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Feld der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kupplung, um eine Beschädigung eines Kondensators einer MRT-Vorrichtung durch Ausüben eines übermäßigen Drehmoments durch die Abstimmstäbe der Gradientenspule zu verhindern. Noch spezifischer erlaubt es die Kupplung, dass die Abstimmstäbe rutschen (auskuppeln), wenn der Kondensator das Ende seines Abstimmbereiches erreicht.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Orientierung der Bilder bei MRT wird gesteuert durch Veränderung des Hauptmagnetfeldes unter Verwendung von Gradientenspulen. Bei der Durchführung von MRT-Experimenten muss die Spule auf die Resonanzfrequenz der zu untersuchenden Kerne abgestimmt sein. Zusätzlich sollte die Impedanz der Spule elektrisch angepasst sein auf die Impedanz der Übertragungsleitung, die optional durch den Multiplexer mit dem Empfänger gekoppelt ist, um den maximale Energietransfer und das beste Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erreichen. Um die Spule abzustimmen und anzupassen, haben konventionelle NMR Drehkondensatoren. Typischerweise wird zumindest ein Drehkondensator angepasst, um die Spule an die gewünschte Resonanzfrequenz anzupassen, und zumindest ein anderer Drehkondensator wird angepasst, um die Impedanz der Spule anzugleichen. Um die Kapazität von Drehkondensatoren anzupassen, werden mechanische Verbindungsstücke mit Drehkondensatoren in der Spule gekoppelt, die als die Abstimmstäbe bekannt sind.
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Die Abstimmstäbe erstrecken sich von dem nahen Ende der Übertragerspule, um es so einem Nutzer zu erlauben, die Drehkondensatoren anzupassen, wenn die Übertragerspule in der Gradientenspule installiert ist. Mechanische Kupplungen, die auf den Abstimmstäben montiert sind, erlauben es den Abstimmstäben zu rutschen, wenn die Drehkondensatoren das Ende ihres Abstimmbereiches erreichen, und reduzieren so die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Kondensatoren, sollte der Nutzer versuchen, einen Abstimmstab über den Abstimmbereich eines Kondensators hinaus zu drehen.
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Eine Kupplung ist definiert als eine mechanische Vorrichtung, die, wenn sie eingekuppelt ist, die Übertragung einer Kraft (und daher normalerweise einer Bewegung) von einer Komponente (dem Antriebselement) zu einem anderen (dem angetriebenen Element) bereitstellt, die aber auch ausgekuppelt werden kann. Eine Rutschkupplung erlaubt es einer rotierenden Welle zu rutschen, wenn an einer Maschine ein höherer als ein normaler Widerstand auftritt.
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Mehrere MRT-Vorrichtungen führen eine Kupplung auf. Beispielsweise berichtet
US 6,323,647 von einem durch einen Motor angetriebenen Abstimmen und ein Anpassen von HF-Spulen in einer NNR-Sonde umfassend eine Schaltkupplung, die eine Wellenscheibe umfasst.
US 2008/0204028 beschreibt ebenfalls eine mechanische Kupplung, um zu erlauben, dass die Abstimmstäbe rutschen, wenn die Drehkondensatoren das Ende ihres Abstimmbereiches erreichen, und reduziert so die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Kondensatoren,
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Es wurde jedoch keine Kupplung spezifisch dazu gestaltet, um die Abstimmstäbe mit dem Kondensator zu verbinden, wobei die speziellen Bedingungen hinsichtlich MRT-Sicherheit in Betracht gezogen wurden.
