DE3536833A1 - Kupplung zur spielfreien uebertragung rotatorischer bewegungen, insbesondere fuer praezisionsdrehpotentiometer, und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Kupplung zur spielfreien uebertragung rotatorischer bewegungen, insbesondere fuer praezisionsdrehpotentiometer, und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kupplung nach der Gat
tung des Hauptanspruchs und einem Verfahren zu ihrer
Herstellung nach der Gattung des Anspruchs 10 . Bei der
Übertragung rotatorischer Bewegungen, insbesondere für
Winkelmessungen durch Präzisionspotentiometer oder durch ähnliche
Meßsysteme ist es erforderlich, die Verdrehbewegung
der einen Welle, deren rotatorische Bewegung festge
stellt werden soll (oder einer beliebigen rotatorischen
Bewegung, die sich jedenfalls durch die Verdrehung
einer Welle erfassen läßt), spielfrei und bei Präzi
sionsmessungen absolut spielfrei auf eine zweite Auf
nehmerwelle des Meßsystems zu übertragen, und zwar
darüber hinaus natürlich in der Weise, daß sich nicht
unerwünschte Krafteinwirkungen oder Bewegungen auf
grund dieser Übertragung in einer Richtung ergeben, die
das Meßsystem nicht aufnehmen kann und die daher minde
stens zu einer Belastung, gegebenenfalls zu einer Ver
schleißerhöhung oder Beschädigung von Drehlagern und natürlich Meßfehlern
u. dgl. des Meßsystems führen können. Solche Kräfte
können sich leicht entwickeln, wenn die jeweiligen Wel
len, von denen die Welle, deren Drehbewegung bestimmt
werden soll, als Eingangswelle und die andere, die die
Drehbewegung von dieser auf das Meßsystem überträgt,
als Ausgangswelle, bezogen auf das vorliegende Kupp
lungssystem bezeichnet werden kann, nicht absolut pa
rallel zueinander sind, sondern ihre Mittellinien einen
Winkel zueinander aufweisen oder auch dann, wenn die
Wellen nicht konzentrisch liegen, sondern zusätzlich
oder allein zu dem soeben erwähnten Parallelversatz auch
noch ein Axialversatz vorliegt, mit anderen Worten, die
Wellen fluchten nicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
spielfreie, im Aufbau einfache und daher kostengünsti
ge Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
in der Lage ist, solche gegebenenfalls technisch nicht
immer vermeidbaren, unter Umständen nur sehr geringen
Versätze aufzufangen und die eigentliche, zu messende
Bewegung spielfrei und unbeeinflußt und ohne zusätzli
che unerwünschte Krafteinwirkung auf das jeweils ange
schlossene Meßsystem (Präzisionsdrehpotentiometer) zu
übertragen.
Die erfindungsgemäße Kupplung löst diese Aufgabe mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den
Vorteil, daß durch das kraftschlüssige Anpressen des
Kupplungsbolzens an eine am anderen Kupplungshebel ge
bildete Bezugsfläche eine hochgenaue Übertragung der
Ursprungsdrehbewegung absolut spielfrei erzielt wird,
wobei durch die Ausbildung der den Anpreßdruck erzeugen
den Feder als Blattfeder beidseitig für den Kupplungsbol
zen Anlageflächen gebildet sind.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich noch daraus, daß die
beiden Kupplungshebel im Querschnitt ein vorgegebenes
Profil aufweisen, welches sich durch nur ganz wenige
weitere Komponenten wie eine Preßverschraubung, die
schon erwähnte Blattfeder und deren Befestigungsmittel
sowie durch den Kupplungsbolzen vollständig zur Gesamt
kupplung ergänzen läßt. Daher ist es eine vorteilhafte
Ausgestaltung der Erfindung, die jeweiligen Kupplungs
hebel dadurch herzustellen, daß diese in ihrer Stäbchen
form von einem Längsprofil durch Abschneiden gewonnen
werden können, wobei das Längsprofil bevorzugt ein
Strangpreßprofil aus Aluminium ist. Das Abschneiden der
einzelnen Kupplungsstäbchen in ihrer speziellen Profil
gebung erfolgt also in Querrichtung zum Strangpreßpro
fil, so daß der Herstellungsaufwand schon für die Form
gebung der jeweiligen Kupplungshebel sehr gering ist.
