DE4225710A1 - Kupplung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zur Kraftübertragung in zwei entgegengesetzten Richtungen - Google Patents
Kupplung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zur Kraftübertragung in zwei entgegengesetzten RichtungenInfo
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- 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
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- F16D3/72—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members with axially-spaced attachments to the coupling parts
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kupplung nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Eine derartige, zum Beispiel aus der DE-OS 33 40 086
bekannte Kupplung besteht aus einem Draht, der in den zu verbinden
den Bauteilen mit Hilfe einer Stauchverbindung befestigt ist. Um
einen radialen Versatz zwischen den beiden Bauteilen ausgleichen zu
können, weist das eine Bauteil eine trichterförmige Ausnehmung auf.
Der Draht überträgt aber sowohl die Druck- als auch die Zugkräfte.
Dadurch muß der Draht relativ fest ausgebildet sein. Somit können
nur in relativ geringem Ausmaß Toleranzunterschiede zwischen den
beiden Bauteilen ausgeglichen werden. Eventuell durch Reibung ent
stehende Fehlerkräfte würden somit mitübertragen.
Die erfindungsgemäße Kupplung mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine toleranzaus
gleichende Kupplung zwischen zwei Bauteilen möglich ist. Durch die
Kupplung ist ein Ausgleich von seitlichem Versatz sowie von Winkel
fehlern zwischen den beiden Bauteilen innerhalb relativ großen Gren
zen möglich. Somit werden von einem Bauteil auf das andere nur ge
ringe Radialkräfte, die Meßfehler erzeugen würden, übertragen. Hin
gegen ist eine Übertragung der Kräfte zwischen den beiden Bauteilen
sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung ohne jegliches Spiel mög
lich. Durch die Übertragung der Zug- und Druckkräfte mit zwei ver
schiedenen Elementen kann die Kupplung aus einfachen, kostengünstig
zu fertigenden Drehteilen hergestellt werden. Die erfindungsgemäße
Kupplung kann auch als drehelastische Rotationskupplung verwendet
werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Kupplung möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung ohne Versatz
zwischen den beiden Bauteilen, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung
II-II durch das Verbindungselement und Fig. 3 die erfindungsgemäße
Kupplung bei einem radialen bzw. parallelen Versatz S zwischen den
beiden Bauteilen und einem Winkelfehler α zwischen den beiden Bau
teilen.
In der Fig. 1 ist mit 10 eine Kupplung bezeichnet, die zur Verbin
dung der beiden Bauteile 11 und 12 dient. Hierzu ist zwischen den
Bauteilen 11 und 12 ein Verbindungselement 13 vorhanden, das in der
Fig. 1 als Drahtseil dargestellt ist. Es kann aber auch ein anderes
Verbindungselement verwendet werden, das in axialer Richtung
eine hohe Stabilität bzw. Zugfestigkeit hat, wobei es zum Ausgleich
eines seitlichen Versatzes zwischen den beiden Bauteilen 11 und 12
eine hohe Flexibilität aufweist. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich
ist, ist das Verbindungselement 13 beim Ausführungsbeispiel ein
mehradriges Drahtseil. Das eine Ende des Verbindungselements 13 ist
in einer Bohrung 15 eines Nippels 16 angeordnet und dort an einer
Stelle 17 zum Beispiel mit Hilfe einer Vierkerbzange gequetscht. Der
Nippel 16 ist in einer Ausnehmung des Gehäuses 12 drehbar gelagert.
In die Öffnung der Ausnehmung 18 ist eine Mutter 19 eingepreßt, die
zur Befestigung des Gehäuses 12 z. B. an einem Anker eines Hubmagne
ten dient.
Das andere Ende des Verbindungselements 13 ragt in eine Sackbohrung
20 eines Gewindebolzens 21, der in das als Mutter ausgebildete Ge
häuse 11 eingeschraubt ist. Auch hier ist das Verbindungselement 13
an einer Stelle 22 gequetscht und somit fest im Gewindebolzen 21 be
festigt. Statt einer Quetschverbindung können die beiden Enden des
Verbindungselements 13 sowohl im Nippel 16 als auch im Gewindebolzen
21 zum Beispiel mit einer Klebe- oder Lötverbindung befestigt wer
den. Die Art der Befestigung ist abhängig von der Größe der zu über
tragenden Kraft.