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Es gibt daher ein langes unerfülltes Bedürfnis für eine Kupplung, die MRT-sicher ist und die spezifisch dazu gestaltet ist, um die Abstimmstäbe der MRT-Spule mit dem Kondensator zu verbinden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt eine mechanische Kupplung bereit, die die Drehung einer ersten und einer zweiten drehbaren Welle aneinander ankuppelt; wobei die besagte mechanische Kupplung umfasst: ein äußeres Element 110, das eine erste Hauptlongitudinalachse 111 hat mit einem fernen und einem nahen Ende, und das weiter in einer Ebene senkrecht zu der besagten Longitudinalachse auf dem besagten fernen Ende eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung 112 hat; wobei das besagte äußere Element in dem besagten nahen Ende mit der besagten ersten Welle verbunden ist; wobei die besagte zylindrische Bohrung zumindest ein halbstarres Element 113 (SFM) aufweist, das zumindest eine Öffnung 114 aufweist; wobei das besagte SFM dazu konfiguriert ist, reversibel von einer entspannten Konfiguration (RC) 113A in eine gespannte Konfiguration (TC) 113B überzugehen; besagtes Element; ein inneres Element 120, das eine zweite Hauptlongitudinalachse 121 mit einem fernen und einem nahen Ende hat; wobei das besagte innere Element in dem besagten nahen Ende mit der besagten zweiten Welle verbunden ist; wobei das besagte innere Element in dem besagten fernen Ende einen zylindrischen Überstand 122 hat, der eine dritte Hauptlongitudinalachse 124 hat; wobei besagter zylindrischer Überstand dazu konfiguriert ist, drehbar innerhalb der besagten zylindrischen Bohrung untergebracht zu sein; wobei der besagte Überstand zumindest eine Ausbuchtung 123 senkrecht zu der besagten dritten Longitudinalachse hat, die aus dem besagten Überstandsgehäuse heraustritt; wobei die besagte zumindest eine Ausbuchtung ein nahes und ein fernes Ende hat; wobei besagtes fernes Ende in Kontakt mit dem besagten zylindrischen Überstand ist; wobei besagtes SFM in der besagten TC ist, wenn das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung reversibel innerhalb der besagten Öffnung untergebracht ist, und in besagter RC ist, wenn das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung außerhalb der besagten Öffnung angeordnet ist; wobei das besagte SFM dazu konfiguriert ist, zeitweilig nach außen auszubrechen, wenn es in der besagten TC ist; wobei die besagte Kupplung aufhört, die besagte Drehung der besagten ersten und der besagten zweiten drehbaren Wellen aneinander anzukuppeln, wenn das besagte SFM nach außen ausbricht.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte innere Element und das besagte äußere Element aus MRT-sicheren Materialien gemacht sind.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte innere Element und das besagte äußere Element aus Kunststoff gemacht sind.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte Kunststoff thermoplastisch ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung ausgewählt ist aus einer Gruppe Kupplungen bestehend aus: Ratschkupplung, Synchronkupplung, Überlastkupplung und jeder Kombination davon.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte Element in der besagten entspannten Konfiguration ist, wenn das von der besagten zweiten Welle ausgeübte Drehmoment unter einem vorbestimmten Wert ist, und in der besagten gespannten Konfiguration ist, wenn das besagte Drehmoment gleich oder über dem besagten vorbestimmten Wert ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte vorbestimmte Wert anpassbar ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung automatisch wieder einkuppelt, wenn das besagte Drehmoment auf weniger als den besagten vorbestimmten Wert zurückgeht.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung ein manuelles Wiedereinkuppeln erfordert.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte Wiedereinkuppeln durch Übergang der besagten Ausbuchtung von der besagten Öffnung erfolgt.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte Kupplung eine spielfreie Drehmomentübertragung hat.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte erste Welle zumindest ein Kondensator und die besagte zweite Welle zumindest ein Abstimmstab einer Resonanzspule eines MRT ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mechanische Kupplung 100 zu offenbaren, die die Drehung einer ersten und einer zweiten drehbaren Welle aneinander ankuppelt; wobei die besagte mechanische Kupplung umfasst: ein äußeres Element 110, das eine erste Hauptlongitudinalachse 111 mit einem fernen und einem nahen Ende hat, das weiter in einer Ebene senkrecht zu der besagten Longitudinalachse auf dem besagten fernen Ende eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung 112 hat; wobei das besagte äußere Element in dem besagten nahen Ende mit der besagten ersten Welle verbunden ist; wobei die besagte zylindrische Bohrung zumindest ein halbstarres Element (SFM) 113 aufweist, das zumindest eine Öffnung 114 umfasst; wobei das besagte SFM dazu konfiguriert ist, reversibel von einer entspannten Konfiguration (RC) 113A in eine gespannte Konfiguration (TC) 113B überzugehen; besagtes Element; ein inneres Element 120, das eine zweite Hauptlongitudinalachse 121 mit einem fernen und einem nahen Ende hat; wobei das besagte innere Element in dem besagten fernen Ende mit der besagten zweiten Welle verbunden ist, die ein Drehmoment (Tx) ausübt; wobei das besagte innere Element in dem besagten fernen Ende einen zylindrischen Überstand 122 hat, der eine dritte Hauptlongitudinalachse 124 hat; wobei besagter zylindrischer Überstand dazu konfiguriert ist, drehbar innerhalb der besagten zylindrischen Bohrung untergebracht zu sein, wobei der besagte Überstand zumindest eine Ausbuchtung 123 senkrecht zu der besagten dritten Longitudinalachse hat, die aus dem besagten Überstandsgehäuse heraustritt; wobei die besagte zumindest eine Ausbuchtung ein nahes und ein fernes Ende hat; wobei besagtes fernes Ende in Kontakt mit dem besagten zylindrischen Überstand ist; wobei das besagte SFM in der besagten TC ist, wenn das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung reversibel innerhalb der besagten Öffnung untergebracht ist, und in besagter RC ist, wenn das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung außerhalb der besagten Öffnung angeordnet ist; wobei das besagte SFM dazu konfiguriert ist, zeitweilig nach außen auszubrechen, wenn es in der besagten TC ist; wobei die besagte Kupplung aufhört, die besagte Drehung der besagten ersten und der besagten zweiten drehbaren Wellen aneinander anzukuppeln, wenn das besagte SFM nach außen ausbricht; wobei das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung innerhalb der besagten Öffnung untergebracht ist, wenn das besagte Tx oberhalb eines vorbestimmten Drehmomentwertes (PTV) ist, und wobei das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung außerhalb der besagten Öffnung angeordnet ist, wenn das besagte Tx gleich oder niedriger ist als der besagte PTV.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte Kupplung aus MRT-sicheren Materialien gemacht ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte SFM aus Kunststoff gemacht ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte Kunststoff thermoplastisch ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte erste Welle zumindest ein Kondensator und die besagte zweite Welle zumindest ein Abstimmstab einer Resonanzspule eines MRT ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte PTV anpassbar ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung ausgewählt ist aus einer Gruppe Kupplungen bestehend aus: Ratschkupplung, Synchronkupplung, Überlastkupplung und jeder Kombination davon.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung automatisch wieder einkuppelt, wenn der besagte PTV auf weniger als den besagten vorbestimmten Wert zurückgeht.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung ein manuelles Wiedereinkuppeln erfordert.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte Wiedereinkuppeln durch Übergang der besagten Ausbuchtung von der besagten Öffnung erfolgt.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte erste Welle mit dem besagten äußeren Element durch ein Kardangelenk verbunden ist, das dazu konfiguriert ist, den Winkel des besagten von der besagten zweiten Wellen ausgeübten Drehmomentes zu ändern.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte Kupplung eine spielfreie Drehmomentübertragung hat.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte Tx sofort abfällt, wenn die besagte mechanische Kupplung auskuppelt.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte erste Welle mit dem besagten äußeren Element durch ein Kardangelenk verbunden ist, das dazu konfiguriert ist, den Winkel des von dem besagten TR ausgeübten Tx zu ändern.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte erste rotierende Welle eine Grenze des Drehmomentes hat, das sie entgegennehmen kann (Ty).
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei besagtes Tx < Ty.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mechanische Kupplung 100 zu offenbaren, die die Drehung zumindest eines Kondensators 140 und eines Abstimmstabes einer Resonanzspule eines MRT (TR) 130 aneinander ankuppelt; wobei die besagte mechanische Kupplung umfasst: ein äußeres Element 110, das eine erste Hauptlongitudinalachse 111 mit einem fernen und einem nahen Ende hat, das weiter in einer Ebene senkrecht zu der besagten Longitudinalachse auf dem besagten fernen Ende eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung 112 hat, wobei das besagte äußere Element an dem besagten nahen Ende mit dem besagten zumindest einen Kondensator verbunden ist; wobei die besagte zylindrische Bohrung zumindest ein halbstarres Element (SFM) 113 aufweist, das zumindest eine Öffnung 114 umfasst; wobei besagtes SFM dazu konfiguriert ist, reversibel von einer entspannten Konfiguration (RC) 113A in eine gespannte Konfiguration (TC) 113B überzugehen; besagtes Element; ein inneres Element 120, das eine zweite Hauptlongitudinalachse 121 mit einem fernen und einem nahen Ende hat; wobei das besagte innere Element in dem besagten fernen Ende mit dem besagten TR verbunden ist, der ein Drehmoment (Tx) ausübt; wobei das besagte innere Element in dem besagten fernen Ende einen zylindrischen Überstand 122 hat, der eine dritte Hauptlongitudinalachse 124 hat; wobei besagter zylindrischer Überstand dazu konfiguriert ist, drehbar innerhalb der besagten zylindrischen Bohrung untergebracht zu sein, wobei der besagte Überstand zumindest eine Ausbuchtung 123 senkrecht zu der besagten dritten Longitudinalachse hat, die aus dem besagten Überstandsgehäuse heraustritt; wobei die besagte zumindest eine Ausbuchtung ein nahes und ein fernes Ende hat; wobei besagtes fernes Ende in Kontakt mit dem besagten zylindrischen Überstand ist; wobei besagtes SFM in der besagten TC ist, wenn das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung innerhalb der besagten Öffnung untergebracht ist, und in besagter RC ist, wenn das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung außerhalb der besagten Öffnung angeordnet ist; wobei das besagte SFM dazu konfiguriert ist, zeitweilig nach außen auszubrechen, wenn es in der besagten TC ist; wobei die besagte Kupplung aufhört, den besagten zumindest einen Kondensator und den TR aneinander anzukuppeln, wenn das besagte SFM nach außen ausbricht; wobei das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung reversibel innerhalb der besagten Öffnung untergebracht ist, wenn das besagte Tx oberhalb eines vorbestimmten Drehmomentwertes (PTV) ist, und wobei das besagte nahe Ende der besagten Ausbuchtung außerhalb der besagten Öffnung angeordnet ist, wenn das besagte Tx gleich oder niedriger ist als der besagte PTV.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte Kupplung aus MRT-sicheren Materialien gemacht ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte SFM aus Kunststoff gemacht ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte Kunststoff thermoplastisch ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte PTV anpassbar ist.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung ausgewählt ist aus einer Gruppe Kupplungen bestehend aus: Ratschkupplung, Synchronkupplung, Überlastkupplung und jeder Kombination davon.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung automatisch wieder einkuppelt, wenn der besagte PTV auf weniger als den besagten vorbestimmten Wert zurückgeht.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte mechanische Kupplung ein manuelles Wiedereinkuppeln erfordert.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte Wiedereinkuppeln durch Übergang der besagten Ausbuchtung von der besagten Öffnung erfolgt.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte Kondensator mit dem besagten äußeren Element durch ein Kardangelenk verbunden ist, das dazu konfiguriert ist, den Winkel des besagten, von dem besagten TR ausgeübten Tx zu ändern.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei die besagte Kupplung eine spielfreie Drehmomentübertragung hat.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei das besagte Tx sofort abfällt, wenn die besagte mechanische Kupplung auskuppelt.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei der besagte zumindest eine Kondensator eine Grenze des Drehmomentes hat, das er entgegennehmen kann (Ty).
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die mechanische Kupplung wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, wobei besagtes Tx < Ty.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mechanische Kupplung 100 zu offenbaren, die die Drehung einer ersten und einer zweiten drehbaren Welle aneinander ankuppelt; umfassend: ein äußeres Gehäuse 120, das eine erste Hauptlongitudinalachse mit einem fernen und einem nahen Ende hat, das weiter in einer Ebene senkrecht zu der besagten zweiten Achse eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung hat, wobei das besagte äußere Gehäuse in dem besagten nahen Ende mit der besagten zweiten Welle verbunden ist; ein inneres Element 110, das dazu konfiguriert ist, rotierbar innerhalb des besagten äußeren Elements untergebracht zu sein, und das eine erste Hauptlongitudinalachse mit einem fernen und einem nahen Ende hat, und das in dem besagten fernen Ende mit der besagten ersten Welle verbunden ist, gekennzeichnet durch in einer Ebene senkrecht zu der besagten ersten Achse einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt, der einen definierten Durchmesser DI hat; wobei das besagte innere Element zumindest eine Ausbuchtung umfasst, die diesen Durchmesser DI überragt, wobei die besagte Ausbuchtung gekennzeichnet ist durch eine nahe Basis, die innerhalb des Durchmesser DI angeordnet ist, und ein fernes Ende, das außerhalb des Durchmessers DI stört; wobei das besagte äußere Gehäuse weiter zumindest ein halbstarres Element umfasst, das dazu konfiguriert ist, von einer entspannten Konfiguration, wobei die besagte Ausbuchtung in, und einer gespannten Konfiguration durch ein vorbestimmtes Drehmoment (Tx) überzugehen; wobei das besagte Element zumindest eine Öffnung umfasst, die dazu konfiguriert ist, reversibel das besagte ferne Ende der Ausbuchtung aufzunehmen; wobei die Orientierung der besagten Ausbuchtung in Bezug auf die Öffnung des besagten Elementes drehbar transformierbar ist von zumindest einer ersten überlagerten Orientierung, wo der ferne Teil der Ausbuchtung innerhalb der besagten Öffnung angeordnet ist, zu zumindest einer zweiten nicht überlagerten Phase; wobei das besagte Element dazu konfiguriert ist, zeitweilig nach außen auszubrechen, wenn es in seiner überlagerten Konfiguration ist; wobei in der besagten überlagerten Orientierung die Drehung von sowohl der besagten ersten Welle als auch der besagten zweiten Well synchron gekuppelt ist; und wobei weiter bei der besagten zumindest einen zweiten nicht überlagerten Phase die besagte erste Welle und die besagte zweite Welle ausgekuppelt sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden, und in denen auf dem Wege der Illustration spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung aufgeführt werden kann, gezeigt werden. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle Änderungen gemacht werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung kann gemäß den Ansprüchen mit einigen oder allen dieser spezifischen Details ausgeführt werden. Zum Zwecke der Klarheit ist technisches Material, das in den technischen Feldern, die mit der Erfindung in Beziehung stehen, bekannt ist, nicht im Detail beschrieben worden, so dass die vorliegende Erfindung nicht unnötig verdunkelt wird.
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1A ist eine schematische Illustration der inneren und äußeren Elemente einer mechanischen Kupplung 100:
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1B ist eine schematische Illustration einer mechanischen Kupplung in ihrer geöffneten und geschlossenen Form 100;
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2A ist eine schematische Illustration einer mechanischen Kupplung in ihrer gespannten und entspannten Konfiguration 200;
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2B ist eine schematische Illustration einer mechanischen Kupplung in ihren verschiedenen Formen entsprechend dem einwirkenden Drehmoment (Tx);
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3A und 3B sind schematische Illustrationen einer mechanischen Kupplung, die einen Abstimmstab einer Resonanzspule an einen Kondensator 300 ankuppelt; und
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4 ist eine schematische Illustration eines Abstimmstabes, der mit einer Kupplung durch ein Kardangelenk verbunden ist.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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In der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden, und in denen auf dem Wege der Illustration spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung aufgeführt werden kann, gezeigt werden. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle Änderungen gemacht werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung kann gemäß den Ansprüchen mit einigen oder allen dieser spezifischen Details ausgeführt werden. Zum Zwecke der Klarheit ist technisches Material, das in den technischen Feldern, die mit der Erfindung in Beziehung stehen, bekannt ist, nicht im Detail beschrieben worden, so dass die vorliegende Erfindung nicht unnötig verdunkelt wird.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist es, eine mechanische Kupplung zum Übertragen von Drehmoment von einem Element auf ein anderes bereitzustellen. Das empfangende Element hat eine Grenze des Drehmoments, das es aufnehmen kann, so dass die Kupplung eine Vorrichtung zum Auskuppeln hat, wenn das Drehmoment sich an die Grenze des empfangenden Elementes annähert, um eine Beschädigung des empfangenden Elementes zu verhindern.
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In einer spezifischen Ausführungsform ist das übertragende Element ein Abstimmstab der MRT-Spule, und das empfangende Element ist ein Kondensator. Der Kondensator hat eine beschränkende Kapazität und ein zu großes Drehmoment, das von dem Abstimmstab empfangen wird, könnte ihn beschädigen. Die Kupplung vermittelt das Drehmoment von dem Abstimmen zu dem Ausgangsdrehmoment, das von dem Kondensator empfangen wird. Die Kupplung ist zum Auskuppeln konfiguriert, wenn eine spezifizierte Größe an Eingangsdrehmoment empfangen wird. Die spezifizierte Größe ist weniger als die Größe, die Schaden an dem Kondensator verursachen wird, um ihm so keinen Schaden zu verheißen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform, eine mechanische Kupplung, die eine erste und eine zweite drehbare Welle aneinander ankuppelt. Die Kupplung umfasst ein äußeres Gehäuse, das eine erste Hauptlongitudinalachse mit einem fernen und einem nahen Ende hat, das weiter in einer Ebene senkrecht zu der besagten zweiten Achse eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung hat, wobei das besagte äußere Gehäuse in dem besagten nahen Ende mit der besagten zweiten Welle verbunden ist. Die Kupplung umfasst weiter ein inneres Element, das dazu konfiguriert ist, rotierbar innerhalb des besagten äußeren Elements untergebracht zu sein, und das eine erste Hauptlongitudinalachse mit einem fernen und einem nahen Ende hat, und das in dem besagten fernen Ende mit der besagten ersten Welle verbunden ist, gekennzeichnet durch in einer Ebene senkrecht zu der besagten ersten Achse einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt, der einen definierten Durchmesser DI hat. Das innere Element umfasst zumindest eine Ausbuchtung, die diesen Durchmesser DI überragt, wobei die besagte Ausbuchtung gekennzeichnet ist durch eine nahe Basis, die innerhalb des Durchmesser DI angeordnet ist, und ein fernes Ende, das außerhalb des Durchmessers DI stört. Das äußere Gehäuse umfasst weiter zumindest ein halbstarres Element, das dazu konfiguriert ist, reversibel von einer entspannten Konfiguration, wobei die besagte Ausbuchtung in, und einer gespannten Konfiguration durch ein vorbestimmtes Drehmoment (Tx) überzugehen. Das Element umfasst zumindest eine Öffnung, die dazu konfiguriert ist, reversibel das besagte ferne Ende der Ausbuchtung aufzunehmen. Die Orientierung der besagten Ausbuchtung in Bezug auf die Öffnung des besagten Elementes ist drehbar transformierbar von zumindest einer ersten überlagerten Orientierung, wo der ferne Teil der Ausbuchtung innerhalb der besagten Öffnung angeordnet ist, zu zumindest einer zweiten nicht überlagerten Phase; das Element ist dazu konfiguriert, zeitweilig nach außen auszubrechen, wenn es in seiner überlagerten Konfiguration ist. Die überlagerte Orientierung, die Drehung von sowohl der besagten ersten Welle als auch der besagten zweiten Welle ist synchron gekuppelt; und wobei weiter bei der besagten zumindest einen zweiten nicht überlagerten Phase die besagte erste Welle und die besagte zweite Welle ausgekuppelt sind.
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Es wird nun auf 1A und 1B Bezug genommen. Die Kupplung 100 umfasst ein inneres Element 120 und ein äußeres Element 110. Das äußere Element 120 ist gekennzeichnet durch eine erste longitudinale Achse 111, die ein nahes und ein fernes Ende hat. Es ist dazu angepasst, das drehmomentempfangende Element (TRE) (zweite rotierende Welle) auf dem fernen Ende zu beherbergen, und den Überstand des inneren Elementes in dem nahen Ende 122. Das Teil, das dazu angepasst ist, den Überstand zu beherbergen, ist ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse, das gemacht ist umfassend zumindest ein halbstarres Element 113. Das halbstarre Element umfasst eine Öffnung. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die halbstarren Platten aus einem Thermoplasten gemacht.
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Das innere Element 120 ist gekennzeichnet durch eine zweite longitudinale Achse 121, die ein nahes und ein fernes Ende hat. Das äußere Element ist dazu angepasst, das drehmomenterzeugende Element (erste rotierende Welle) auf dem fernen Ende zu beherbergen und innerhalb des äußeren Elementes durch einen zylindrischen Überstand zu passen, der sich von dem nahen Ende 122 erstreckt. Der zylindrische Überstand ist gekennzeichnet durch eine dritte longitudinale Achse 141 parallel zu der besagten zweiten longitudinalen Achse. Der Überstand umfasst zumindest eine Ausbuchtung 113, die sich von der Hülle des zylindrischen Überstandes vorwölbt. Die Ausbuchtung ist gekennzeichnet durch ein nahes Ende, das mit dem Überstand verbunden ist, und einem nahen Ende. Das ferne Ende der Ausbuchtung ist dazu konfiguriert, darin die Öffnung des halbstarren Elementes unter spezifischen Bedingungen zu beherbergen. Das Eingangsdrehmoment (Tx), das von der ersten rotierenden Welle ausgeübt wird, dreht den Überstand des inneren Elementes.
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Es wird nun auf 1B Bezug genommen, die den inneren und äußeren Teil der mechanischen Kupplung getrennt, und, wenn der Überstand des inneren Elementes innerhalb des zylindrischen Gehäuses des äußeren Elementes ist, verbunden zeigt.
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Es wird nun auf 2A Bezug genommen, die eine schematische Illustration einer mechanischen Kupplung in ihrem gespannten und entspannten Zustand ist. Solange das Eingangsdrehmoment (Tx), das von der ersten rotierenden Welle (Abstimmstab) erzeugt wird, unter einem vorbestimmten Drehmomentwert (PTV) ist, ist die Ausbuchtung außerhalb der Öffnung des halbstarren Elementes untergebracht, und sie ist in ihrem entspannten Zustand. 113A. In dem entspannten Zustand ist die Kupplung eingekuppelt und sie überträgt Drehmoment von der zweiten rotierenden Welle zu der ersten rotierenden Welle. Sobald das Drehmoment, das von der zweiten rotierenden Welle ausgeübt wird, den PTV übersteigt, ist die Ausbuchtung innerhalb der Öffnung des halbstarren Elementes, und es wird als in einer gespannten Konfiguration bezeichnet. In der gespannten Konfiguration bricht das Element nach außen 113B aus. Sobald das halbstarre Element ausbricht, hört die Kupplung auf, das Drehmoment von der zweiten zu der ersten Welle zu kuppeln. In diesem Zustand wird die Kupplung als ausgekuppelt bezeichnet, was bedeutet, dass das Eingangsdrehmoment nicht mit dem Ausgangsdrehmoment verbunden ist, das von der ersten rotierenden Welle empfangen wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der PTV niedriger als das maximale Drehmoment, das die erste rotierende Welle aushalten kann. Dies eliminiert die Möglichkeit der Beschädigung der ersten Welle durch Anwendung eines Übermaßes an Drehmoment, was veranlassen wird, dass sie mechanisch bricht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kuppelt die Kupplung automatisch wieder ein, sobald das Drehmoment auf unterhalb PTV zurückgeht. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform muss die Kupplung manuell wieder eingekuppelt werden. Ein Wiedereinkuppeln wird nur dann möglich sein, wenn das Drehmoment unterhalb PTV ist.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die erste rotierende Welle und/oder die zweite rotierende Welle mit dem äußeren Element bzw. dem inneren Element durch ein Kardangelenk verbunden, was die Veränderung des Winkels des Drehmomentes ermöglicht, während es es von der zweiten Welle zu der ersten Welle über die mechanische Kupplung überträgt.
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Es wird nun auf 2B Bezug genommen, die eine schematische Illustration der mechanischen Kupplung in ihren verschiedenen Formen entsprechend dem einwirkenden Eingangsdrehmoment (Tx) 200 ist. Der Graph repräsentiert die Größe des auf den inneren Teil der mechanischen Kupplung einwirkenden Drehmomentes. Solange das Eingangsdrehmoment unter dem PTV ist, ist die Kupplung in ihrer entspannten Konfiguration 200A. Sobald die Kupplung ein Tx empfangt, das gleich oder über dem PTV ist, geht die Kupplung in ihre gespannte Konfiguration 200B über. Wenn das Drehmoment wieder zurückgeht auf unter den PTV, dann kuppelt die Kupplung wieder ein (entweder manuell oder automatisch), und sie geht zurück in ihre entspannte Konfiguration.
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Es wird nun auf 3A und 3B Bezug genommen, die schematische Illustrationen einer mechanischen Kupplung sind, die einen Abstimmstab einer Resonanzspule an einen Kondensator ankuppelt. In dieser Figur ist der Abstimmstab 130 der MRT-Spulen innerhalb des äußeren Elementes 110 untergebracht. Der Abstimmstab stellt die Eingangsdrehmomente bereit und dreht den Überstand des inneren Teils. Der Kondensator 140 ist innerhalb des äußeren Elementes untergebracht und empfängt Ausgangsdrehmoment von dem Abstimmstab durch die Kupplung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplung mit dem Kondensator durch ein Kardangelenk verbunden. Das Kardangelenk verbindet den äußeren Teil der Kupplung mit dem Kondensator. Das Kardangelenk ermöglicht die Veränderung des Winkels des Eingangsdrehmoments zu dem Ausgangsdrehmoment.