Es werden beide Kupplungshebel aus den stranggepreßten
Aluminiumprofilen hergestellt, die durch ihre Herstel
lung schon die vollständige Endform in der Profilgebung
erhalten - eine Oberflächenvergütung erfolgt dann durch
Eloxierung.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Kupplung möglich. Besonders
vorteilhaft ist die in etwa ballige Form des Kupplungs
bolzens dort, wo dieser durch die von der Blattfeder
ausgeübte einseitige Druckkraft an ihr und an der Be
zugsfläche des Kupplungshebels gehalten und angeschla
gen ist. Diese Balligkeit wird durch eine Kegelstumpf
form beidseitig zum insofern praktisch punktförmigen
Anschlagbereich hergestellt und ermöglicht auch eine
gewisse schiefe, durch nichtfluchtende Wellen bewirkte
Schrägstellung der beiden Kupplungshebel zueinander.
Die den Kupplungsbolzen durch kraftschlüssige Anlage
am anderen Kupplungshebel haltende Blattfeder ist aus
rostbeständigem Federstahl bestimmter Härte gebogen und
wird mit einem Scherspannstift befestigt und auf eine
bestimmte Vorspannung justiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und wird in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Seitenansicht den die Blattfeder lagern
den Kupplungshebel;
Fig. 2 die Kupplungshebel der Fig. 1 in Draufsicht;
Fig. 3 den den Kupplungsbolzen haltenden Kupplungshe
bel in einer Seitenansicht und
Fig. 4 den Kupplungshebel der Fig. 3 in Draufsicht;
Fig. 5 die aus beiden Kupplungshebeln bestehende, beid
seitig Wellenabgänge aufweisende Kupplung in einer
Seiten- und
Fig. 6 die Kupplung der Fig. 5 in Draufsicht und
Fig. 7 in vergrößerter Darstellung den Kupplungsbolzen
und
Fig. 8 die Blattfeder, jeweils in Draufsicht.
Die zusammengebaute Kupplung ist in den Fig. 5 und 6
dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet; sie umfaßt
zwei miteinander lediglich kraftschlüssig, jedoch spiel
frei in geeigneter Weise, wie weiter unten noch erläu
tert wird, verbundene Kupplungshebel 11 a, 11 b, wobei der
Kupplungshebel 11 a mit einer die Eingangsverdrehung
aufnehmenden Eingangswelle 12 und der Kupplungshebel
11 b mit einer die von ihm über den Kupplungshebel 11 a
erfaßte Eingangsverdrehung weiterleitenden Ausgangswel
le 13 verbunden sind.
Die beiden Draufsichten auf den Kupplungshebel 11 a in
Fig. 2 und auf den Kupplungshebel 11 b in Fig. 4 zeigen,
daß die Befestigung an den Wellen 12 und 13 über jeweils
gleiche, geschlitzte Klemmverbindungen 14 erfolgt, wobei
jeder sich nach unten im Querschnitt leicht konisch er
weiternde Kupplungshebel 11 a, 11 b eine Bohrung 15 auf
weist, die weiter nach unten in einen Schlitz 16 über
geht, der von beidseitig sich nach unten fortsetzenden
Kupplungshebelteilhälften 11 a′, 11 a′′ bzw. 11 b′, 11 b′′
gebildet ist. Durch diese beiden Kupplungshebelteilhälf
ten erstreckt sich eine Querbohrung, die in einer ge
eigneten Profilnut verdrehsicher jeweils eine Vierkant
mutter 17 aufnimmt, in die dann bevorzugt eine Zylinder
schraube 18 mit Innensechskant eingeschraubt ist. Die
Befestigung des jeweiligen Kupplungshebels 11 a, 11 b auf
der zugeordneten Welle erfolgt daher problemlos durch
das Anziehen der Klemmverbindung.