Während das Verbindungselement 13 zur Übertragung von Zugkräften
zwischen den beiden Gehäusen 11, 12 dient, ist zur Übertragung von
Druckkräften zwischen den beiden Gehäusen 11 und 12 eine Druckfeder
25 angeordnet. Dabei liegen die jeweiligen Enden der Druckfeder 25
jeweils an flanschartigen Fortsätzen des Gehäuses 11 bzw. des Ge
häuses 12 an. Um die Kräfte für die seitliche Auslenkung zwischen
den beiden Gehäusen 11 und 12 zu verringern, sollte die Druckfeder
25 möglichst weich ausgebildet sein und somit eine relativ kleine
Federkonstante C aufweisen, d. h. der Vorspannweg der Druckfeder 25
sollte relativ lang sein. Statt einer Druckfeder kann auch ein an
deres elastisches Element verwendet werden, das zur Druckübertragung
geeignet ist.
In der Fig. 1 weist der im Gehäuse 12 angeordnete Nippel 16 eine
Kugelform auf, mit der er an einer Senkung der Ausnehmung 12 an
liegt. Dadurch ist der Nippel 16 drehbar im Gehäuse 12 gelagert. Ab
hängig von der Einschraubtiefe des Gewindebolzens in das Gehäuse 11
kann die Druckfeder 25 auf den jeweils erforderlichen Wert vorge
spannt werden.
In der Fig. 1 ist die Kupplung 10 mit einem im Gehäuse 1 drehbar
gelagerten Nippel 16 und mit einem fest im Gehäuse 11 einge
schraubten Gewindebolzen 21 dargestellt. Es wäre selbstverständlich
auch möglich, beide Enden des Verbindungselements 13 der Kupplung 10
drehbar gelagert in den jeweiligen Gehäusen anzuordnen oder anderer
seits beide Enden des Verbindungselements 13 fest in den beiden Ge
häuseteilen zu befestigen, wie es zum Beispiel in der Fig. 1 beim
Gehäuseteil 11 der Fall ist. Für die Herstellung der Kupplung 10,
insbesondere der Einzelteile wie das Gehäuse 11, 12 oder die Druck
feder 25 bzw. das Verbindungselement 13 können sowohl nicht magne
tische als auch nicht metallische Materialien, wie zum Beispiel
Kunststoff verwendet werden.
Im folgenden sei nun anhand von technischen Daten einer Kupplung 10
deren Wirkungsweise erläutert. Es kann zum Beispiel eine Druckfeder
25 verwendet werden, deren Drahtdurchmesser d = 1,1 mm, deren Außen
durchmesser D = 12 mm und deren Länge im ungespannten Zustand
L = 34 mm beträgt. Im eingebauten Zustand hat die Druckfeder 25,
d. h. in dem Zustand, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, eine
Einbaulänge von L1 = 18 mm. Die Druckfeder 25 weist eine Vorspann
kraft von F1 = 32 N (Newton) auf, die insbesondere durch die rela
tive Anordnung des Gehäuses 11 gegenüber dem Gewindebolzen 2 be
stimmt werden kann. Die Federkonstante C der Druckfeder 25 beträgt
zum Beispiel C = 2N/mm. Das als Verbindungselement 13 verwendete
Drahtseil hat einen Durchmesser von 1 mm. Durch das Verbindungsele
ment 13 sind die beiden Gehäuseteile 11 und 12 fest miteinander ver
bunden. Im Verbindungselement 13 herrscht eine Zugkraft von
F1 = 32 N, die durch die äußere Druckfeder 25 erzeugt wird. Wie
bereits oben erwähnt, kann die Druckspannung bzw. die Vorspannkraft
der Druckfeder 25 mit Hilfe des auf dem Gewindebolzen 21 aufge
schraubten Gehäuseteils 11 verändert werden. Aus dieser Anordnung
ergibt sich, daß in Druckrichtung die Kupplung 10 Kräfte bis maximal
F1 = 32 N übertragen kann, wobei zwischen den beiden Gehäusen 11
und 12 keinerlei Abstandsänderungen auftreten können. Durch Ab
standsänderungen würde die Kraftübertragung negativ beeinflußt wer
den. Für die Zugfestigkeit Fc des Drahtseils 13 und somit der
Kupplung 10 ergibt sich die Forderung FcF1. Dies bedeutet,
daß die Kupplung 10 in Zugrichtung Kräfte übertragen kann, die
größer oder gleich der Zugspannung F1 sind, jedoch aber verständ
licherweise nicht die Zugfestigkeit des Verbindungselements 13 über
schreiten können. Wie bereits oben erwähnt, ist die Zugfestigkeit der
Kupplung 10 auch von den Befestigungsarten des Verbindungselements
13 in den jeweiligen Gehäuseteilen 11 und 12 abhängig. Dies bedeu
tet, daß, wie in der Fig. 1 beschrieben, die maximale Zugfestigkeit
auch durch die Qualität der Quetschstellen 17 bzw. 22 mitbestimmt
wird. Aus diesen Angaben ist somit ersichtlich, daß die Kupplung 10
eine absolut steife Kupplung für Druckkräfte bis maximal F1, d. h.
