabelaugen, Fig.10 die ausgelenkte Lage der Au",Annuerschnitteg wenn die-Gabelwange ausschließlich auf Biegung, beansprucht ist, Fi-.'11 die Lage der .4%ugenquerschnill-te, -.-Benn die Gab-lwange ausschließlich auf Schub beansprucht ist, Pig.12 die Lage der Augenquergehnittel aenn die Gabelwange ausschließlich auf Verdrehung beansprucht Ist, Fig.13 die Lage des Nangenquerschnittes gem#iß der Beanzii)rucliun,.-r nich Fig. 129 Fi--14 die :'raufsicht auf ein belast(3te.9 "labelauge, zi
Fig.15 die perspektivische Darstellun,7, eines be- kannten Zapfenkreuzes, -"i7.16 einen Schnitt nach Linie XVI XVI in Fig. 159 Z-, - C» Danach weisen die Zapfen 536 bis 539 je ein zylindrisches Basisteil 536a bis 539a Puf, das auch als lm wesentlichen kreiaförmige FI'iicbe gedacht sein kann. Die Basisteile sind durch vier k'te-e 541 bis 544 untereinander verbunden. Die Zapfen 536 bis
539 sind als Stabelemente 545 bis 548 gedacht - ebenso die vor- genannten Stege. Das Pus l"tabp-Iempnten zusammen-#.repetzt !-edachte Zapfenkreuz aus Pi.-,. 5 iFt im helripteten Zuntand (entsprechend den Kräftepaaren Oer 1 und 2) In ri-. A Acreevt#ellt. rie *Znpfenelemente 545 bis 549 sind Puf Bleerunr und Frhub Pie B2hntaneenten T und T als Verbindungslinien durch zwei gednchte Berührunge- 1 2 U punkte Wi unä #v2 einer Wälznadel an einem Z pfenelement weisen den Zapfenversgtz Fz nuf. Pie Stegelemente 542 und 544 sind auf # ti e", #;ie -tereiemente 941 und 543 auf Druck und Z- und Blegun Z) Biegung bennsrruci;t. In Fi.-. 7 ist ein belpfetnter Zapfen 738 als Einzelheit in ver- --rAßerten Maßstab gezeigt. Die Biegelinie S resultiert aus den Z Biege- und Schubspannun,#en am pfen 739. Bei W und l, sind je 1 IL» (-in Ber-Uhriing-,spunt-t W, und '« der 74,0 auf die Biege- L linie S_ projiziert. Pie Bahrt#inagnte T durch die Punkte W d' - 1 1 und W, weist -egeni-ihgr #ior B2hntanlente T,) dee nicht dargestell- ten anderen Zapfens den Z?p-renversitz F,. auf. 7#as zilindrische napisteil 738a ist im wesentlichen unverformt. Bei einem ZRpfenkretiz, dessen Zapfen keinen zy3.indrischen An- sF%tz (7389) wie der Zgpfen 738 aufweisen, kann auch die Fläche 7.38b als Panist--il betrachtet werden. Pieses Basist-il #ijird nach der Lphre der Erfindung als soge- nannter Grundkörper betrachtet, mit dem drei Stab-Elemente nach- Zür von E Z bz#y". zur Angleichung dieser Größe an den f.-u;,enversatz L A lf:t nz-ich einem ersten LUdungsmerki.#.,al der Li'rfindun.-- ein ZapfLenkreuz vorgesehen, bei dem das Basisteil eines curel-#. je ein langes biegeelastisches Stegteil mit kleinem -und großem Viiderstandsmoment mit den Basis- teilen beiden 'il,en&ch,#arten L,#gerzapfen verbun.den ist. Die beiden #.tegteile bilden auf diese Weise jAweils einen hoch- elastischen Diege.i-,lu-ab, uurch dessen Verformung eine starke l"riltmnizr.,- Oer Piegelinie S , und damit ein großer Wert für den it7 (;rzielt werden. Ein derartiges Zapfenkreuz ist in den 17, V', und 23 d!#.rgertellt. Die vier Basieflächen 1736b bir-, 17-'gb des Zapj'enkreuzes 1730 sind durch im Querschnitt x(-r,2de lan",-e Stege 1741 bis 17,44 untereinander ver- bunden. -urch (-ic 1-roße ',','reite B und die geringe Höhe il des .-tegquc;rscl-,nittes .,;eiogn die Stege ein kleines Trägheite- "17 moment und ein #ro#,es '#:iCei-st,-indsmoment auf und sind infolge- uessen #£ußerSt biegsam. 1738 als Einzelheit-der Fig. 18 im Schnitt dargestellt. Der 17 -" .,pfen hat durch eine Zroße tiefe konzentrische Bohrung 1738o die Form eines.nohres. Hierdurch ist am Zapfen eine'große Biege- un#I --clabverformung erzielbar, so daß die Größe '.r#i'z ebenfalls wie ani..,estrebt günstig beeinflußt werden kann. In -'en Fig. 15 und 16 ist nochmals ein bekanntes, biegesteifes Zapfenkreuz 1530 gezeigt, bei dem die Zapfen 1536 bis 1539 und die rincföriii;:ren itegteile 1541 bis 1544 in hohem Maße starr ausgebildet sind, so daß nur ein kleiner Zapfenversatz E, bei au.i. tritt. Tiieses bekannte Zap-Penkreuz 1530 ist be- E-on;'.le#-,j#,o steif durch den kreisförmigen Querschnitt Q15 der Steg- r!n2teile 1541 bis 1544. 'ic fol-enden -netrachtungen anhand der Fig. 9 bis 14 gelten den VerhrUltnissen an der GE,'lenkgabel. In Fig. 9 ist der prinzipielle !'u"b-u- einer Gelenkgabel 925 perspektivisch ##-,e7,eigt. Eei dieser ist #er -171infachheit halber nur das obere Gabelauge 928 -sc- ichnet" die n#chlu"flUche des "abelau,-es 928 an der 945 rmit 946 bezeichnet ist. Der GabelzapP-en trägt vidhrend der Richtungssinn des eingelei- s Bezu.,ßzeichen 947, teten Drehmomentes mit dem Ffeil M d 9 angegeben ist. Die in den zii.ntreii 928 und M 929 der Gabelaugen angreifenden Kräfte sind (Aj-rch rfeile P I und P II an--edeutet. Durch die elastische Ver- fo-t-iiun#-- Cer Gelenk-abel. ändert sich auch die Lage der Anschluä- fläche 9461, viie dies aus den Fig. 10 bis 12 ersichtlich ist. in 11 die Lage-Underung, der Anschlußflächen 946 -3 nun,-en an der Jange 945 einen positiven .;inkelausschlag (+Y) er -lie 316. -'s -.-iuriie -efuncien der Betra, von y -,rößer ist als derjenige von x. lni-,)1-e(ip,1-sen ict ddr aus Biegung und Torsion resultie- rande aer '£.nschlul':jfl'-ichen 9,1,6 und 948 entgegen Iii 2 positiv" l-'t.h." im ihrzeigersinn ge- Je B,3-1u-r-i# von x -e,»'dhlt wird, d.h.. je biageelasti- P,cL---#r aic i.3t, umso '--.lz:iner -.-,ird der in Ilie-. 3 iit z --in,-3--#-bene -,clr'-#,nkaii.;swinkel zwischen Zapfen und - 2)ihruii- tes Gabelaugeo. -ie gleiche ,irkung %,jird auch durch torsionosteifen .#u-arschnitt der Grabelwange erzielt. In t-;en ',ii>-. 21 und 22 ist eine eriin--Jun-s-em-#iße 5 Ders,-,)e;#'iv#sch ellt, bei der die vor#,-tehenden Er- .#3nntnisse berücksichtigt sind. -L-!ie 2145 .9eist einen ue.-schnitt '221 auf, der aufgrund seiner dem strichpunktiert a.-1.--edeuteten ,'Quadrat n 22 angenäherten Form eine torsionssteife, jedoch biegeelastische -lange er--.-ib-G. Die Maße B der'#'x%abelaugen 2123 und 2129 sind -e--,enüber den Bohrun-en 2128a und 2129a groß
Claims (2)
- Neue Ansprüche: 1. Kreuzgelenkkupplung, bei der die beiden im wesentlichen quaderförmigen Schenkel je einer U-förmigen Gelenkgabel durch eine ebenfalls im wesentlichen quaderförmige Gabelwange miteinander verbunden und an zwei in einer Ebene liegenden koaxialen Zapfen eines Zapfenkreuzes schwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (1736 bis 1739) als biegeelastische lange Teile ausgebildet und durch vier eine viereckige zentrische Ausnehmung des Zapfenkreuzes (1730) einschließende biegeelastische gerade Stegteile (1741 biß 1744) untereinander verbunden sind, und daß die Gabelwangen (2125) einen der Kreis-bzw. '#.uadratform angenäherten biege- und torsionesteifen Querschnitt (Q 21) aufweisen.
- 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennseichnetg daß die Zapfen (1736 bis 1739) einen dünnwandigen Ringquerschnitt (Pig. 17 und 23) aufweisen. 3. Kupplung nuch'einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß -ie Stegteile (1741 bis 1744) in an sich bekannter Weise einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt (Q 17) aufweisen. 4. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39 dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Böhe (H) und Breite (B) des Stegquerschnittes (Q 17) ca. 092 bis ea.006 ist. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. bis 4, da-Jurch gekennzeichnetg daß die Ringbreite (B1) des im wesentlichen ringförmigen Gabelauges (2128 bzw. 2129)gegenüber dem Durchmesser der Bohrung (2128a bzw. 2129a) des Gabelauges r elativ groß ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED0053366 | 1967-06-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1575839A1 true DE1575839A1 (de) | 1970-02-19 |
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ID=7054909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671575839 Pending DE1575839A1 (de) | 1967-06-19 | 1967-06-19 | Kreuzgelenkkupplung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1575839A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2934630A1 (de) * | 1979-08-28 | 1981-03-12 | Uni-Cardan Ag, 5200 Siegburg | Kreuzgelenk |
FR2479925A1 (fr) * | 1980-04-05 | 1981-10-09 | Voith Transmit Gmbh | Croisillon a tourillons pour joint de cardan en croix |
DE3641956C1 (de) * | 1986-12-09 | 1988-06-01 | Gelenkwellenbau Gmbh | Kreuzgelenk |
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1967
- 1967-06-19 DE DE19671575839 patent/DE1575839A1/de active Pending
Cited By (5)
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DE3111145A1 (de) * | 1980-04-05 | 1982-01-14 | Voith Transmit GmbH, 7920 Heidenheim | Zapfenkreuz |
US4634401A (en) * | 1980-04-05 | 1987-01-06 | Voith Transmit Gmbh | Journal cross with high fatigue strength |
DE3641956C1 (de) * | 1986-12-09 | 1988-06-01 | Gelenkwellenbau Gmbh | Kreuzgelenk |
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