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Es wird nun auf 4 Bezug genommen, die eine schematische Illustration eines Abstimmstabes ist, der mit einer Kupplung durch ein Kardangelenk verbunden ist. Der Abstimmstab übt ein Drehmoment mit einem spezifizierten Winkel aus. Wenn dieser Winkel geändert werden muss, bevor das Drehmoment von dem Kondensator empfangen wird, dann kann ein Kardangelenk den Abstimmstab mit der Kupplung wie in der Figur gezeigt verbinden. Eine andere Option (nicht gezeigt) ist es, den Kondensator mit der Kupplung durch ein Kardangelenk zu verbinden.
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Das Kardangelenk kann auch allgemeiner verwendet werden, wenn irgendwelche zwei drehbare Wellen durch eine Kupplung verbunden werden. Eine der Wellen oder beide können mit der Kupplung durch ein Kardangelenk verbunden sein.
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Der Begriff ”Kondensator” bezieht sich hierin nachfolgend auf eine passive elektrische Komponente mit zwei Anschlüssen, die benutzt wird, um Energie elektrostatisch in einem elektrischen Feld zu speichern. Der Kondensator umfasst zumindest zwei elektrische Leiter (Platten), die durch ein Dielektrikum (d. h. einen Isolator) getrennt sind. Die Leiter können dünne Filme eines Metalls, Aluminiumfolie oder Scheiben usw. sein. Das „nichtleitende” Dielektrikum dient dazu, die Ladungskapazität des Kondensators zu erhöhen.
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Der Begriff ”Drehmoment” bezieht sich hierin nachfolgend auf die Neigung einer Kraft, ein Objekt um eine Achse zu drehen. Drehmoment hat die Einheit Kraft mal Entfernung. Die offizielle SI-Literatur rät dazu, die Einheit Newtonmeter (Nm) oder die Einheit Joule per Bogenmaß zu benutzen.
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Der Begriff ”Rutschkupplung” bezieht sich hierin nachfolgend auf einen Drehmomentbegrenzer oder eine Sicherheitskupplung oder eine Kupplung mit Meldeeinrichtung. Diese Vorrichtung erlaubt es einer rotierenden Welle zu rutschen, wenn an einer Maschine ein höherer als ein normaler Widerstand auftritt.
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Der Begriff ”Impedanz” bezieht sich hierin nachfolgend auf das Maß der Hemmung, die ein Schaltkreis gegenüber einem Strom zeigt, wenn eine Spannung angelegt wird.
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Der Begriff ”Abstimmstab” bezieht sich hierin nachfolgend auf ein Element, das sich von dem nahen Ende der Übertragerspule erstreckt, um es so einem Nutzer zu erlauben, die Drehkondensatoren abzustimmen, wenn die Übertragerspule in der Gradientenspule installiert ist.
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Der Begriff ”thermoplastisch” bezieht sich hierin nachfolgend auf ein Polymer, das über einer spezifischen Temperatur nachgiebig oder formbar wird, und das beim Kühlen in einen festen Zustand zurückkehrt. Die meisten Thermoplaste haben ein hohes Molekulargewicht. Die Polymerketten verbinden sich durch intermolekulare Kräfte, was es den Thermoplasten erlaubt, umgeformt zu werden, da die intermolekularen Wechselwirkungen beim Kühlen ansteigen und die Bulk-Eigenschaften wieder herstellen. Auf diese Weise unterscheiden sich Thermoplaste von duroplastischen Polymeren, die irreversible chemische Bindungen während des Aushärteverfahrens bilden. Duroplaste schmelzen oft nicht sondern zerbrechen und formen sich beim Kühlen nicht wieder um.
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Der Begriff „Kardangelenk” bezieht sich hierin nachfolgend auf eine allgemeine Verbindung, eine allgemeine Kopplung, ein U-Gelenk, Hardy-Spicer-Gelenk oder ein Hooke-Gelenk. Das Kardangelenk ist ein Gelenk oder Kopplung in einem starren Stab, das es dem Stab erlaubt, sich in jede Richtung zu „biegen”, und wird allgemein verwendet bei Wellen, die eine Rotationsbewegung übertragen. Es besteht aus einem Paar Gelenken, die eng beieinander angeordnet und unter 90° relativ zu einander orientiert sind, die durch eine Querwelle verbunden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6323647 [0005]
- US 2008/0204028 [0005]