im Beispiel bis maximal 32 N, sowie in Zugrichtung für
Kräfte Fc, d. h. der Zugfestigkeit des Verbindungselements 13
darstellt.
Zur Verdeutlichung ist in der Fig. 3 nun eine Kupplung 10 darge
stellt, die einen parallelen Versatz s zwischen den beiden Gehäuse
teilen 11 und 12 aufweist und zugleich eine Winkelabweichung der
Stirnseite des Gehäuses 12 um den Winkel α gegenüber der
Stirnseite des Gehäuses 11 aufweist. Sowohl der radiale bzw. pa
rallele Versatz s als auch die Winkelabweichung α können zusammen
oder jeweils einzeln auftreten. Mit der erfindungsgemäßen Kupplung
10 können aber die Meßfehler einzeln, oder auch wenn sie zusammen
auftreten, ausgeglichen werden, so daß sich zwischen den Gehäusen 11
oder 12 nahezu keine fehlerhafte Kraftübertragung durch Reibungsver
luste ergeben kann.
Claims (6)
1. Kupplung (10) zwischen zwei Bauteilen (11, 12), insbesondere zur
Kraftübertragung in zwei entgegengesetzten Richtungen, mittels eines
in Zugrichtung belastbaren und wenigstens in dieser Richtung zug
festen, und in den zu verbindenden Teilen (11), (12) befestigten
Verbindungselement (13), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den
beiden Bauteilen (11, 12) zur Übertragung von Druckkräften ein zweites
Verbindungselement (25) angeordnet ist.
2. Kupplung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Verbindungselement ein Drahtseil ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Verbindungselement (25) eine Druckfeder ist.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das erste Verbindungselement (13) mindestens in einem dreh
bar gelagerten Befestigungselement (16) befestigt ist.
5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Teile der Kupplung aus nicht magnetischem Material be
stehen.
6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bauteile der Kupplung aus nicht metallischem Mate
rial, insbesondere Kunststoff, bestehen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924225710 DE4225710A1 (de) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | Kupplung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zur Kraftübertragung in zwei entgegengesetzten Richtungen |
GB9314622A GB2269436A (en) | 1992-08-04 | 1993-07-14 | Coupling between two components, in particular for force transmission in two opposite directions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924225710 DE4225710A1 (de) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | Kupplung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zur Kraftübertragung in zwei entgegengesetzten Richtungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4225710A1 true DE4225710A1 (de) | 1994-02-10 |
Family
ID=6464793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924225710 Withdrawn DE4225710A1 (de) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | Kupplung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zur Kraftübertragung in zwei entgegengesetzten Richtungen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4225710A1 (de) |
GB (1) | GB2269436A (de) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE335486A (de) * | 1925-07-20 | |||
GB586757A (en) * | 1944-06-23 | 1947-03-31 | John Dale Boyd | Improvements in or relating to springs for use in bedding and upholstery and the like |
GB630305A (en) * | 1945-06-26 | 1949-10-11 | Puliman Spring Filled Company | Improvements in or relating to boxes and like containers for fragile apparatus and for analogous purposes |
BE790620A (fr) * | 1971-11-09 | 1973-02-15 | Centromint Cy Establishment | Ressort pour recipients destines a recevoir et a delivrer un par un desarticles notamment des tablettes |
US4118020A (en) * | 1977-08-10 | 1978-10-03 | Caterpillar Tractor Co. | Spring assembly and method of assembly thereof |
FR2663700B1 (fr) * | 1990-06-22 | 1992-10-09 | Aerospatiale | Dispositif d'accouplement en rotation de grande precision et dispositif de commande en translation le comportant, notamment pour instrument optique spatial. |
-
1992
- 1992-08-04 DE DE19924225710 patent/DE4225710A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-07-14 GB GB9314622A patent/GB2269436A/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9314622D0 (en) | 1993-08-25 |
GB2269436A (en) | 1994-02-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |