DE1111464B

DE1111464B - Flexible shaft with central body

Info

Publication number: DE1111464B
Application number: DES34270A
Authority: DE
Inventors: Willy Suhner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-01-24
Filing date: 1953-07-09
Publication date: 1961-07-20

Description

Biegsame Welle mit Zentralkörper Die Erfindung betrifft eine mit beliebiger Drehzahl umlaufende, vorzugsweise in endlosen Längen hergestellte, biegsame Welle ohne Störungen des Rundlaufs im Betriebe mit mindestens zwei zur Drehmomentübertragung dienenden Drahtwickellagen, die um einen als ihr Träger dienenden Zentralkörper gewickelt sind.Flexible shaft with central body The invention relates to one with any Speed rotating, flexible shaft, preferably manufactured in endless lengths Without disturbances of the concentricity in the company with at least two for torque transmission serving wire wrapping layers around a central body serving as their carrier are wrapped.

Solche biegsamen Wellen werden stets so hergestellt, daß die Drahtlagen um einen zentralen gestreckten Draht gewickelt werden, welcher nach dem Aufwickeln der Drahtlagen wieder herausgezogen wird oder an Ort und Stelle verbleibt. Im ersteren Fall weist die biegsame Welle einen zentralen Hohlraum auf, was für einen schlagfreien Rundlauf von Vorteil, für die Torsionsfestigkeit hingegen nachteilig ist. Der größte Nachteil ist jedoch, daß auf diese Weise keine kontinuierliche Fabrikation, sondern nur eine Herstellung in relativ kurzen Längen möglich ist. Eine kontinuierliche, rationelle Herstellung ist nur möglich, wenn die Drahtlagen um einen zentralen Draht gewickelt werden, der an Ort und Stelle verbleibt. Dieser Draht wird in Rollen angeliefert und weist somit bereits eine bleibende Krümmung auf. Durch Versand und Lagerung der biegsamen Welle in zusammengerolltem Zustand, besonders aber durch stärkere örtliche Biegebeanspruchung, wie sie im Betrieb nicht immer zu vermeiden ist, treten weitere bleibende Deformationen hinzu. Solche biegsamen Wellen mit einem bleibend deformierten Zentraldraht weisen keinen schlagfreien Lauf auf, sondern werden bei jeder Umdrehung entgegen der Deformation gespannt, um beim überschreiten eines bestimmten Drehwinkels ruckartig in die entspannte Lage zu schnellen. Dies hat, besonders bei höheren Drehzahlen, welche heute bis zu 40 000 U/Min. betragen, Vibrationen, vermehrte Reibung im Schutzschlauch und frühzeitige Unbrauchbarkeit zur Folge. Außerdem wird das Drehmoment ungleichförmig übertragen, was z. B. bei Tachometerantrieben zu Fehlanzeigen führt.Such flexible shafts are always made so that the wire layers be wound around a central stretched wire, which after winding the wire layers is pulled out again or remains in place. In the former Case, the flexible shaft has a central cavity, what an impact-free Concentricity is an advantage, but it is disadvantageous for the torsional strength. The biggest However, the disadvantage is that in this way no continuous production, but only a production in relatively short lengths is possible. A continuous, Efficient production is only possible if the wire layers are around a central wire that remains in place. This wire is delivered in rolls and thus already has a permanent curvature. Through shipping and storage the flexible shaft when rolled up, but especially with stronger ones Local bending stresses, which cannot always be avoided in operation, occur further permanent deformations are added. Such flexible shafts with one permanent Deformed central wires do not run smoothly, but rather become with every rotation against the deformation tensioned to when crossing a certain The angle of rotation jerkily into the relaxed position. This has, especially with higher speeds, which today are up to 40,000 rpm. amount, vibrations, increased Friction in the protective hose and premature uselessness result. Also will the torque transmitted unevenly, which z. B. with speedometer drives to false displays leads.

Erfindungsgemäß lassen sich die genannten Nachteile einer biegsamen Welle mit Zentralkörper vermeiden, wenn sie statt eines einzelnen geraden Drahtes als Zentralkörper ein aus mindestens zwei mit niedriger Steigung verdrillten Drähten bestehendes, leicht biegsames Gebilde aufweist. Hierbei wird nicht nur die im einzelnen Draht bereits vorhandene Krümmung durch die Verdrillung ausgeglichen, sondern die Gefahr späterer bleibender Verformung dadurch ganz wesentlich verringert, daß bei gleichem Durchmesser des Zentralkörpers die einzelnen Drähte mindestens um die Hälfte dünner und die in ihnen, bei gegebener Krümmung der biegsamen Welle, auftretenden Spannungen entsprechend kleiner sind.According to the invention, the mentioned disadvantages of a flexible Avoid shafts with a central body if they are used instead of a single straight wire as the central body, one made of at least two wires twisted with a low pitch has existing, slightly flexible structure. This is not just the details Wire already existing curvature compensated by the twist, but the The risk of later permanent deformation is significantly reduced by the fact that at the same diameter of the central body, the individual wires by at least half thinner and those that occur in them, given the curvature of the flexible shaft Tensions are correspondingly smaller.

Man hat bisher versucht, den Nachteil eines zentralen Stahldrahtes dadurch zu beseitigen, daß man diesen durch einen Kern aus Phosphorbronze ersetzte. Dieser Kern weist hingegen als Zentralkörper immer noch einen einzelnen geraden Draht aus Phosphorbronze auf, um welchen dann eine oder zwei Lagen Draht aus Phosphorbronze gewickelt sind. Weil der Zentralkörper immer noch aus einem einzelnen geraden Draht besteht, war man gezwungen, ein anderes Material als Stahl für den Kern der biegsamen Wellen zu verwenden, um so die Nachteile eines geraden Zentraldrahtes aus Stahl zu eliminieren.Attempts have been made so far to overcome the disadvantage of a central steel wire to be eliminated by replacing it with a core made of phosphor bronze. This core, however, still has a single straight line as the central body Phosphor bronze wire, around which one or two layers of phosphor bronze wire are wrapped. Because the central body is still made from a single straight wire existed, one was forced to use a material other than steel for the core of the flexible To use shafts so as to avoid the disadvantages of a straight central steel wire to eliminate.

Ein Zentralkörper gemäß vorliegender Erfindung gestattet hingegen die Verwendung von Stahldraht gleicher Qualität, wie er für den Aufbau der biegsamen Welle erforderlich ist, und eliminiert trotzdem die Nachteile des einzelnen geraden Zentraldrahtes aus Stahl. Dies bedeutet eine ganz wesentliche Vereinfachung, sowohl für die Herstellung als auch für die Lagerhaltung des Rohmaterials solcher biegsamer Wellen.A central body according to the present invention, however, allows the use of steel wire of the same quality as that used for the construction of the flexible ones Shaft is required and still eliminates the disadvantages of the individual straight Central wire made of steel. This means a very substantial simplification, both for the manufacture as well as for the storage of the raw material of such flexible ones Waves.

Man hat auch schon einen Stahlkern an Stelle eines solchen aus Hanf verwendet, um die Welle zu versteifen. Dies ist aber gerade das Gegenteil von dem, was mit dem Zentralkörper gemäß vorliegender Erfindung erreicht werden soll, indem dieser möglichst biegsam sein muß, um die Flexibilität der biegsamen Welle nicht zu beeinträchtigen. Der erwähnte Stahlkern weist zudem im Zentrum einen Hohlraum auf, ist also kein Zentralkörper im Sinne des vorliegenden Erfindungsgegenstandes.You also have a steel core instead of one made of hemp used to stiffen the shaft. But this is just the opposite of what is to be achieved with the central body according to the present invention by this must be as flexible as possible in order not to allow the flexibility of the flexible shaft to affect. The steel core mentioned also has a cavity in the center on, is therefore not a central body in the sense of the present subject matter of the invention.

Die Verwendung eines Drahtseils als Zentralkörper ist für bestimmte flexible übertragungsorganebekannt. Solche übertragungsorgane dienen aber für handbetätigte, in axialerRichtung laufendeSteuerbewegungen. Das Drahtseil als Zentralkörper hat dabei eine wichtige Funktion, nämlich die entstehenden Zugkräfte aufzunehmen. DerDurchmesser des Drahtseiles ist deshalb sehr groß, verglichen n-it dem Außendurchmesser des gesamten Übertragungsorganes. Der Zentralkörper der biegsamen Welle gemäß vorliegender Erfindung übt während des Betriebes keine Funktion aus, sondern dient lediglich als Träger für die darum gewickelten äußeren Drahtlagen und zur Ermöglichung einer kontinuierlichen Herstellung. Der Zentralkörper soll, eben weil er funktionslos ist, keinen störenden Einfluß auf den Lauf der biegsamen Welle haben. Derselbe muß deshalb sehr biegsam und im Durchmesser sehr klein sein, verglichen mit dem Außendurchmesser der gesamten biegsamen Welle.The use of a wire rope as a central body is for certain flexible transmission organs known. Such transmission organs are used for hand-operated, Control movements running in the axial direction. Has the wire rope as the central body thereby an important function, namely to absorb the tensile forces that arise. The diameter of the wire rope is therefore very large, compared to n-it the outer diameter of the entire transmission organ. The central body of the flexible shaft according to the present one Invention has no function during operation, but only serves as a carrier for the outer wire layers wrapped around it and to enable one continuous manufacturing. The central body should, precisely because it has no function do not have a disruptive influence on the running of the flexible shaft. The same must therefore very flexible and very small in diameter compared to the outside diameter the entire flexible shaft.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown.

Der Zentralkörper l der biegsamen Welle besteht aus zwei mit niedriger Steigung verdrillten Drähten, um welche vier mehrgängige Lagen Draht 2 in abwechselndem Sinne gewickelt sind. Der Zentralkörper 1 könnte statt nur aus zwei auch aus mehreren mit niedriger Steigung verdrillten Drähten bestehen.The central body l of the flexible shaft consists of two with lower Pitch twisted wires, around which four multiple layers of wire 2 in alternation Senses are wrapped. The central body 1 could also consist of several instead of just two consist of twisted wires with a low pitch.

Ferner könnten statt vier Drahtwickellagen 2 auch zwei oder eine andere Anzahl vorhanden sein und diese Wickellagen könnten auch nur eingängig sein.Furthermore, instead of four wire winding layers 2, two or one other could also be used Number are available and these winding layers could also just be catchy.

Claims

PATENT CLAIM: A flexible shaft rotating at any speed, preferably manufactured in endless lengths, without disturbing the concentricity in operation with at least two wire winding layers serving for torque transmission, which are wound around a central body serving as its carrier, characterized in that the central body (1) has a is made up of at least two wires twisted with a low pitch, is easily flexible. Considered publications: German Patent Nos. 488 061, 576 056, 640 207; French Patent Nos. 491425, 809 914; British Patent No. 563 410; U.S. Patent Nos. 2142,497, 2,335,644, 2573361.