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Die
Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zum Übertragen
der Drehung einer Antriebseinheit auf eine Abtriebseinheit.
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Eine
Oldham-Kupplung ist als eine Wellenkupplung bekannt, die bei einer
Abweichung der Mittelachse einer Antriebseinheit von der Mittelachse
einer Abtriebseinheit angewendet werden kann, um diese parallel
zueinander zu halten. Wie aus 34 ersichtlich,
ist eine als Schwimmnocken dienende Zwischenplatte 3 zwischen
einer Antriebseinheit 1 und einer Abtriebseinheit 2 eingesetzt,
um während deren
Drehung frei davon abzuweichen. Die Drehung der Antriebseinheit 1 bewirkt,
dass sich die Zwischenplatte 3 mit derselben Drehzahl dreht,
während sie
relativ zu der Antriebseinheit 1 gleiten kann, und dass
sich die Abtriebseinheit 3 mit derselben Drehzahl dreht,
während
sie relativ zu der Zwischenplatte 3 gleitet. Die Zwischenplatte 3 ist
mit Vorsprüngen 3a, 3b versehen,
die relativ zu der Antriebseinheit 1 bzw. der Abtriebseinheit 2 gleiten,
während
sie dem davon während
der Drehung ausgeübten
Druck ausgesetzt sind.
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Die Übertragung
eines großen
Drehmoments unter Verwendung einer Oldham-Kupplung erfordert einen
großen
Schwimmnocken. Dies bewirkt eine Erhöhung des Gewichts der gesamten
Kupplung. Außerdem
ist es schwierig, die Dicke der Kupplung zu verringern und insbesondere
die Miniaturisierung der Kupplung in Richtung deren Mittelachse
zu erreichen.
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Mit
der Erfindung wird eine Drehmomentübertragungsvorrichtung geschaffen,
die eine Relativverschiebung zwischen einer Antriebseinheit und
einer Abtriebseinheit in einem Zustand, in dem deren Mittelachsen
parallel zueinander gehalten werden, und die Übertragung eines großen Drehmoments
bei einer geringen Abmessung ermöglicht.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
erreicht durch eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments
von einer Antriebseinheit zu einer Abtriebseinheit, aufweisend eine
erste Einheit, die als die Antriebseinheit dient, welche um deren
Mittelachse drehbar ist, eine zweite Einheit, die als die Abtriebseinheit
dient, welche um deren Mittelachse drehbar ist, und eine Mehrzahl
von Drehmomentübertragungseinheiten
zur Übertragung
des Drehmoments von der ersten Einheit zu der zweiten Einheit, wobei die
Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinheiten
eine Relativverschiebung zwischen der ersten Einheit und der zweiten
Einheit in einer Richtung senkrecht zu der Mittelachse der ersten
Einheit in einem Zustand ermöglicht,
in dem die Mittelachse der ersten Einheit und die Mittelachse der
zweiten Einheit parallel zueinander gehalten werden, wobei die Mehrzahl
von Drehmomentübertragungseinheiten
in unterschiedlichen Positionen von der Mittelachse der ersten Einheit
platziert sind.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der die erste Einheit
eine Bezugsebene aufweist, die zweite Einheit eine Bezugsebene aufweist,
die der Bezugsebene der ersten Einheit zugewandt ist, und jede Drehmomentübertragungseinheit
eine erste Schiene, die an der ersten Einheit montiert ist und sich
linear in einer vorbestimmten Richtung auf der Bezugsebene der ersten
Einheit erstreckt, eine zweite Schiene, die an der zweiten Einheit
im Abstand von der ersten Schiene in einer Richtung parallel zu der
Mittelachse der ersten Einheit montiert ist und sich linear auf
der Bezugsebene der zweiten Einheit in einer von der vorbestimmten
Erstreckungsrichtung der ersten Schiene abweichenden Richtung erstreckt,
und einen Verbindungsblock zum Verbinden der ersten Schiene und
der zweiten Schiene miteinander aufweist, wobei der Verbindungsblock
relativ zu der ersten Schiene und der zweiten Schiene verschiebbar
ist.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
die auf die gesamte Vorrichtung ausgeübte Belastung auf die Drehmomentübertragungseinheiten
zu verteilen, was zu einer Reduzierung der Belastung führt, die jede
Drehmomentübertragungseinheit
zu tragen hat. Folglich genügt
die Verwendung von Drehmomentübertragungseinheiten
mit geringer Abmessung. Es ist daher möglich, das Gewicht und die
Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu reduzieren und insbesondere eine Miniaturisierung der Vorrichtung in
Richtung zu deren Mittelachse zu erreichen.
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Die
Drehmomentübertragungseinheiten
können
in vorbestimmten Abständen
voneinander auf einem vorbestimmten Kreis angeordnet sein, der zwischen
der Bezugsebene der ersten Einheit und der Bezugsebene der zweiten
Einheit platziert ist.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der jede Drehmomentübertragungseinheit
ferner einen ersten Linearführungsmechanismus,
mit einem ersten Wälzkörperlaufabschnitt,
der in der ersten Schiene vorgesehen ist und sich in Längsrichtung
der ersten Schiene erstreckt, einem ersten Wälzkörperumlaufkanal, der in dem
Verbindungsblock vorgesehen ist und einen ersten Wälzkörperlastlaufabschnitt aufweist,
der als ein Gegenstück
relativ zu dem ersten Wälzkörperlaufabschnitt
der ersten Schiene dient, und einer Mehrzahl von ersten Wälzkörpern, die
in dem ersten Wälzkörperumlaufkanal
aufgenommen sind, und einen zweiten Linearführungsmechanismus aufweist,
mit einem zweiten Wälzkörperlaufabschnitt,
der in der zweiten Schiene vorgesehen ist und sich in Längsrichtung
der zweiten Schiene erstreckt, einem zweiten Wälzkörperumlaufkanal, der in dem Verbindungsblock
vorgesehen ist und einen zweiten Wälzkörperlastlaufabschnitt aufweist,
der als ein Gegenstück
relativ zu dem zweiten Wälzkörperlaufabschnitt
der zweiten Schiene dient, und einer Mehrzahl von zweiten Wälzkörpern, die
in dem zweiten Wälzkörperumlaufkanal
aufgenommen sind.
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Die
oben erwähnte
Struktur gewährleistet eine
glatte Bewegung der Antriebseinheit, d.h. der ersten Einheit relativ
zu der Abtriebseinheit, d.h. der zweiten Einheit.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der sich die zweite Schiene
in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der vorbestimmten
Erstreckungsrichtung der ersten Schiene erstreckt, und die erste
Schiene und die zweite Schiene in einer von einer dem vorgeschriebenen
Kreis entsprechenden Position abweichenden Position platziert sind.
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Die
oben erwähnte
Struktur gewährleistet eine
zuverlässige
Drehmomentübertragung
von der Antriebseinheit, d.h. der ersten Einheit relativ zu der Antriebseinheit,
d.h. der zweiten Einheit.
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Die
jeweiligen Verbindungsblöcke
der Drehmomentübertragungseinheiten
können
durch ein Stützelement
miteinander verbunden sein.
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Die
Verbindung der Verbindungsblöcke
der Drehmomentübertragungseinheiten
verhindert, dass sich die Verbindungsblöcke voneinander entfernen, wenn
eine Zentrifugalkraft auf diese ausgeübt wird. Dies macht es möglich, eine
Erhöhung
des Kontaktdrucks zwischen dem Verbindungsblock und der Schiene
infolge der ausgeübten
Zentrifugalkraft und auch eine Erhöhung der auf die Wälzkörper ausgeübten Belastung
zu verhindern, wodurch eine Drehung mit hoher Drehzahl sichergestellt
wird.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
kann ferner eine Mehrzahl von elastisch verformbaren Schutzhüllen aufweisen,
von denen die Drehmomentübertragungseinheiten
umgeben werden.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
das Eindringen von Schmutz in die Drehmomentübertragungseinheiten zu verhindern,
wodurch die Verwendung der Vorrichtung in einer geeigneten Weise
sogar unter erschwerten Bedingungen, wie Schmutz oder Staub, ermöglicht wird.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
kann ferner zumindest ein Federelement aufweisen, das zwischen der
ersten Einheit und der zweiten Einheit verbunden ist, um eine Federkraft
an der ersten Einheit und der zweiten Einheit aufzubringen, um eine vorbestimmte
Positionsbeziehung zwischen der Mittelachse der ersten Einheit und
der Mittelachse der zweiten Einheit wiederzuerlangen.
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Gemäß der Erfindung
ist die zweite Einheit über
das Federelement mit der ersten Einheit verbunden, um hin- und her
bewegbar zu sein. Folglich ermöglicht
die Verbindung einer Komponente an der Seite der ersten Einheit,
d.h. der Antriebseinheit (z.B. eines Motors zum Drehen der ersten
und der zweiten Einheit) mit einer Basis mittels eines anderen hin- und
her bewegbaren Federelements eine Verringerung der Schwingung an
der Seite der Antriebseinheit durch eine Schwingung der Seite der
Antriebseinheit.
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Zumindest
eine der ersten Einheit und der zweiten Einheit kann mit einer Mehrzahl
von Ausnehmungen versehen sein, in denen jeweils zumindest eine
der ihnen zugeordneten ersten Schiene und zweiten Schiene aufgenommen
ist.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
den Abstand zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit
durch die Tiefe der Ausnehmung zu verringern, wodurch eine Reduzierung
der Dicke der Drehmomentübertragungseinheit
und insbesondere eine Miniaturisierung der Vorrichtung in Richtung
zu deren Mittelachse erreicht werden.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der eine der ersten Einheit
und der zweiten Einheit mit einer der dieser zugeordneten ersten
Schiene und zweiten Schiene mittels Befestigungselementen verbunden
ist, und eine andere der ersten Einheit und der zweiten Einheit
mit einer Mehrzahl von Schienenaufnahmeabschnitten versehen ist,
in die jeweils eine andere der ersten Schiene und der zweiten Schiene
bewegbar eingepasst ist.
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Die
oben erwähnte
Struktur ermöglicht
eine leichte Bewegung der zweiten Einheit relativ zu der ersten
Einheit in der Richtung zu der Mittelachse der ersten Einheit, wodurch
es ermöglicht
wird, die Verschiebung der zweiten Einheit zu der ersten Einheit
in der oben erwähnten
Richtung zu absorbieren. Selbst im Falle, wo eine räumliche
Begrenzung in der Drehmomentübertragungsvorrichtung
eine Verwendung von Befestigungselementen, wie Schrauben, unmöglich macht,
ist es möglich,
die erste Schiene an der ersten Einheit oder die zweite Schiene
an der zweiten Einheit in einer geeigneten Weise zu platzieren.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
kann ferner eine Zwischeneinheit aufweisen, die zwischen der ersten
Einheit und der zweiten Einheit angeordnet ist und eine der ersten
Einheit zugewandte erste Fläche
und eine der zweiten Einheit zugewandte zweite Fläche aufweist,
wobei jede Drehmomentübertragungseinheit
eine erste Schiene, die an der ersten Fläche der Zwischeneinheit montiert
ist und sich linear in einer vorbestimmten Richtung erstreckt, einen
ersten Verbindungsblock, der an der ersten Einheit montiert ist,
um die erste Schiene verschiebbar abzustützen, eine zweite Schiene,
die an der zweiten Fläche
der Zwischeneinheit montiert ist und sich linear in einer von der
vorbestimmten Erstreckungsrichtung der ersten Schiene abweichenden Richtung
erstreckt, und einen zweiten Verbindungsblock aufweist, der an der
zweiten Einheit montiert ist, um die zweite Schiene verschiebbar
abzustützen.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
die Drehmomentübertragungsvorrichtung
unter Verwendung einer normalen Linearführung zu bilden, die aus einer
Schiene und einem Block zusammengesetzt ist, der mit der Schiene
verschiebbar verbunden ist. Folglich kann die Drehmomentübertragungsvorrichtung
mit geringen Kosten hergestellt werden. Außerdem ermöglicht die Verbindung des ersten
Verbindungsblocks, der ersten und der zweiten Schienen und des zweiten
Verbindungsblocks mit der ersten Einheit, der Zwischeneinheit bzw.
der zweiten Einheit, eine Erhöhung
des Kontaktdrucks zwischen dem ersten Block und der ersten Schiene
oder dem zweiten Block und der zweiten Schiene infolge der ausgeübten Zentrifugalkraft
und auch eine Erhöhung der
auf die Wälzkörper ausgeübten Belastung
zu verhindern.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der jeweilige erste Schienen
der Drehmomentübertragungseinheiten
parallel zueinander sind, jeweilige zweite Schienen der Drehmomentübertragungseinheiten
parallel zueinander sind, jeweilige erste Verbindungsblöcke der
Drehmomentübertragungseinheiten
in vorbestimmten Abständen
voneinander in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und jeweilige
zweite Verbindungsblöcke
der Drehmomentübertragungseinheiten
in vorbestimmten Abständen voneinander
in einer Umfangsrichtung angeordnet sind.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
die auf die gesamte Vorrichtung ausgeübte Belastung auf die Drehmomentübertragungseinheiten
zu verteilen, was zu einer Reduzierung der Belastung führt, die jede
Drehmomentübertragungseinheit
zu tragen hat. Folglich genügt
die Verwendung von Drehmomentübertragungseinheiten
mit geringer Abmessung. Es ist daher möglich, das Gewicht und die
Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu reduzieren und insbesondere eine Miniaturisierung der Vorrichtung in
Richtung zu deren Mittelachse zu erreichen.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der jede Drehmomentübertragungseinheit
ferner einen ersten Linearführungsmechanismus,
mit einem ersten Wälzkörperlaufabschnitt,
der in der ersten Schiene vorgesehen ist und sich in Längsrichtung
der ersten Schiene erstreckt, einem ersten Wälzkörperumlaufkanal, der in dem
ersten Verbindungsblock vorgesehen ist und einen ersten Wälzkörperlastlaufabschnitt
aufweist, der als ein Gegenstück
relativ zu dem ersten Wälzkörperlaufabschnitt
der ersten Schiene dient, und einer Mehrzahl von ersten Wälzkörpern, die
in dem ersten Wälzkörperumlaufkanal aufgenommen
sind, und einen zweiten Linearführungsmechanismus
aufweist, mit einem zweiten Wälzkörperlaufabschnitt,
der in der zweiten Schiene vorgesehen ist und sich in Längsrichtung
der zweiten Schiene erstreckt, einem zweiten Wälzkörperumlaufkanal, der in dem
zweiten Verbindungsblock vorgesehen ist und einen zweiten Wälzkörperlastlaufabschnitt
aufweist, der als ein Gegenstück
relativ zu dem zweiten Wälzkörperlaufabschnitt
der zweiten Schiene dient, und einer Mehrzahl von zweiten Wälzkörpern, die
in dem zweiten Wälzkörperumlaufkanal aufgenommen
sind.
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Zumindest
eine der ersten Einheit und der zweiten Einheit kann mit einer Mehrzahl
von Ausnehmungen versehen sein, in denen jeweils zumindest einer
des diesen zugeordneten ersten Verbindungsblocks und zweiten Verbindungsblocks
aufgenommen ist.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
den Abstand zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit
durch die Tiefe der Ausnehmung zu verringern, wodurch die Dicke
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
verringert wird und insbesondere eine Miniaturisierung der Vorrichtung
in Richtung zu deren Mittelachse erreicht wird.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der eine der ersten Einheit
und der zweiten Einheit mit einem des dieser zugeordneten ersten
Verbindungsblocks und zweiten Verbindungsblocks mittels Befestigungselementen
verbunden ist, und eine andere der ersten Einheit und der zweiten
Einheit mit einer Mehrzahl von Schienenaufnahmeabschnitten versehen
ist, in die jeweils ein anderer des ersten Verbindungsblocks und
des zweiten Verbindungsblocks bewegbar eingepasst ist.
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Die
oben erwähnte
Struktur ermöglicht
eine leichte Bewegung der zweiten Einheit relativ zu der ersten
Einheit in der Richtung zu der Mittelachse der ersten Einheit, wodurch
es ermöglicht
wird, die Verschiebung der zweiten Einheit zu der ersten Einheit
in der oben erwähnten
Richtung zu absorbieren. Selbst im Falle, wo eine räumliche
Begrenzung in der Drehmomentübertragungsvorrichtung
eine Verwendung von Befestigungselementen, wie Schrauben, unmöglich macht,
ist es möglich,
die erste Schiene an der ersten Einheit oder die zweite Schiene
an der zweiten Einheit in einer geeigneten Weise zu platzieren.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der jede Drehmomentübertragungseinheit
eine erste Hilfseinheit, die eine Mehrzahl von parallel zueinander
angeordneten ersten Schienen für
die erste Einheit aufweist, und eine zweite Hilfseinheit aufweist,
die eine Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten zweiten Schienen
für die
zweite Einheit aufweist, wobei die zweiten Schienen die ersten Schienen
in unterschiedlichen Positionen von der Mittelachse der ersten Einheit
sichtbar kreuzen.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
die auf die gesamte Vorrichtung ausgeübte Belastung auf die Drehmomentübertragungseinheiten
zu verteilen, was zu einer Reduzierung der Belastung führt, die jede
Drehmomentübertragungseinheit zu
tragen hat. Folglich genügt
die Verwendung von Drehmomentübertragungseinheiten
mit geringer Abmessung. Es ist daher möglich, das Gewicht und die
Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu reduzieren und insbesondere eine Miniaturisierung der Vorrichtung in
Richtung zu deren Mittelachse zu erreichen.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
kann ferner eine Zwischeneinheit aufweisen, die zwischen der ersten
Einheit und der zweiten Einheit angeordnet ist, wobei jede Drehmomentübertragungseinheit eine
Mehrzahl von ersten Blattfedern zum Verbinden der ersten Einheit
und der Zwischeneinheit miteinander, um eine Relativverschiebung
zwischen der ersten Einheit und der Zwischeneinheit in einer ersten Richtung
senkrecht zu der Mittelachse der ersten Einheit zu ermöglichen,
und eine Mehrzahl von zweiten Blattfedern zum Verbinden der zweiten
Einheit und der Zwischeneinheit miteinander aufweist, um eine Relativverschiebung
zwischen der zweiten Einheit und der Zwischeneinheit in einer von
der ersten Richtung abweichenden zweiten Richtung zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Drehmoment durch Scherspannung, die auf die ersten und
die zweiten Blattfedern ausgeübt
wird, von der ersten Einheit zu der zweiten Einheit übertragen.
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Eine
Erstreckungsebene der ersten Blattfedern kann eine Erstreckungsebene
der zweiten Blattfedern im rechten Winkel kreuzen, so dass die erste Richtung
die zweite Richtung im rechten Winkel kreuzt.
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Eine
derartige Struktur ermöglicht
die Verschiebung der zweiten Einheit zu der ersten Einheit in irgendeine
Richtung senkrecht zu der Mittelachse der ersten Einheit.
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Es
kann eine Struktur angenommen werden, bei der die ersten Blattfedern
jeweils mit deren einander gegenüber liegenden
Enden die erste Einheit und die Zwischeneinheit in der ersten Richtung
miteinander verbinden, und die zweiten Blattfedern jeweils mit deren
einander gegenüberliegenden
Enden die zweite Einheit und die Zwischeneinheit in der zweiten Richtung
miteinander verbinden.
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Eine
solche Struktur macht es möglich,
den Abstand zwischen den ersten und zweiten Blattfedern und der
Mittelachse der ersten Einheit zu erhöhen, wodurch die Übertragung
eines großen
Drehmoments durch die auf die Blattfedern ausgeübte Scherspannung ermöglicht wird.
Dementsprechend kann eine Miniaturisierung der Drehmomentübertragungsvorrichtung
geschaffen werden.
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Die
ersten Blattfedern und die zweiten Blattfedern können jeweils einen U-förmigen Querschnitt haben.
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Eine
derartige Struktur macht es möglich, das
Maß der
Verschiebung zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit
in Richtung zu der Mittelachse der ersten Einheit zu erhöhen.
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Eine
der ersten Einheit und der zweiten Einheit kann eine Öffnung aufweisen,
in welcher eine andere der ersten Einheit und der zweiten Einheit
aufgenommen ist.
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Eine
solche Struktur macht es möglich,
die Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
in Richtung zu der Mittelachse der ersten Einheit zu verringern.
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Die
Zwischeneinheit kann eine Öffnung
aufweisen, in welcher die andere der ersten Einheit und der zweiten
Einheit aufgenommen ist, wobei die Zwischeneinheit in der Öffnung der
einen der ersten Einheit und der zweiten Einheit aufgenommen ist.
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Eine
solche Struktur macht es möglich,
die Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
in Richtung zu der Mittelachse der ersten Einheit weiter zu verringern.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
kann ferner zumindest einen Keilwellenverbindungsmechanismus aufweisen,
der in wenigstens einer der ersten Einheit und der zweiten Einheit
vorgesehen ist und ermöglicht,
dass wenigstens eine der ersten Einheit und der zweiten Einheit
in einer Richtung zu deren Mittelachse verschiebbar ist.
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Die
elastische Verformung der ersten und zweiten Blattfedern bewirkt
eine Veränderung
des Abstandes zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit
in Richtung zu der Mittelachse der ersten Einheit. Der vorgesehene
Keilwellenverbindungsmechanismus absorbiert die oben erwähnte Veränderung
des Abstandes.
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Der
zumindest eine Keilwellenverbindungsmechanismus kann ein inneres
Umfangsteil, das an dessen inneren Umfangsfläche mit Keilnuten versehen
ist, die sich parallel zu der Mittelachse der wenigstens einen der
ersten Einheit und der zweiten Einheit erstrecken, ein äußeres Umfangsteil,
das an dessen äußeren Umfangsfläche mit
Gegenkeilnuten versehen ist, die sich parallel zu der Mittelachse
erstrecken, und eine Mehrzahl von Wälzkörpern aufweisen, die zwischen
den Keilnuten und den Gegenkeilnuten zum Abrollen aufgenommen sind.
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Gemäß der Erfindung
ermöglicht
der Keilwellenverbindungsmechanismus eine Drehmomentübertragung
und auch die Verschiebung zumindest einer der ersten Einheit und
der zweiten Einheit in Richtung zu der Mittelachse der ersten Einheit.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung
zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine Vorderansicht der
Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 1;
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3 einen Schnitt entlang
der Linie III-III in 2;
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4 eine teilweise weggebrochene,
perspektivische Ansicht einer Drehmomentübertragungseinheit, deren innere
Struktur freigelegt ist;
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5 eine Vorderansicht der
Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 1 in einem Zustand, in
dem eine Relativverschiebung zwischen der Mittelachse der ersten
Einheit, d.h. einer Antriebsscheibe, und der Mittelachse der zweiten
Einheit, d.h. einer Abtriebsscheibe auftritt;
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6 einen Schnitt entlang
der Linie VI-VI in 5;
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7 eine schematische Ansicht
einer Verbindung zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit
mittels eines Federelements;
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8 eine perspektivische Ansicht
einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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9 eine Vorderansicht der
Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 8;
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10 einen Schnitt entlang
der Linie X-X in 9;
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11 eine Vorderansicht der
Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 8 in einem Zustand,
in dem eine Relativverschiebung zwischen der Mittelachse der ersten
Einheit, d.h. einer Antriebsscheibe, und der Mittelachse der zweiten
Einheit, d.h. einer Abtriebsscheibe auftritt;
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12 einen Schnitt entlang
der Linie XII-XII in 9;
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13 eine perspektivische
Ansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer dritten
Ausführungsform
der Erfindung;
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14 eine Vorderansicht der
Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 13;
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15 einen Schnitt entlang
der Linie XV-XV in 14;
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16 eine Vorderansicht der
Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 13 in einem Zustand,
in dem eine Relativverschiebung zwischen der Mittelachse der ersten
Einheit, d.h. einer Antriebsscheibe, und der Mittelachse der zweiten
Einheit, d.h. einer Abtriebsscheibe auftritt;
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17 einen Schnitt entlang
der Linie XVII-XVII in 16;
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18(A) und 18(B) einen Schnitt bzw. eine Vorderansicht
eines Viertels einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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19(A) und 19(B) einen Schnitt bzw. eine Vorderansicht
eines Viertels einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der Erfindung;
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20 eine teilweise weggebrochene,
perspektivische Ansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung aus 19(A) und 19(B);
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21 eine teilweise weggebrochene,
perspektivische Ansicht eines Linearführungsmechanismus, dessen innere
Struktur freigelegt ist;
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22 eine Vorderansicht eines
Viertels einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung;
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23 eine perspektivische
Ansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer siebten
Ausführungsform
der Erfindung;
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24(A) und 24(B) eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 23;
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25 eine schematische Vorderansicht
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 23 in einem Zustand,
in dem eine Relativverschiebung zwischen der Mittelachse der ersten
Einheit, d.h. einer Antriebsscheibe, und der Mittelachse der zweiten Einheit,
d.h. einer Abtriebsscheibe auftritt;
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26 eine schematische Vorderansicht
einer Drehmomentübertragungsvorrichtung,
bei der die herkömmliche
Oldham-Kupplung verwendet wird, in einem Zustand, in dem eine Relativverschiebung zwischen
der Mittelachse der ersten Einheit, d.h. einer Antriebsscheibe,
und der Mittelachse der zweiten Einheit, d.h. einer Abtriebsscheibe
auftritt;
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27 eine schematische Ansicht
einer Verbindung zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit
der Drehmomentübertragungsvorrichtung aus 23 mittels eines Federelements;
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28 eine perspektivische
Ansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer achten
Ausführungsform
der Erfindung;
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29(A) und 29(B) eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 28;
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30 eine perspektivische
Ansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer neunten
Ausführungsform
der Erfindung;
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31 eine perspektivische
Explosionsansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 30;
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32 eine perspektivische
Ansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer zehnten
Ausführungsform
der Erfindung;
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33(A) und 33(B) eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
aus 32;
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34 eine perspektivische
Explosionsansicht einer herkömmlichen
Oldham-Kupplung.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung werden Ausführungsformen einer Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
beschrieben.
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1 bis 3 zeigen eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 1 eine
perspektivische Ansicht, 2 eine
Vorderansicht, und 3 ein
Schnitt entlang der Linie III-III
in 2 ist. In 1 ist mit Hilfslinien eine
als Antriebseinheit dienende Antriebsscheibe 5, d.h. eine
erste Einheit gezeigt, die in 2 weggelassen
ist, um das Verständnis
der Struktur der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu erleichtern.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment
von der mit einer Energiequelle, wie einem Motor, verbundenen Antriebsscheibe 5 zu
einer als Abtriebseinheit dienenden Abtriebsscheibe 6,
d.h. einer zweiten Einheit. Vier Drehmomentübertragungseinheiten 7 sind
zwischen der Antriebsscheibe 5 und der Antriebsscheibe 6 angeordnet.
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Die
Antriebsscheibe 5 ist in Ringform mit einer relativ geringen
Dicke ausgebildet, um deren Gewicht zu reduzieren. Die Abtriebsscheibe 6 ist
in der gleichen Ringform wie die Antriebsscheibe 5 ausgebildet.
Die Drehmomentübertragungseinheiten 7 sind in
unterschiedlichen Positionen von der Mittelachse der Antriebsscheibe 5 platziert.
Insbesondere sind die Drehmomentübertragungseinheiten 7 in
regelmäßigen Abständen voneinander
auf einem Kreis 8 platziert, der konzentrisch zu der Mittelachse
C der Antriebsscheibe 5 ist, wie in 2 und 3 gezeigt
ist. Wenn die Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 und die
Mittelachse D der Antriebsscheibe 6 miteinander übereinstimmen,
ist ein sichtbarer Schnittpunkt zwischen einer antriebsseitigen
Schiene 11, d.h. einer ersten Schiene, und einer abtriebsseitigen
Schiene 12, d.h. einer zweiten Schiene der jeweiligen Drehmomentübertragungseinheit 7,
in anderen Worten ein Mittelpunkt eines Verbindungsblocks 9 der
jeweiligen Drehmomentübertragungseinheit 7 auf
dem oben erwähnten
Kreis 8 platziert.
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Die
Drehmomentübertragungseinheit 7 ist aus
der an der Antriebsscheibe 5 montierten antriebsseitigen
Schiene 11, der an der Abtriebsscheibe 6 montierten
abtriebsseitigen Schiene 12 und dem Verbindungsblock 9 zusammengesetzt,
der die antriebsseitige Schiene 11 und die abtriebsseitige Schiene 12 miteinander
verbindet, um relativ zu den Schienen 11, 12 verschoben
zu werden. Die antriebsseitige Schiene 11 und die abtriebsseitige
Schiene 12 sind in Richtung parallel zu der Mittelachse
der Antriebsscheibe 5 im Abstand voneinander angeordnet, wobei
die antriebsseitige Schiene 11 die abtriebsseitige Schiene 12 im
rechten Winkel sichtbar schneidet, wie in der Vorderansicht der
Drehmomentübertragungsvorrichtung
in 2 gezeigt ist.
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Die
Richtung der antriebsseitigen Schiene 11 und der abtriebsseitigen
Schiene 12 weicht von der Richtung einer Tangente an dem
oben erwähnten Kreis 8 ab.
Insbesondere kreuzen die Erstreckungsrichtungen der antriebsseitigen
Schiene 11 und der abtriebsseitigen Schiene 12 jeweils
die Richtung der Tangente an dem Kreis 8 in einem Winkel
von 45°. Wie
in 1 und 2 gezeigt, sind von den vier antriebsseitigen
Schienen 11 jeweils ein Paar diametral einander gegenüberliegende
antriebsseitige Schienen 11 parallel zueinander und ein
Paar einander benachbarte antriebsseitige Schienen 11 im
rechten Winkel zueinander angeordnet.
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4 zeigt eine detaillierte
Struktur einer der Drehmomentübertragungseinheiten 7.
Die antriebsseitige Schiene 11 und die abtriebsseitige
Schiene 12 sind jeweils mit vier in deren Längsrichtung
verlaufenden Kugellaufrillen 11a, 12a versehen,
die als erste bzw. zweite Wälzkörperlaufabschnitte
dienen, in denen Kugeln 13 laufen, die als Wälzkörper dienen.
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Der
Verbindungsblock 9 ist als rechteckiger Parallelepiped
ausgebildet und an einer Seite mit einer ersten Ausnehmung 14 versehen,
in der die antriebsseitige Schiene 11 verschiebbar aufgenommen ist.
Die erste Ausnehmung 14 des Verbindungsblocks 9 ist
mit vier Kugellastlaufrillen 14a versehen, die als erste
Wälzkörperlastlaufabschnitte
dienen und den vier Kugellaufrillen 11a der antriebsseitigen Schiene 11 zugeordnet
sind. Außerdem
ist der Verbindungsblock 9 mit vier Kugelrücklaufbahnen 15, die
parallel zu den Kugellastlaufrillen 14a ausgebildet sind,
und mit Paaren von U-förmigen
Richtungsänderungsbahnen
versehen, welche die einander gegenüberliegenden Enden der jeweiligen
Kugellastlaufrille 14a mit den einander gegenüberliegenden
Enden der jeweiligen Kugelrücklaufbahn 15 verbinden.
Die Kugellastlaufrille 14a, die Kugelrücklaufbahn 15 und das
Paar Richtungsänderungsbahnen
bilden jeweils einen elliptischen Kugelumlaufkanal, der als erster Wälzkörperumlaufabschnitt
dient, in dem die Kugeln laufen. Die vier Kugelumlaufkanäle sind
entsprechend der Anzahl der in der antriebsseitigen Schiene 11 ausgebildeten
Kugellaufrillen 11a vorgesehen. Die Anzahl der Kugellaufrillen 11a und
deren Anordnung werden auf der Basis der Größe und Richtung der Belastung
bestimmt.
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Die
Kugellaufrillen 11a, der Kugelumlaufkanal und die Kugeln 13 bilden
einen ersten Linearführungsmechanismus
für die
jeweilige Drehmomentübertragungseinheit 7.
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Der
Verbindungsblock 9 ist ferner an der der ersten Ausnehmung 14 gegenüberliegenden
Seite mit einer zweiten Ausnehmung 16 versehen, in der die
abtriebsseitige Schiene 12 verschiebbar aufgenommen ist.
Die Erstreckungsrichtung der zweiten Ausnehmung 16 für die abtriebsseitige
Schiene 12 kreuzt sichtbar die Erstreckungsrichtung der
ersten Ausnehmung 14 für
die antriebsseitige Schiene 11 im rechten Winkel. Die zweite
Ausnehmung 16 des Verbindungsblocks 9 ist mit
vier Kugellastlaufrillen 16a versehen, die als zweite Wälzkörperlastlaufabschnitte
dienen und den vier Kugellaufrillen 12a der abtriebsseitigen
Schiene 12 zugeordnet sind. Außerdem ist der Verbindungsblock 9 mit
vier Kugelrücklaufbahnen 17,
die parallel zu den Kugellastlaufrillen 16a ausgebildet
sind, und mit Paaren von U-förmigen Richtungsänderungsbahnen
versehen, welche die einander gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Kugellastlaufrille 16a mit
den einander gegenüberliegenden
Enden der jeweiligen Kugelrücklaufbahn 17 verbinden.
Die Kugellastlaufrille 16a, die Kugelrücklaufbahn 17 und
das Paar Richtungsänderungsbahnen
bilden jeweils einen elliptischen Kugelumlaufkanal, der als zweiter
Wälzkörperumlaufabschnitt
dient, in dem die Kugeln laufen. Die vier Kugelumlaufkanäle sind
entsprechend der Anzahl der in der abtriebsseitigen Schiene 12 ausgebildeten
Kugellaufrillen 12a vorgesehen. Die Anzahl der Kugellaufrillen 12a und deren
Anordnung werden auf der Basis der Größe und Richtung der Belastung
bestimmt.
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Die
Kugellaufrillen 12a, der Kugelumlaufkanal und die Kugeln 13 bilden
einen zweiten Linearführungsmechanismus
für die
jeweilige Drehmomentübertragungseinheit 7.
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Die
Kugeln 13 können
zwischen den Kugellaufrillen 11a, 12a der antriebsseitigen
und abtriebsseitigen Schiene 11, 12 und den Kugellastlaufrillen 14a, 16a des
Verbindungsblocks 9 nicht endlos umlaufend, sondern hin-
und hergehend laufen. In diesem Falle setzt die Hin- und Herbewegung
der Kugeln Grenzen für
einen Bereich, in dem sich der Verbindungsblock 9 relativ
zu der antriebsseitigen oder abtriebsseitigen Schiene 11, 12 bewegen
kann.
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Die
oben beschriebene Struktur gewährleistet
nicht nur eine glatte Verschiebung des Verbindungsblocks 9 relativ
zu der antriebsseitigen Schiene 11 in deren Erstreckungsrichtung,
sondern auch eine glatte Verschiebung des Verbindungsblocks 9 relativ zu
der abtriebsseitigen Schiene 12 in deren Erstreckungsrichtung.
Es ist daher möglich,
eine Relativbewegung zwischen der antriebsseitigen Schiene 11 und
der abtriebsseitigen Schiene 12 zu schaffen, die in einer
durch diese Schienen definierten Ebene im rechten Winkel zueinander
sichtbar kreuzen.
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Die
durch Betätigen
einer Energiequelle, wie eines Motors, herbeigeführte Drehung der Antriebsscheibe 5 bewirkt,
dass ein Drehmoment von der Antriebsscheibe 5 auf die Antriebsscheibe 6 über die Drehmomentübertragungseinheiten 7 übertragen wird,
bei denen die jeweilige antriebsseitige Schiene 11 sichtbar
senkrecht zu der abtriebsseitigen Schiene 12 gehalten wird,
um die Abtriebsscheibe 6 mit derselben Winkelgeschwindigkeit
wie die Antriebsscheibe 5 zu drehen.
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5 und 6 zeigen einen Verschiebungszustand,
in dem die Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 um einen
Abstand d zu der Mittelachse D der Abtriebsscheibe 6 versetzt
ist. Die abtriebsseitige Schiene 12 ist durch die senkrecht
zueinander gehaltenen Schienen 11, 12 relativ
zu der antriebsseitigen Schiene 11 derart bewegbar, dass
die Abtriebsscheibe 6 und die Antriebsscheibe 5 relativ
zueinander bewegt und parallel zueinander gehalten werden. Insbesondere
erfolgt die Relativbewegung zwischen der Antriebsscheibe 5 und
der Abtriebsscheibe 6 in einem Zustand, in dem die Mittelachse
C der Antriebsscheibe 5 parallel zu der Mittelachse D der
Abtriebsscheibe 6 gehalten wird.
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Die
Platzierung der Drehmomentübertragungseinheiten 7 in
regelmäßigen Abständen auf dem
Kreis 8, der von der Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 entfernt
ist, macht es möglich,
die Belastung zu reduzieren, die von den jeweiligen Drehmomentübertragungseinheiten 7 getragen
wird, so dass für
diese eine geringere Abmessung ausreicht. Es ist daher möglich, das
Gewicht und die Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung zu reduzieren
und insbesondere deren Miniaturisierung in Richtung der Mittelachse
C der Antriebsscheibe 5 zu erreichen.
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Infolgedessen,
dass von den vier antriebsseitigen Schienen 11 jeweils
ein Paar diametral einander gegenüberliegende antriebsseitige
Schienen 11 parallel zueinander und ein Paar einander benachbarte
antriebsseitige Schienen 11 im rechten Winkel zueinander
angeordnet sind, verhalten sich jeweils nur die Paare diametral
einander gegenüberliegender
Verbindungsblöcke 9 in
derselben Weise, nicht aber die Paare einander benachbarter Verbindungsblöcke 9,
wie in 5 gezeigt ist,
obwohl sich auch alle Verbindungsblöcke 9 in derselben
Weise verhalten können,
wie in einer anderen Struktur in 11 gezeigt
ist. Im Vergleich zu dieser Struktur macht es die in 5 gezeigte Struktur möglich, den bei
der Verschiebung zwischen der Antriebsscheibe 5 und der
Abtriebsscheibe 6 auftretenden Gewichtsausgleich der Drehmomentübertragungsvorrichtung zu
verbessern.
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Wie
in 7 gezeigt, kann ein
Federelement, wie eine Feder 20a, vorgesehen sein, um bei einer
Verschiebung der Mittelachse D der Abtriebsscheibe 6 zu
der Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 eine Federkraft
an der Antriebsscheibe 5 und der Abtriebsscheibe 6 aufzubringen,
um zu bewirken, dass die Mittelachse D der Abtriebsscheibe 6 in
die ursprüngliche
Position zurückkehrt,
wenn dies die Situation erfordert. Außerdem kann ein Dämpfer 18 zur Minderung
der Energie für
die Verschiebung vorgesehen sein. Die Seite der Antriebsscheibe 5,
d.h. der Antriebsenergiequelle, wie des Motors, zum Drehen der Antriebsscheibe 5 und
der Abtriebsscheibe 6 kann mittels einer anderen Feder 20b mit
einer Basis 19 verbunden sein, um hin- und herbewegt zu
werden.
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Bei
der oben beschriebenen Struktur, bei der die Antriebsscheibe 5 und
die Abtriebsscheibe 6 über die
Feder 20a und den Dämpfer 18 miteinander
verbunden sind, wird ein auf die Abtriebsscheibe 6 ausgeübter Stoß nicht
direkt auf die Antriebsscheibe 5 übertragen. Außerdem dient,
wenn die Abtriebsscheibe 6 in Schwingung versetzt wird,
die Masse an der Seite der Antriebsscheibe 5 als Ausgleich,
wodurch es möglich
ist, die Schwingung der Seite der Abtriebsscheibe 6 durch
Schwingung der Seite der Antriebsscheibe 5 zu verringern.
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8 bis 10 zeigen eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 8 eine
perspektivische Ansicht, 9 eine
Vorderansicht und 10 ein
Schnitt entlang der Linie X-X in 9 ist. In 8 ist mit Hilfslinien die
Antriebsscheibe 5 gezeigt, die in 9 weggelassen ist, um das Verständnis der
Struktur der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu erleichtern. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment
von der Antriebsscheibe 5 zu der Abtriebsscheibe 6.
Vier Drehmomentübertragungseinheiten 7 sind
zwischen der Antriebsscheibe 5 und der Abtriebsscheibe 6 angeordnet.
Die Drehmomentübertragungseinheiten 7 sind
in regelmäßigen Abständen voneinander
auf einem Kreis 8 platziert, der konzentrisch zu der Mittelachse
C der Antriebsscheibe 5 ist, wie in 9 gezeigt ist.
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Die
Drehmomentübertragungseinheit 7 ist aus
der an der Antriebsscheibe 5 montierten antriebsseitigen
Schiene 11, der an der Abtriebsscheibe 6 montierten
abtriebsseitigen Schiene 12 und dem Verbindungsblock 9 zusammengesetzt,
der die antriebsseitige Schiene 11 und die abtriebsseitige Schiene 12 miteinander
verbindet, um relativ zu den Schienen 11, 12 verschoben
zu werden. Die Drehmomentübertragungseinheiten 7 haben
dieselbe Struktur wie die der ersten Ausführungsform, so dass gleiche
Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung
weggelassen ist.
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Bei
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung sind alle antriebsseitigen Schienen 11 parallel zueinander
an der Antriebsscheibe 5 montiert, und alle abtriebsseitigen
Schienen 12 sind parallel zueinander an der Abtriebsscheibe 6 montiert.
Die Verbindungsblöcke 9 sind
durch streifenförmige
Stützelemente 22 miteinander
verbunden, die einen rechteckigen Rahmen bilden, an dessen Ecken
die jeweiligen Verbindungsblöcke 9 platziert
sind.
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Die
Drehung der Antriebsscheibe 5 bewirkt, dass eine Zentrifugalkraft
auf die Drehmomentübertragungseinheiten 7 ausgeübt wird,
die von der Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 entfernt
sind. Die antriebsseitigen Schienen 11 und die abtriebsseitigen
Schienen 12 sind an der Antriebsscheibe 5 bzw. an
der Antriebsscheibe 6 fixiert, wodurch eine Kraft auf die
Verbindungsblöcke 9 ausgeübt wird,
um diese nach außen
zu bewegen. Die oben erwähnte
Zentrifugalkraft wird durch die Belastung erhöht, die auf die zwischen dem
jeweiligen Verbindungsblock 9 und den Schienen 11, 12 platzierten
Kugeln 13 ausgeübt wird.
Die Verbindung der Verbindungsblöcke 9 mittels
der Stützelemente 22 verhindert,
dass sich die Verbindungsblöcke 9 bei
Ausüben
einer Zentrifugalkraft auf diese nach außen bewegen. Folglich wird die
auf die Kugeln 13 ausgeübte
Belastung infolge des Auftretens der Zentrifugalkraft nicht erhöht, wodurch
eine Drehung mit hoher Drehzahl ermöglicht wird.
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11 und 12 zeigen einen Verschiebungszustand,
in dem die Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 um einen
Abstand d zu der Mittelachse D der Abtriebsscheibe 6 versetzt
ist.
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Infolgedessen,
dass alle antriebsseitigen Schienen 11 parallel zueinander
an der Antriebsscheibe 5 montiert sind und alle abtriebsseitigen Schienen 12 parallel
zueinander an der Antriebsscheibe 6 montiert sind, verhalten
sich alle Verbindungsblöcke 9 der
Drehmomentübertragungseinheiten 7 in
derselben Weise, um eine genaue Verbindung der Verbindungsblöcke 9 miteinander
beizubehalten, wenn die Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 und
die Mittelachse D der Abtriebsscheibe 6 zueinander versetzt
sind.
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13 bis 15 zeigen eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 13 eine
perspektivische Ansicht, 14 eine
Vorderansicht und 15 ein
Schnitt entlang der Linie XV-XV in 14 ist.
In 13 ist mit Hilfslinien
die Antriebsscheibe 5 gezeigt, die in 14 weggelassen ist, um das Verständnis der
Struktur der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu erleichtern. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment
von der Antriebsscheibe 5 zu der Antriebsscheibe 6.
Vier Drehmomentübertragungseinheiten 7 sind
zwischen der Antriebsscheibe 5 und der Abtriebsscheibe 6 angeordnet.
Die Drehmomentübertragungseinheiten 7 haben
dieselbe Struktur wie die der ersten Ausführungsform, so dass gleiche
Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung
weggelassen ist.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform
dadurch, dass jede Drehmomentübertragungseinheit 7 von
einer elastisch verformbaren Schutzhülle, z.B. einem Balg 23 umgeben
ist. Das eine Ende des Balges 23 ist mit der Antriebsscheibe 5 und
das andere Ende des Balges 23 ist mit der Abtriebsscheibe 6 verbunden.
Die Bälge 23 erlauben eine
Verschiebung der Abtriebsscheibe 6 zu der Antriebsscheibe 5,
wie in 16 und 17 gezeigt ist, und verhindern
das Eindringen von Schmutz in die Drehmomentübertragungseinheiten 7,
wodurch der Einsatz der Drehmomentübertragungsvorrichtung in geeigneter
Weise sogar unter erschwerten Bedingungen, wie in einer Umgebung
von Schmutz und Staub, ermöglicht
wird.
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18(A) und 18(B) zeigen eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 18(A) ein Schnitt
und 18(B) eine Vorderansicht
eines Viertels der Drehmomentübertragungsvorrichtung
ist. Die Abtriebsscheibe 6 ist in 18(B) weggelassen, um das Verständnis der
Struktur der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu erleichtern.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment
von der mit einer Energiequelle, wie einem Motor, verbundenen Antriebsscheibe 5 zu
der als Abtriebseinheit dienenden Abtriebsscheibe 6. Vier
Drehmomentübertragungseinheiten 7 sind
zwischen der Antriebsscheibe 5 und der Abtriebsscheibe 6 angeordnet.
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Die
Drehmomentübertragungseinheiten 7 sind
in unterschiedlichen Positionen von der Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 platziert.
Insbesondere sind die Drehmomentübertragungseinheiten 7 in regelmäßigen Abständen voneinander
auf einem Kreis platziert, der konzentrisch zu der Mittelachse C der
Antriebsscheibe 5 ist, wie in 18(B) gezeigt ist. Wenn die Mittelachse
C der Antriebsscheibe 5 und die Mittelachse der Abtriebsscheibe 6 miteinander übereinstimmen,
ist ein sichtbarer Schnittpunkt zwischen einer antriebsseitigen
Schiene 11, d.h. einer ersten Schiene, und einer abtriebsseitigen
Schiene 12, d.h. einer zweiten Schiene der jeweiligen Drehmomentübertragungseinheit 7,
in anderen Worten ein Mittelpunkt eines Verbindungsblocks 9 der
jeweiligen Drehmomentübertragungseinheit 7 auf
dem oben erwähnten
Kreis platziert.
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Die
Drehmomentübertragungseinheiten 7 haben
dieselbe Struktur wie die der ersten Ausführungsform, so dass gleiche
Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung
weggelassen ist.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform
dadurch, dass die Antriebsscheibe 5 mit Ausnehmungen 5a für die antriebsseitigen
Schienen 11 versehen ist. Die antriebsseitigen Schienen 11 sind
in die jeweiligen Ausnehmungen 5a eingepasst und mittels
Befestigungselementen, wie Schrauben, mit der Antriebsscheibe 5 verbunden.
Die Abtriebsscheibe 6 ist mit Durchgangslöchern 6a versehen, die
als Schienenaufnahmeabschnitte dienen, welche durch die Abtriebsscheibe 6 hindurch
führen.
Die abtriebsseitigen Schienen 12 sind in das jeweilige Durchgangsloch 6a bewegbar
eingepasst, ohne mittels Befestigungselementen fixiert zu sein.
Anstelle der Durchgangslöcher 6 kann
die Abtriebsscheibe 6 auch mit Ausnehmungen zum Aufnehmen
der abtriebsseitigen Schienen 12 versehen sein. Die Struktur
genügt,
damit sich die jeweilige abtriebsseitige Schiene 12 in
Richtung der Mittelachse der Abtriebsscheibe 6 bewegen
kann. Die Verbindung der antriebsseitigen Schienen 11 mit
der Antriebsscheibe 5 mittels der Befestigungselemente
ermöglicht,
dass ein Drehmoment von der Antriebsscheibe 5 auf die Drehmomentübertragungseinheiten 7 übertragen werden
kann. Das Einpassen der abtriebsseitigen Schienen 12 in
die Durchgangslöcher 6a der
Abtriebsscheibe 6 ermöglicht
eine Übertragung
des Drehmoments von den Drehmomentübertragungseinheiten 7 auf
die Antriebsscheibe 6.
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Mit
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß der vierten
Ausführungsform
ist es möglich,
den Abstand zwischen der Antriebsscheibe 5 und der Antriebsscheibe 6 durch
die Gesamttiefe der Ausnehmungen 5a und der Durchgangslöcher 6a zu verringern,
wodurch die Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
reduziert wird. Außerdem
kann sich die Abtriebsscheibe 6 relativ zu der Antriebsscheibe 5 leicht
in Richtung der Mittelachse der Antriebsscheibe 5 bewegen,
wodurch es möglich
ist, die Verschiebung der Abtriebsscheibe 6 zu der Antriebsscheibe 5 in
der oben erwähnten
Richtung zu absorbieren. Selbst in dem Falle, in dem die räumliche
Begrenzung in der Drehmomentübertragungsvorrichtung
eine Verwendung von Befestigungselementen, wie Schrauben, unmöglich macht,
ist es trotzdem möglich,
die antriebsseitige Schiene 11 an der Antriebsscheibe 5 und
die abtriebsseitige Schiene 12 an der Abtriebsscheibe 6 in
einer geeigneten Weise zu platzieren.
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19(A) und 19(B) zeigen eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
fünften Ausführungsform
der Erfindung, wobei 19(A) ein Schnitt
und 19(B) eine Vorderansicht
eines Viertels der Drehmomentübertragungsvorrichtung
ist. Die Abtriebsscheibe 6 und eine Zwischenscheibe sind
in 19(B) weggelassen,
um das Verständnis
der Struktur der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu erleichtern.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment
von der mit einer Energiequelle, wie einem Motor, verbundenen Antriebsscheibe 5 zu
der als Abtriebseinheit dienenden Abtriebsscheibe 6.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform
dadurch, dass eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinheiten eine erste
Hilfseinheit und eine zweite Hilfseinheit aufweisen.
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Die
erste Hilfseinheit ist aus einer Mehrzahl von ersten Schienen 27 und
einer Mehrzahl von ersten Verbindungsblöcken 29 für die Antriebsscheibe 5 zusammengesetzt.
Die zweite Hilfseinheit ist aus einer Mehrzahl von zweiten Schienen 28 und
einer Mehrzahl von zweiten Verbindungsblöcken 30 für die Abtriebsscheibe 6 zusammengesetzt.
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Die
erste und die zweite Hilfseinheit werden in Kombination mit einer
dünnen
ringförmigen
Zwischenscheibe 26 verwendet, die als eine Zwischeneinheit
zwischen der Antriebsscheibe 5 und der Abtriebsscheibe 6 angeordnet
ist. Die ersten Schienen 27 sind an einer der Antriebsscheibe 5 zugewandten Seitenfläche der
Zwischenscheibe 26 parallel zueinander montiert. Die zweiten
Schienen 28 sind an der anderen, der Abtriebsscheibe 6 zugewandten
Seitenfläche
der Zwischenscheibe 26 parallel zueinander montiert. Die
ersten Schienen 27 kreuzen sichtbar die zweiten Schienen 28 in
unterschiedlichen Positionen von der Mittelachse C der Antriebsscheibe 5, wie
in 20 gezeigt ist.
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Ein
Paar erste Verbindungsblöcke 29 sind
an den jeweiligen ersten Schienen 27 in den sichtbaren Schnittpunkten
der ersten Schienen 27 und der zweiten Schienen 28 verschiebbar
montiert. Die vier ersten Verbindungsblöcke 29 sind in regelmäßigen Abständen voneinander
auf einem Kreis platziert, der konzentrisch zu der Mittelachse C
der Antriebsscheibe 5 ist. Wenn die Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 und
die Mittelachse der Abtriebsscheibe 6 miteinander übereinstimmen,
sind die Mittelpunkte der ersten Verbindungsblöcke 29 in regelmäßigen Abständen voneinander
auf dem oben erwähnten
Kreis platziert. Die ersten Verbindungsblöcke 29 sind mittels Befestigungselementen,
wie Schrauben, an der Antriebsscheibe 5 befestigt, wobei
deren ausführliche Beschreibung
später
erfolgt.
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Ein
Paar zweite Verbindungsblöcke 30 sind an
den jeweiligen zweiten Schienen 28 in den sichtbaren Schnittpunkten
der ersten Schienen 27 und der zweiten Schienen 28 verschiebbar
montiert. Die vier zweiten Verbindungsblöcke 30 sind in regelmäßigen Abständen voneinander
auf einem Kreis platziert, der konzentrisch zu der Mittelachse C
der Antriebsscheibe 5 ist. Wenn die Mittelachse C der Antriebsscheibe 5 und
die Mittelachse der Abtriebsscheibe 6 miteinander übereinstimmen,
sind die Mittelpunkte der zweiten Verbindungsblöcke 30 in regelmäßigen Abständen voneinander
auf dem oben erwähnten
Kreis platziert. Die zweiten Verbindungsblöcke 30 sind mittels
Befestigungselementen, wie Schrauben, an der Abtriebsscheibe 6 befestigt,
wobei deren ausführliche
Beschreibung später
erfolgt.
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Die
oben beschriebene erste und zweite Hilfseinheit sind miteinander
kombiniert, um einen Übertragungsmechanismus 25 zu
bilden, wie in 19(A) gezeigt
ist.
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Außerdem weist
die erste Hilfseinheit erste Linearführungsmechanismen auf, und
die zweite Hilfseinheit weist zweite Linearführungsmechanismen auf, die
dieselbe Struktur wie die ersten Linearführungsmechanismen haben. Mit
Bezug auf 21 wird nachfolgend
nur einer der ersten Linearführungsmechanismen
zur Erläuterung
der typischen Struktur beschrieben.
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Die
erste Schiene 27 weist in Längsrichtung verlaufende Kugellaufrillen 27a auf,
die als erste Wälzkörperlaufabschnitte
dienen, in denen Kugeln 32 laufen, die als Wälzkörper dienen.
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Der
Verbindungsblock 29 ist schlittenförmig ausgebildet und an einer
Seite mit einer Ausnehmung versehen, in der die erste Schiene 27 verschiebbar
aufgenommen ist. Die Ausnehmung des Verbindungsblocks 29 ist
mit Kugellastlaufrillen 29a versehen, die als erste Wälzkörperlastlaufabschnitte dienen
und den oben erwähnten
Kugellaufrillen 27a der ersten Schiene 27 zugeordnet
sind. Außerdem
ist der Verbindungsblock 29 mit Kugelrücklaufbahnen 33, die
parallel zu den Kugellastlaufrillen 29a ausgebildet sind,
und mit Paaren von U-förmigen
Richtungsänderungsbahnen
versehen, welche die einander gegenüberliegenden Enden der jeweiligen
Kugellastlaufrille 29a mit den einander gegenüberliegenden
Enden der jeweiligen Kugelrücklaufbahn 33 verbinden.
Die Kugellastlaufrille 29a, die Kugelrücklaufbahn 33 und
das Paar Richtungsänderungsbahnen bilden
jeweils einen elliptischen Kugelumlaufkanal, der als erster Wälzkörperumlaufabschnitt
dient, in dem die Kugeln laufen. Die Kugelumlaufkanäle sind entsprechend
der Anzahl der in der ersten Schiene 27 ausgebildeten Kugellaufrillen 27a vorgesehen. Die
Anzahl der Kugellaufrillen 27a und deren Anordnung werden
auf der Basis der Größe und Richtung der
Belastung bestimmt.
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Die
Kugeln 32 können
zwischen den Kugellaufrillen 27a (28a) der ersten
Schiene 27 (oder der zweiten Schiene 28) und den
Kugellastlaufrillen 29a (30a) des Verbindungsblocks 29 (oder 30)
nicht endlos umlaufend, sondern hin- und hergehend laufen. In diesem
Falle setzt die Hin- und Herbewegung der Kugeln Grenzen für einen
Bereich, in dem sich der Verbindungsblock 29 (oder 30)
relativ zu der ersten Schiene 27 (oder der zweiten Schiene 28)
bewegen kann.
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Die
oben beschriebene Struktur gewährleistet
nicht nur eine glatte Verschiebung der ersten Schienen, d.h. der
antriebsseitigen Schienen 27 relativ zu den ersten Verbindungsblöcken, d.h.
den antriebsseitigen Verbindungs blöcken 29 in Erstreckungsrichtung
der antriebsseitigen Schienen 27, sondern auch eine glatte
Verschiebung der zweiten Schienen, d.h. der abtriebsseitigen Schienen 28 relativ
zu den zweiten Verbindungsblöcken,
d.h. den abtriebsseitigen Verbindungsblöcken 30 in Erstreckungsrichtung
der abtriebsseitigen Schienen 28. Es ist daher möglich, die
Antriebsscheibe 5 relativ zu der Abtriebsscheibe 6 in
Erstreckungsrichtung der antriebsseitigen Schienen 27 und
der abtriebsseitigen Schienen 28 zu bewegen, d.h. in einer
Ebene mit diesen Richtungen.
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Die
durch Betätigen
einer Energiequelle, wie eines Motors, herbeigeführte Drehung der Antriebsscheibe 5 bewirkt,
dass ein Drehmoment von der Antriebsscheibe 5 über die
erste Hilfseinheit auf die Zwischenscheibe 26 und dann
von der Zwischenscheibe 26 über die zweite Hilfseinheit
auf die Abtriebsscheibe 6 übertragen wird, um die Abtriebsscheibe 6 mit derselben
Winkelgeschwindigkeit wie die Antriebsscheibe 5 zu drehen.
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Bei
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß der fünften Ausführungsform
der Erfindung ist es möglich,
eine normale Linearführung
zu verwenden, die aus eine Schiene und einem Block zusammengesetzt
ist, der mit der Schiene verschiebbar verbunden ist. Folglich kann
die Drehmomentübertragungsvorrichtung
mit geringen Kosten hergestellt werden. Außerdem ermöglicht die Verbindung des ersten
Verbindungsblocks 29, der ersten und zweiten Schienen 27, 28 und
des zweiten Verbindungsblocks 30 mit der Antriebsscheibe 5 (d.h.
der ersten Einheit), der Zwischenscheibe 26 (d.h. der Zwischeneinheit)
bzw. der Abtriebsscheibe 6 (d.h. der zweiten Einheit),
eine Erhöhung
des Kontaktdrucks zwischen den ersten Verbindungsblöcken 29 und
den ersten Schienen 27 oder den zweiten Verbindungsblöcken 30 und
den zweiten Schienen 28 infolge der ausgeübten Zentrifugalkraft
und auch eine Erhöhung
der auf die Wälzkörper ausgeübten Belastung
zu verhindern.
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Nachfolgend
werden Maßnahmen
zur Montage der ersten und zweiten Verbindungsblöcke 29, 30 an
die Antriebs- bzw. Antriebsscheibe 5, 6 beschrieben.
Die ersten Verbindungsblöcke 29 werden jeweils
in eine der in der Antriebsscheibe 5 ausgebildeten Ausnehmungen 5b eingepasst
und mittels Befestigungselementen, wie Schrauben, mit der Antriebsscheibe 5 verbunden.
Die zweiten Verbindungsblöcke 30 werden
jeweils in eines der in der Abtriebsscheibe 6 ausgebildeten
Durchgangslöcher 6b bewegbar
eingepasst, ohne durch irgendwelche Befestigungselemente fixiert
zu werden. Anstelle der Durchgangslöcher 6b kann die Abtriebsscheibe 6 auch
mit Ausnehmungen zum Aufnehmen der zweiten Verbindungsblöcke 30 versehen
sein. Die Struktur genügt,
damit sich die zweiten Verbindungsblöcke 30 in Richtung
der Mittelachse der Abtriebsscheibe 6 bewegen können. Die
Verbindung der ersten Verbindungsblöcke 29 mit der Antriebsscheibe 5 mittels
der Befestigungselemente ermöglicht,
dass ein Drehmoment von der Antriebsscheibe 5 auf den Drehmomentübertragungsmechanismus 25 übertragen
werden kann. Das Einpassen der zweiten Verbindungsblöcke 30 in
die Durchgangslöcher 6b der
Abtriebsscheibe 6 ermöglicht
eine Übertragung
des Drehmoments von dem Drehmomentübertragungsmechanismus 25 auf
die Abtriebsscheibe 6.
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Mit
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß der fünften Ausführungsform
ist es möglich,
den Abstand zwischen der Antriebsscheibe 5 und der Abtriebsscheibe 6 durch
die Gesamttiefe der Ausnehmungen 5b und der Durchgangslöcher 6b zu verringern,
wodurch die Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
reduziert wird. Außerdem
kann sich die Abtriebsscheibe 6 relativ zu der Antriebsscheibe 5 leicht
in Richtung der Mittelachse der Antriebsscheibe 5 bewegen, wodurch
es möglich
ist, die Verschiebung der Abtriebsscheibe 6 zu der Antriebsscheibe 5 in
der oben erwähnten
Richtung zu absorbieren. Selbst in dem Falle, in dem die räumliche
Begrenzung in der Drehmomentübertragungsvorrichtung
eine Verwendung von Befestigungselementen, wie Schrauben, unmöglich macht,
ist es trotzdem möglich,
die ersten Verbindungsblöcke 29 an
der Antriebsscheibe 5 und die zweiten Verbindungsblöcke 30 an
der Abtriebsscheibe 6 in einer geeigneten Weise zu platzieren.
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22 zeigt eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 22 eine
Vorderansicht eines Viertels der Drehmomentübertragungsvorrichtung ist.
Die Antriebsscheibe 6 und die Zwischenscheibe sind in 22 weggelassen, um das Verständnis der
Struktur der Drehmomentübertragungsvorrichtung
zu erleichtern.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der sechsten
Ausführungsform
der Erfindung hat dieselbe Struktur wie die gemäß der fünften Ausführungsform, außer dass
jede antriebsseitige Schiene 27 und abtriebsseitige Schiene 28 in
zwei Stücke geteilt
ist. In dem Falle, in dem der Bereich der Bewegung der antriebsseitigen
Verbindungsblöcke 29 relativ
zu den antriebsseitigen Schienen 27 und der Bereich der
Bewegung der antriebsseitigen Verbindungsblöcke 30 relativ zu
den abtriebsseitigen Schienen 28 relativ klein sind, genügt die kürzere Länge der
antriebsseitigen Schienen 27 und der abtriebsseitigen Schienen 28,
wie in 22 gezeigt ist.
Die Verringerung der Länge
der antriebsseitigen Schienen 27 und der abtriebsseitigen
Schienen 28 führt
zu einer Reduzierung deren Gewichts und macht es möglich, die
Größe der in
der Zwischenscheibe 26 ausgebildeten Öffnung zu erhöhen, was
zu einer bemerkenswerten Reduzierung des Gewichts der Drehmomentübertragungsvorrichtung
führt.
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23, 24(A) und 24(B) zeigen
eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
siebten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 23 eine
perspektivische Ansicht, 24(A) eine
Seitenansicht und 24(B) eine
Vorderansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung
ist.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment
von einer mit einer Energiequelle, wie einem Motor, verbundenen
und als Antriebseinheit dienenden Antriebsscheibe 35 (d.h.
die erste Einheit), zu einer als Abtriebseinheit dienenden Abtriebsscheibe 36 (d.h.
die zweite Einheit). Die Antriebsscheibe 35 weist Montagelöcher 35b für die Montage
der Antriebsscheibe 35 an der Seite der Energiequelle,
wie des Motors, auf. Die Abtriebsscheibe 36 weist Montagelöcher 36b für die Montage
der Abtriebsscheibe 36 an der Abtriebsseite, wie einem
zu drehenden Teil, auf.
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Eine
Zwischenscheibe, d.h. eine Übertragungsscheibe 37,
die als Zwischeneinheit dient, ist zwischen der Antriebsscheibe 35 und
der Abtriebsscheibe 36 platziert. Die Ebene der Antriebsscheibe 35 ist
parallel zu der Ebene der Übertragungsscheibe 37,
die ihrerseits parallel zu der Ebene der Abtriebsscheibe 36 ist.
Die Antriebsscheibe 35, die Übertragungsscheibe 37 und
die Abtriebsscheibe 36 haben jeweils eine dünne Ringform,
um das Gewicht zu reduzieren.
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Die
Antriebsscheibe 35 und die Übertragungsscheibe 37 sind
mittels eines Paares von ersten Blattfedern 38 miteinander
verbunden. Die Antriebsscheibe 35 ist an einander gegenüberliegenden Seiten
in der ersten Richtung X in 24(B) senkrecht
zur Mittelachse der Antriebsscheibe 35 mit flachen Abschnitten 35a versehen.
Die Übertragungsscheibe 37 weist
dieselben flachen Abschnitte auf. Die ersten Blattfedern 38 sind
jeweils mit einander gegenüberliegenden
Seiten 38a mittels Befestigungselementen 39, wie
Schrauben, ohne Spiel an den jeweiligen flachen Abschnitten der
Antriebsscheibe 35 und der Übertragungsscheibe 37 befestigt.
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Die
ersten Blattfedern 38 haben dieselbe Breite in Richtung
parallel zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35, so
dass die Antriebsscheibe 35 und die Übertragungsscheibe 37 parallel
zueinander sind. Eine Biegung der ersten Blattfedern 38 ermöglicht eine
Bewegung der Übertragungsscheibe 37 relativ
zu der Antriebsscheibe 35 in der ersten Richtung X senkrecht
zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35, während die Übertragungsscheibe 37 parallel
zu der Antriebsscheibe 35 gehalten wird.
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Die Übertragungsscheibe 37 und
die Abtriebsscheibe 36 sind mittels eines Paares von zweiten
Blattfedern 40 miteinander verbunden. Die Übertragungsscheibe 37 ist
an einander gegenüberliegenden
Seiten in der zweiten Richtung Y in 24(B) senkrecht
zur Mittelachse der Übertragungsscheibe 37 mit
flachen Abschnitten 37a versehen. Die erste Richtung X
verläuft
senkrecht zu der zweiten Richtung Y. Die Abtriebsscheibe 36 weist dieselben
flachen Abschnitte auf. Die zweiten Blattfedern 40 sind
jeweils mit einander gegenüberliegenden
Seiten 40a mittels Befestigungselementen, wie Schrauben,
ohne Spiel an den jeweiligen flachen Abschnitten der Übertragungsscheibe 37 und
der Abtriebsscheibe 36 befestigt.
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Die
zweiten Blattfedern 40 haben dieselbe Breite in Richtung
parallel zu der Mittelachse der Abtriebsscheibe 36, so
dass die Übertragungsscheibe 37 und
die Abtriebsscheibe 36 parallel zueinander sind. Eine Biegung
der zweiten Blattfedern 40 ermöglicht eine Bewegung der Abtriebsscheibe 36 relativ
zu der Übertragungsscheibe 37 in
der zweiten Richtung Y senkrecht zur Mittelachse der Abtriebsscheibe 36, während die Übertragungsscheibe 37 parallel
zu der Abtriebsscheibe 36 gehalten wird.
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Die
Ebene der ersten Blattfeder 38 kreuzt die Ebene der zweiten
Blattfeder 40 im rechten Winkel. Infolgedessen, dass die
erste Richtung X senkrecht zu der zweiten Richtung Y verläuft, ist
die Verschieberichtung der Übertragungsscheibe 37 zu
der Antriebsscheibe 35 auch senkrecht zu der Verschieberichtung
der Antriebsscheibe 36 zu der Übertragungsscheibe 37.
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Die
durch Betätigen
einer Energiequelle, wie eines Motors, herbeigeführte Drehung der Antriebsscheibe 35 bewirkt,
dass ein Drehmoment von der Antriebsscheibe 35 durch auf
die ersten Blattfedern 38 ausgeübte Scherspannung auf die Übertragungsscheibe 37 übertragen
wird, um die Übertragungsscheibe 37 mit
derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Antriebsscheibe 35 zu
drehen. Die Drehung der Übertragungsscheibe 37 bewirkt
eine Übertragung des
Drehmoments von der Übertragungsscheibe 37 auf
die Antriebsscheibe 36 durch die auf die zweiten Blattfedern 40 ausgeübte Scherspannung,
um die Abtriebsscheibe 36 mit derselben Winkelgeschwindigkeit
wie die Übertragungsscheibe 37 zu
drehen. Die Biegung der ersten Blattfedern 38 und der zweiten
Blattfedern 40 ermöglicht,
dass die Abtriebsscheibe 36 zu der Antriebsscheibe 35 verschoben werden
kann, während
die Abtriebsscheibe 36 parallel zu der Antriebsscheibe 35 gehalten
wird. Dadurch kann eine Relativverschiebung zwischen der Antriebsscheibe 35 und
der Abtriebsscheibe 36 in einem Zustand sichergestellt
werden, in dem deren Mittelachsen parallel zueinander gehalten werden.
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25 zeigt einen Zustand,
in dem die Abtriebsscheibe 36 zu der Antriebsscheibe 35 in
Richtung senkrecht zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35 versetzt
ist. Bei der Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß der siebten
Ausführungsform
der Erfindung sind einerseits die Antriebsscheiben 35 und
die Übertragungsscheiben 37 mittels der
ersten Blattfedern 38 miteinander verbunden und andererseits
die Übertragungsscheibe 37 und
die Abtriebsscheibe 36 mittels der zweiten Blattfedern 40 miteinander
verbunden. Selbst wenn die Antriebsscheibe 36 zu der Antriebsscheibe 35 in
Richtung senkrecht zu der Mittelachse C der Antriebsscheibe 35 versetzt ist
(d.h. die Mittelachse P der Antriebsscheibe 36 ist zu der
Mittelachse C der Antriebsscheibe 35 versetzt), dreht sich
die Abtriebsscheibe 36 immer um deren Mittelachse P. Folglich
verändert
sich nicht der Abstand R1 zwischen der Mittelachse P der Abtriebsscheibe 36 und
einem am Umfang der Antriebsscheibe 36 liegenden Punkt
A, so dass keine Veränderung der
Umfangsgeschwindigkeit in dem Punkt A verursacht wird.
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26 zeigt einen Zustand,
in dem eine Abtriebsscheibe 36 zu einer Antriebsscheibe 35 in
Richtung senkrecht zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35 versetzt
ist, wenn vergleichsweise die herkömmliche Oldham-Kupplung verwendet
wird. Hierbei wird der Mittelpunkt der Drehung der Antriebsscheibe 36 aus
der Position B (d.h. die Position des Mittelpunktes der Abtriebsscheibe 36)
in 26 in die andere
Position C (d.h. die Position des Mittelpunktes der Antriebsscheibe 35)
in 26 verschoben. Dementsprechend
verändert
sich der Abstand R2 zwischen dem Mittelpunkt C der Drehung der Antriebsscheibe 36 und
einem am Umfang der Antriebsscheibe 36 liegenden Punkt
A, so dass eine Veränderung
der Umfangsgeschwindigkeit im Punkt A verursacht wird.
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Wenn
die Abtriebsscheibe 36 zu der Antriebsscheibe 35 in
Richtung senkrecht zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35 verschoben
wird, dienen die ersten Blattfedern 38 und die zweiten
Blattfedern 40 als ein Federelement zum Aufbringen einer Federkraft
an der Antriebsscheibe 35 und der Abtriebsscheibe 36,
um deren anfängliche
Positionsbeziehung zueinander wiederzuerlangen.
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27 ist eine schematische
Ansicht, in der die Drehmomentübertragungsvorrichtung
zusätzlich die
Blattfedern und einen Dämpfer
aufweist. Wie in 27 gezeigt,
kann der Dämpfer 42 zur
Verminderung von Schwingungen zusätzlich zu der ersten Blattfeder 38 und
der zweiten Blattfeder 40 zwischen der Antriebsscheibe 35 und
der Abtriebsscheibe 36 angeordnet sein. Ferner kann die
Seite der Antriebsscheibe 35 (d.h. die Antriebsenergiequelle,
wie der Motor, zum Drehen der Antriebsscheibe 35 und der Abtriebsscheibe 36) über eine
andere Feder 44 mit einer Basis 43 verbunden sein,
um hin- und herbewegt
zu werden.
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Bei
der oben beschriebenen Struktur, bei der die Antriebsscheibe 35 und
die Abtriebsscheibe 36 über
die Federn 38, 40, 44 und den Dämpfer 42 miteinander
verbunden sind, wird ein auf die Abtriebsscheibe 36 ausgeübter Stoß nicht
direkt auf die Antriebsscheibe 35 übertragen. Außerdem dient,
wenn die Abtriebsscheibe 36 in Schwingung versetzt wird, die
Masse an der Seite der Antriebsscheibe 35 als Ausgleich,
wodurch es möglich
ist, die Schwingung der Seite der Abtriebsscheibe 36 durch
Schwingung der Seite der Antriebsscheibe 35 zu verringern.
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28, 29(A) und 29(B) zeigen
eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
achten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 28 eine
perspektivische Ansicht, 29(A) eine
Seitenansicht und 29(B) eine
Vorderansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung
ist.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment
von der Antriebsscheibe 35 zu einer Abtriebsscheibe 36.
Eine Zwischenscheibe, d.h. eine Übertragungsscheibe 37 ist
zwischen der Antriebsscheibe 35 und der Abtriebsscheibe 36 platziert.
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Die
Antriebsscheibe 35 und die Übertragungsscheibe 37 sind
mittels eines Paares von ersten Blattfedern 45 miteinander
verbunden. Eine Biegung der ersten Blattfedern 45 ermöglicht eine
Bewegung der Übertragungsscheibe 37 relativ
zu der Antriebsscheibe 35 in der ersten Richtung X in 29(B) senkrecht zu der Mittelachse
der Antriebsscheibe 35, während die Übertragungsscheibe 37 parallel
zu der Antriebsscheibe 35 gehalten wird. Jede erste Blattfeder 45 ist
im Querschnitt U-förmig ausgebildet,
um ein großes
Maß an
Verschiebung der Übertragungsscheibe 37 zu
der Antriebsscheibe 35 in Richtung deren Mittelachse sicherzustellen, d.h.
ein großes
Maß an
Bewegung in einer solchen Richtung, wenn die Übertragungsscheibe 37 nahe
an die Antriebsscheibe 35 gelangt oder sich von dieser weg
bewegt.
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Die Übertragungsscheibe 37 und
die Abtriebsscheibe 36 sind mittels eines Paares von zweiten
Blattfedern 46 miteinander verbunden. Eine Biegung der
zweiten Blattfedern 46 ermöglicht eine Bewegung der Abtriebsscheibe 36 relativ
zu der Übertragungsscheibe 37 in
der zweiten Richtung Y in 29(B) senkrecht
zur Mittelachse der Übertragungsscheibe 37,
während
die Abtriebsscheibe 36 parallel zu der Übertragungsscheibe 37 gehalten wird.
Jede zweite Blattfeder 46 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet,
um ein großes
Maß an
Verschiebung der Abtriebsscheibe 36 zu der Übertragungsscheibe 37 in
Richtung deren Mittelachse sicherzustellen, d.h. ein großes Maß an Bewegung
in einer solchen Richtung, wenn die Abtriebsscheibe 36 nahe
an die Übertragungsscheibe 37 gelangt
oder sich von dieser weg bewegt.
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Wenn
sich die ersten Blattfedern 45 und die zweiten Blattfedern 46 biegen,
um eine Verschiebung der Abtriebsscheibe 36 zu der Antriebsscheibe 35 in Richtung
senkrecht zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35 (d.h.
die Richtung X oder Y in 29(B)) zu
bewirken, verändert
sich der Abstand zwischen der Antriebsscheibe 35 und der
Abtriebsscheibe 36 in der Richtung zu der Antriebsscheibe 35.
Die ersten Blattfedern 45 und die zweiten Blattfedern 46 mit
dem U-förmigen Querschnitt
absorbieren die Veränderung des
Abstandes zwischen der Antriebsscheibe 35 und der Abtriebsscheibe 36 in
der Richtung zu der Antriebsscheibe 35 und ermöglichen
auch eine leichte Neigung der Mittelachse der Abtriebsscheibe 36 relativ
zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35.
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30 und 31 zeigen eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
neunten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 30 eine
perspektivische Ansicht und 31 eine
perspektivische Explosionsansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung ist.
Bei dieser Ausführungsform sind
drei Scheiben, d.h. die Antriebsscheibe 35, die Übertragungsscheibe 37 und
die Abtriebsscheibe 36 parallel zueinander ausgerichtet,
was eine relativ lange Distanz in Richtung der Drehachse erfordert.
In Anbetracht dieser Tatsache sind die Übertragungsscheibe 37 in
der Antriebsscheibe 35 und die Abtriebsscheibe 36 in
der Übertragungsscheibe 37 platziert.
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Die
Antriebsscheibe 35 ist mit einem ringförmigen Umfangsabschnitt 51 und
einem nach innen vorstehenden Flansch 52 versehen, der
sich von der inneren Umfangsfläche
des Umfangsabschnitts 51 erstreckt. Der nach innen sich
erstreckende Flansch 52 definiert eine darin ausgebildete Öffnung.
Der Umfangsabschnitt 51 ist an seiner dem Flansch 52 gegenüberliegenden
Stirnfläche
mit Passlöchern 51a für die Montage
an der Seite der Energiequelle, wie des Motors, versehen. Der Flansch 52 weist
ein Paar Passausnehmungen auf, die als ein Teil eines Öffnungsrandes 52a des
Flansches 52 dienen. Jede Passausnehmung weist ein Paar
flache Abschnitte 53 auf. Diese Passausnehmungen sind im
Abstand voneinander in einer ersten Richtung senkrecht zu der Mittelachse
der Drehung platziert (d.h. in Horizontalrichtung in 31).
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Vier
antriebsseitige erste Blattfedern 54 sind jeweils mit ihrem
einen Ende an den jeweiligen oben erwähnten flachen Abschnitten 53 befestigt.
Die Ebenen der jeweiligen antriebsseitigen Blattfedern 54 erstrecken
sich parallel zueinander, um eine Verschiebung der Übertragungsscheibe 37 zu
der Antriebsscheibe 35 zu ermöglichen, während die Übertragungsscheibe 37 parallel
zu der Antriebsscheibe 35 gehalten wird.
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Die
ringförmig
ausgebildete Übertragungsscheibe 37 ist
in dem Umfangsabschnitt 51 der Antriebsscheibe 35 aufgenommen.
Die Übertragungsscheibe 37 ist
an deren Außenumfang
mit zwei Paar flachen Abschnitten 55 versehen, die den
jeweiligen flachen Abschnitten 53 der Antriebsscheibe 35 zugeordnet
sind. Die oben erwähnten
vier antriebsseitigen ersten Blattfedern 54 sind jeweils
mit ihren anderen Enden an den jeweiligen oben erwähnten flachen
Abschnitten 55 der Übertragungsscheibe 37 befestigt.
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Außerdem ist
die Übertragungsscheibe 37 an
deren inneren Umfangsfläche
mit einem Paar Passausnehmungen versehen, die als ein Teil eines Öffnungsrandes 56 der Übertragungsscheibe 37 dienen.
Jede Passausnehmung weist ein Paar flache Abschnitte 59 auf.
Diese Passausnehmungen sind im Abstand voneinander in einer zweiten
Richtung senkrecht zu der oben erwähnten ersten Richtung platziert
(d.h. in Vertikalrichtung in 31).
Vier abtriebsseitige zweite Blattfedern 60 sind jeweils
mit ihrem einen Ende an den jeweiligen oben erwähnten flachen Abschnitten 59 befestigt.
Die Ebenen der jeweiligen abtriebsseitigen Blattfedern 60 erstrecken sich
parallel zueinander und senkrecht zu den oben erwähnten Ebenen
der antriebsseitigen Blattfedern 54.
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Die
Abtriebsscheibe 36 weist einen ringförmigen inneren Umfangsabschnitt 61 und
einen nach außen
vorstehenden Flansch 62 auf, der sich von dem inneren Umfangsabschnitt 61 erstreckt.
Der innere Umfangsabschnitt 61 ist an seiner dem Flansch 62 gegenüberliegenden
Stirnfläche
mit Passlöchern 61a für die Montage
der Abtriebsscheibe 36 an der Abtriebsseite versehen. Außerdem ist
der Flansch 62 der Antriebsscheibe 36 an dessen
Außenumfang
mit zwei Paar flachen Abschnitten 63 versehen, die den jeweiligen
flachen Abschnitten 59 der Übertragungsscheibe 37 zugeordnet
sind. Der innere Umfangsabschnitt 61 der Abtriebsscheibe 36 ist
in der Öffnung 56 der Übertragungsscheibe 37 aufgenommen,
und die abtriebsseitigen zweiten Blattfedern 60 sind jeweils
mit ihren anderen Enden an den jeweiligen oben erwähnten flachen
Abschnitten 63 der Antriebsscheibe 36 befestigt.
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Bei
der Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß der neunten
Ausführungsform
sind die Übertragungsscheibe 37 in
dem Umfangsabschnitt 51 der Antriebsscheibe 35 und
der innere Umfangsabschnitt 61 der Abtriebsscheibe 36 in
der Übertragungsscheibe 37 aufgenommen,
so dass die antriebsseitigen Federn 54, welche die Antriebsscheibe 35 und
die Übertragungsscheibe 37 miteinander
verbinden, die abtriebsseitigen Blattfedern 60 in Richtung
der Drehachse überlappen,
wodurch es möglich ist,
die Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung
in Richtung deren Mittelachse zu verringern.
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32, 33(A) und 33(B) zeigen
eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
gemäß einer
zehnten Ausführungsform
der Erfindung, wobei 32 eine
perspektivische Ansicht, 33(A) eine
Seitenansicht und 33(B) eine
Vorderansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung
ist. Bei dieser Ausführungsform
ist zusätzlich
zu der Struktur gemäß der neunten
Ausführungsform
ein Keilwellenverbindungsmechanismus vorgesehen. Die Antriebsscheibe 35,
die Übertragungsscheibe 37 und
die Abtriebsscheibe 36 haben dieselbe Struktur wie die
in der oben beschriebenen siebten Ausführungsform der Erfindung. Die
gleichen Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei
deren Beschreibung weggelassen ist.
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Der
Keilwellenverbindungsmechanismus ist aus einem inneren Umfangsteil 71,
einem äußeren Umfangsteil 72 und
einer Mehrzahl von Kugeln 73 zusammengesetzt, die als Wälzkörper dienen.
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Die
Antriebsscheibe 35 ist einstückig mit dem inneren Umfangsteil 71 ausgebildet,
das sich nach außen
in Richtung der Mittelachse der Antriebsscheibe 35 erstreckt.
Das innere Umfangsteil 71 weist an dessen äußeren Umfangsfläche eine
Mehrzahl von Keilnuten 71a auf, die sich parallel zu der Mittelachse
der Antriebsscheibe 35 erstrecken.
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Das äußere Umfangsteil 72 weist
eine ringförmige
Ausnehmung auf, in die das innere Umfangsteil 71 der Antriebsscheibe 35 eingepasst
ist, um in Richtung zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35 verschiebbar
zu sein. Das äußere Umfangsteil 72 ist an
dessen inneren Umfangsfläche,
welche die oben erwähnte
ringförmige
Ausnehmung definiert, mit einer Mehrzahl von Gegenkeilnuten 72a versehen,
die sich parallel zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35 erstrecken
und den oben erwähnten
Keilnuten 71a des inneren Umfangsteils 71 zugeordnet
sind.
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Die
Kugeln 73 werden zwischen den Keilnuten 71a des
inneren Umfangsteils 71 und den Gegenkeilnuten 72a des äußeren Umfangsteils 72 gehalten und
können
darin abrollen.
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Das äußere Umfangsteil 72 ist
an seiner der oben erwähnten
ringförmigen
Ausnehmung gegenüberliegenden
Stirnfläche
mit Passlöchern
für die Montage
an der Seite der Energiequelle, wie des Motors, versehen. Der Keilwellenverbindungsmechanismus
mit der oben beschriebenen Struktur ermöglicht sowohl eine Drehmomentübertragung
von dem Motor zu der Antriebsscheibe 35 als auch eine Verschiebung
der Antriebsscheibe 35 zu dem äußeren Umfangsteil 72 in
Richtung zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35.
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Eine
Biegung der antriebsseitigen ersten Blattfedern 38 und
der abtriebsseitigen zweiten Blattfedern 40 führt zu einer
leichten Veränderung
des Abstandes zwischen der Antriebsscheibe 35 und der Abtriebsscheibe 36 in
Richtung zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 35. Ein
solcher Keilwellenverbindungsmechanismus kann eine derartige Veränderung
des Abstandes absorbieren.
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Die
Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung
kann überall
dort angewendet werden, wo ein Drehmoment von einer Antriebsseite zu
einer Abtriebsseite übertragen
wird, z.B. bei Werkzeugmaschinen, Baumaschinen und Industrierobotern.
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Gemäß der oben
ausführlich
beschriebenen Erfindung ist es möglich,
eine auf die gesamte Vorrichtung ausgeübte Belastung auf die Mehrzahl
von Drehmomentübertragungseinheiten
zu verteilen, was zu einer Reduzierung der Belastung führt, die
jede Drehmomentübertragungseinheit
zu tragen hat. Außerdem
ist es möglich,
das Gewicht und die Dicke der Drehmomentübertragungsvorrichtung zu reduzieren
und insbesondere eine Miniaturisierung der Drehmomentübertragungsvorrichtung
in Richtung zu deren Mittelachse zu erreichen.