In der Zeichenebene der Fig. 2 und 4 dargestellt unter
scheiden sich weiter nach oben die beiden Kupplungshebel
11 a, 11 b dann in der Profilgebung, denn der Kupplungs
hebel 11 a dient der kraftschlüssigen Aufnahme und Erfas
sung des vom anderen Kupplungshebel 11 b ausgehenden
Kupplungsbolzens und verfügt zu diesem Zweck über eine
nach oben offene Bohrung 19, von welcher auf der einen
Seite ein - in Verbindung mit der in die Bohrung eingeleg
ten Blattfeder 20 - die Bezugskante für den Kupplungsbol
zen bildender Ansatz 21 ausgeht. Die in das Halbrund der
Bohrung 19 eingelegte Blattfeder ist in der Darstellung
der Fig. 8 nochmals vergrößert dargestellt, und sie be
steht aus einer U-förmig auf sich selbst im wesentlichen
zurückgebogenen Struktur, - im mit 22 bezeichneten Rund
bereich in etwa der Form der etwas mehr als halbrund
geschlossenen Bohrung 19 im Kupplungshebel 11 a folgend
und mit einem von der Rundung bei 22 tangential grad
linig nach oben bzw. in der Zeichnung der Fig. 8 in
der Zeichenebene nach rechts verlaufenden ersten Schen
kel 23 und einem von dem runden Halbbogen sich zunächst
gradlinig etwas nach innen erstreckenden Teilschenkel 24,
an dem dann ein wieder schwach nach außen aus der U-
Form abgebogener Schenkel 25 angesetzt ist.
Diese in Fig. 8 gezeigte Ausgangsform der gebogenen
Blattfeder ist vorteilhaft, da sich hierdurch nach dem
Einsetzen in die Aufnahmebohrung 19 des Kupplungshebels
11 a ein Aufeinanderzulaufen der beiden Schenkel 23, 25
der Blattfeder 20 ergibt, was für die kraftschlüssige,
auf den in diesem Bereich eingesetzten Kupplungsbolzen
auszuübende Klemmkraft wesentlich ist. Daher ist auch
der Endabstand der beiden Schenkel 23, 25 der Blattfeder,
der in Fig. 2 mit A bezeichnet ist, beim Einsetzen auf
einen vorgegebenen Abstand genau justiert, wobei diese
Justage die Befestigung der Blattfeder in der Aufnahme
halbbohrung 19 mittels eines Scherspannstiftes 26 ein
bezieht, der, wie die Darstellung der Fig. 2 zeigt, eine
durch einen Schlitz unterbrochene Kreisform aufweist
und von innen federnd an der inneren Blattfederrundung
in der Aufnahmebohrung 19 anliegt und diese fest und si
cher durch Klemmwirkung in dieser Position hält.
Der Kupplungsbolzen, über welchen die Übertragung der
rotatorischen Bewegung von der einen Welle auf die an
dere stattfindet - es versteht sich natürlich, daß die
primäre rotatorische Bewegung auch von der Welle 13 auf
die Welle 12, also in der umgekehrten Richtung wie ein
gangs erläutert, erfolgen kann, da sich hier die glei
chen Wirkungen ergeben -, ist in Fig. 2 mit 27 bezeich
net und sitzt vorzugsweise durch Preßpassung in einer
entsprechenden Aufnahmebohrung 28 des zugeordneten
Kupplungshebels 11 b. Diese Aufnahmebohrung 28 ist nach
oben über einen vorgegebenen Kreisbogen geöffnet, so
daß sich ein sicherer Preßpassungssitz des Kupplungs
bolzens 27 in der Bohrung 28 ergibt. Dieser Kupplungs
bolzen 27 ist ein speziell geformter, gehärteter Stahl
stift und hat eine allgemeine, äußere Konfiguration, wie
sie sich der Darstellung der Fig. 7 entnehmen läßt. We
sentlich ist hierbei, daß durch die beidseitige Verjün
gung des Bolzendurchmessers, wie bei 29 und 30 angedeu
tet, eine Balligkeit am Arbeitspunkt 31 erreicht wird,
also dort, wo der Kupplungsbolzen 27 durch die einseitig
wirkende,jedoch flache Blattfeder, nämlich von deren
Schenkel 25 an die gegenüberliegende Fläche gedrückt
wird. Diese Fläche ist gebildet von der Innenfläche des
am Ansatz 21 aufliegenden Schenkels 23 der Blattfeder.
Diese Balligkeit wird erzielt durch zum Bereich des Ar
beitspunktes 31 (dieser kann auch durch eine sehr kurze
zylindrische Gleitfläche gebildet sein, um bei stumpf
winkligem Übergang einen Verschleiß der sich dann bilden
den Ecken zu vermeiden) sich verbreiternde bzw. verjün
gende Kegelstümpfe, die dann über einen Zwischenachsteil
32 in den Schaft 33 übergehen, mit welchem der Kupp
lungsbolzen in der Bohrung 28 aufgenommen wird.
Die von den beiden Kupplungshebeln bei eingestecktem
Kupplungsbolzen eingenommene Arbeitsposition ist aus
der Darstellung der Fig. 6 gut erkennbar, wobei bei der
Montage der Kupplung der Kupplungsbolzen über die von
ihm selbst im vorderen Teil durch die ansteigende Kegel
stumpfform gebildete Einführschräge zwischen die zunächst
noch aufeinanderzu laufenden Blattfederschenkel einge
führt wird. In der Arbeitsposition drückt daher der
Kupplungshebel 27 mit seiner breitesten Stelle (Ar
beitspunktbereich 31) die Federschenkel auseinander
und in die in Fig. 6 dargestellte Position, wobei gut
erkennbar ist, daß die Federwirkung der Blattfeder, al
so das kraftschlüssige Einspannen des Kupplungshebels
dadurch unterstützt wird, daß, wie bei 33 in Fig. 6 er
kennbar, die Blattfeder sich außen an einer nach innen
vorspringenden und den Öffnungsbereich der Aufnahmeboh
rung 19 insoweit verengenden Nase 34 abstützt. Das von
der gebogenen Blattfeder auf diese Weise übertragbare
Drehmoment läßt sich daher gut bestimmen.
Die Formgestaltung der offen gebogenen Blattfeder im
Kupplungshebel 11 a ermöglicht es der Kupplung, einen
Parallelversatz der zu kuppelnden Wellen 12, 13 ohne we
sentlichen Kraftaufwand (Gleitreibung) auszugleichen,
wobei die durch die beidseitige Verjüngung des Bolzen
durchmessers am Arbeitspunkt erzielte Balligkeit des
Bolzendurchmessers es der Kupplung ermöglicht, einen
Winkelversatz der zu kuppelnden Wellen bis zu einer vor
gegebenen Größe (beispielsweise 1,5°) ohne Erzeugung von
Querkräften auszugleichen.
Die erfindungsgemäße sogenannte Gabelkupplung ist daher
in der Lage, durch die Sicherung einer kraftschlüssigen
Anlage des Kupplungsbolzens eine vollkommen spielfreie
Übertragung rotatorischer Bewegungen bei, wie erkennbar,
nur geringem Bearbeitungs- und Teilebedarf zu ermögli
chen, wobei ferner in einer weiteren vorteilhaften Aus
gestaltung vorliegender Erfindung die Herstellung der
an sich durch ihr Querschnittsprofil vergleichsweise
kompliziert zu bearbeitenden einzelnen Kupplungshebel
11 a, 11 b dadurch drastisch vereinfacht wird, daß diese
von einem längeren Stück eines Strangpreßprofils, wel
ches im Querschnitt genau die Profilform hat, wie sie
den Darstellungen der Fig. 4 bzw. 6 entnommen werden
kann, lediglich so abgeschnitten werden, wie man bei
spielsweise Scheiben von einer Wurst abschneidet. Auf
diese Weise findet man sofort in den jeweiligen, voll
kommen fertig und auf Maß profilierten Teilstäbchen die
erforderlichen, beidseitigen Profilnuten 35 und 36 für
die Aufnahme der Klemmverbindung, die Bohrungen 15 und 19
bzw. 28 für die Aufnahme der Wellenstümpfe, der Blatt
feder bzw. Kupplungsbolzen und überhaupt die gesamte
äußere Formgestaltung jedes Kupplungshebels 11 a, 11 b.
Durch die Herstellung eines entsprechenden Strangpreß
profils mit diesem Querschnittsprofil, vorzugsweise
stranggepreßte Aluminiumprofile ergibt sich daher eine
weitere entscheidende Reduzierung des Herstellungs- bzw.
Bearbeitungsaufwandes.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen
und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
Claims (11)
1. Kupplung zur spielfreien Übertragung rotatorischer
Bewegungen, insbesondere für Präzisionsdrehpotentio
meter zur Winkelmessung u. dgl., mit jeweils an
einer Eingangs- bzw. Ausgangswelle befestigten,
einander zugeordneten und durch eine gegenseitige
Mitnahme miteinander verbundenen Kupplungshebeln,
dadurch gekennzeichnet, daß an einer zu den Befesti
gungsörtern der Wellen am jeweils zugeordneten
Kupplungshebel (11 a, 11 b) entfernten Stelle eine ge
bogene Blattfeder (20) an einem der Kupplungshebel
(11 a) gelagert ist, die einen im anderen Kupplungs
hebel (11 b) gehaltenen Kupplungsbolzen (27) gegen
eine Bezugskante (37) an den sie lagernden Kupp
lungshebel (11 a) drückt.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß beide Kupplungshebel (11 a, 11 b) dadurch an den
zugeordneten Wellenstümpfen von Eingangswelle und
Ausgangswelle (12, 13) befestigt sind, daß diese in
Aufnahmeschlitzbohrungen (15, 16) am Kupplungshebel
eingeführt und durch eine Klemmverbindung gehalten
sind.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmverbindung durch Verspannen der Schlitz
bohrung durch eine in Querrichtung wirkende Schraub
verbindung (Vierkantmutter 17, Zylinderschraube 18)
gebildet ist.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der die Blattfeder (20) lagernde
Kupplungshebel (11 a) diese in einer nach oben offe
nen Halbbohrung (19) aufnimmt, in welche die aus sich
selbst zurückgebogene, eine allgemeine U-Form auf
weisende Blattfeder (20) von einem Spannstift (26)
gehalten ist.
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die die Blattfeder (20) aufnehmende Bohrung (19)
über mehr als die Hälfte ihres Umfanges geschlossen
ist, mit einer vorspringenden Nase (34) als Anlage
stütze für die Federwirkung des die Federkraft auf
bringenden Schenkels (25) der Blattfeder.
6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Blattfeder einen gradlinigen
ersten Schenkel (23) aufweist, der in eine untere
Halbrundform (22) übergeht, an welche ein leicht
nach innen gerichteter Teilschenkel (24) angesetzt
ist, der wiederum unter Knickbildung in einen
schwach nach außen gerichteten Schenkel (25) über
geht, der die Anpreßkraft auf den Kupplungsbolzen
ausübt.
7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ge
kennzeichnet, daß nach Einsetzen des die Blattfeder
(20) in ihrerAufnahmebohrung (19) haltenden Scher
spannstiftes (26) die Kupplungsschenkel (23, 25) auf
vorgegebenes Abstandsmaß (A) justiert sind.
8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kupplungsbolzen (27), ausge
richtet auf die von der Blattfeder gebildete Einspann
öffnung für ihn in einer Aufnahmebohrung (28) des
anderen Kupplungshebels (11 b) in einem Preßpassungs
sitz angeordnet ist.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kupplungsbolzen im Bereich des
Arbeitspunktes (beidseitige Anlage an Bezugskante
27 und Federschenkel 25) durch beidseitige Verjüngung
des Bolzendurchmessers ballig ist.
10. Verfahren zur Herstellung der Kupplung nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekenn
zeichnet, daß von Strangpreßprofilen mit einem der
Querschnittsform jedes Kupplungshebels (11 a, 11 b)
entsprechenden Querschnitt scheibenartig Stücke mit
der Dicke jedes Kupplungshebels abgeschnitten werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Strangpreßprofil, von welchem die einzelnen
Kupplungshebel abgeschnitten werden, aus Aluminium
besteht und daß die Kupplungshebel anschließend
durch Einsetzen einer Vierkantmutter in eine erste
Profilnut und eine entsprechende Schraube in eine
zweite gegenüberliegende Profilnut, durch Einschieben
der Blattfeder in die Aufnahmebohrung (19) und Fixie
ren mit einem Scherspannstift sowie durch Einsetzen
des Kupplungsbolzens in einer ebenfalls durch die
Profilgebung des Ausgangsstrangpreßprofils gebilde
ten Aufnahmebohrung (28) vervollständigt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853536833 DE3536833A1 (de) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Kupplung zur spielfreien uebertragung rotatorischer bewegungen, insbesondere fuer praezisionsdrehpotentiometer, und verfahren zu ihrer herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853536833 DE3536833A1 (de) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Kupplung zur spielfreien uebertragung rotatorischer bewegungen, insbesondere fuer praezisionsdrehpotentiometer, und verfahren zu ihrer herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3536833A1 true DE3536833A1 (de) | 1987-04-16 |
Family
ID=6283687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853536833 Withdrawn DE3536833A1 (de) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Kupplung zur spielfreien uebertragung rotatorischer bewegungen, insbesondere fuer praezisionsdrehpotentiometer, und verfahren zu ihrer herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3536833A1 (de) |
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- 1985-10-16 DE DE19853536833 patent/DE3536833A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HORST SIEDLE KG, 7743 FURTWANGEN, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |