DE1775442A1

DE1775442A1 - Biegsame Welle

Info

Publication number: DE1775442A1
Application number: DE19681775442
Authority: DE
Inventors: Hermann Koegler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-08-12
Filing date: 1968-08-12
Publication date: 1970-06-11

Description

Biegease welle Die Erfindung besieht sioh auf eine biegense welle aus lose ineinandergreitenden Gliedern, die gegeneinander veriippbar sind und ein axiales Spiel aufweisen.

=ins bekannte Art biegsamer wollen besteht aus

nohraxbentöraig gewundenen diahllrrhten, die sehrlagig

mit eatsosen«eeetster soälagriohtaag anteiundergewioielt

eint. Diese Wollen haben eine bevorsxg1o D»hsiohtuag. Ia

mWekehrter »rehriohtnag können nur etwa 40 % der Vonm-

loiolung llbertragen werden. üo eial »ptiadlioh segea

eehwin4wg« «d h äxtige xohwsslam« in Drehaorext n:d

gegen öfter* Unkehrung der Drehrichtung und haben unter

entsprechenden Betriebsbedingungen eine kurze Lebensdauer.

Eine biegs«e Wolle kann in bekannter Weine auch aua

einer Gelenkwelle mit einer dichten Folge von Gelenken,

reist Kreuzgelex@cen,-bentehea. Diese Art Wellen ist jedoch

aufgrund der Gelenke, die Präzision erfordern, teuer.

Billigere, aus Blechteilen zusammengesteckte Gelenkweden,

sind nicht verschleigtest genug.

$s ist auch eine biegsame Wolle aus lose ineinander-

greifenden Gliedern bekannt. Die Glieder dieser Welle be-

stehen aus RohrstUcken, wobei das eine Rohrstück nach innen

stehende Zapfen aufweist, die in seitlich angebrachte

schlitslöaher des anderen Rahrstgokes hineinfassen. Doch

ist such bei dieser Ausfdhrungsfera die #ersahleiBfestigkeit

nietet hoch und, die Herstellung kostspielig.

En ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bieg

wand Wolle zu schaffen" die die liaeätei'le der oben besehre

benen bekannten Konstruktionen biegsamer Wollen vermeidet

und die vor allen versahleilfest ist, auch bei ungleich-

tag« Drehsoaient und bei wechselnder Drehrichtung und'

die gute Lauteigenschaften hat und einfach und billig in

der Herstellte ist.

Diese Aufgabe wird ertindungegenä! dadnroh gelöst» ddie Glieder der Welle runde Scheiben mit sieh axial erstreckenden, einen axialen Mindestabstand zwischen benachbarten Scheiben sicherstellenden Distan$stUcken

etwa

aufweisen, wobei die Symmetrieachse der Scheiben/mit der

Achse der Welle zusammenfällt und an den Seheiben Treibstifte ai runder Querschnitt befestigt sind, die sieh parallel zur Achse der Seheibe, an der nie befestigt sind, erstrecken und sich, dtareh jeweils in der Scheibe des benachbarten Glieäew< tuage<)ildete Bohru=en erstrecken, deren Durchmesser merklich größer ist Bits der Durchmesser der Treibstifte und w*i fi>0 firelbeeitte durch $Iaherungxeiarichtungen am Herausglei ten ans dtn zuletzt genaemten Bohrungen gehindert sind.

Jedes Glied uarfalt sweakrtuigerreise drei 44e @erhY-

T2 aribotfte. Die Scheiben bestehen korteilhafterxe:.se aus

Kststürf, vorsugowef4e Aeetal-xunstrtorf (Deirin) um

sind. e(Mit leiabt UM bilXig in dar Herstellung. Die Distanz-

stVoke können einstdekxg .t den, 8ehelbon %ungsbildet sein.

Die Bohrrungen in den deheib*n,. durch die die Vreibstifte mit

Spiel freiten, kgnnen mit jurteten dtlbuohsren auaegekle.-.:

xerden, diesrselie:fesig@reit weh se. Ehen.

Die Welle kann aus Sicherheitsgründen oder zum Schutz gegen Beschädigung oder Verschmutzung in einen Schlauch rotieren, dessen Innendurchmesser merklich größer als der Durchmesser der Scheiben ist. Es kann auch vorteilhaft sein, den die Welle umgebenden Schlauch zur Schmierung der Welle und zur Schwingungsdämpfung mit öl zu füllen oder vorzugsweise Fett in den Schlauch einzufüllen.

Zur Verringerung der Reibung zwischen Welle und um-,gebendem Schlauch können Kugellagerglieder im Abstand voneinender in die Welle eingefugt sein, deren Außendurchnesser größer als derjenige der übrigen Glieder isst. Als Kugellager- glieder können Scheiben dienen, auf deren Außendurchmesser ein Ringkugellager fest aufsitzt. Alternativ können die Nugellagerglieder ein m ugellager und eine mit freßsitz auf dem Außenring den Kugellagers sitzende Hülse umfassen und an ihren Stirnselten AnschlußstUcke aufweisen, von denen eines mit Treibstif ten und das andere aalt Bohrungen fllr darr Eingreifen von Treibstiften versehen ist, Die Treibstifte bestehen vorzugsweise aus gehärtete® Stahl. Als Sicherungseinrichtungen können Sicherungsringe dienen, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmessen der Bohrungen ist und die in am freien Ende der Treibstifte ausgebildete Ringnuten.eingreifen. Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an einem Austährungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 drei miteinander verbundene Glieder einer erfindungsgemäßen biegsamen Welle in perspektivischer Darstellung; Fig. 2 eine Ansicht in axialer Richturig, der mit dem Distanzstück veraehenon Seite einen Gliedes; Fig. 3 zwei gegeneinander gekippte Glieder In Schnitt entlang der Linie III-III irr Fig. 2; Fig. eine andere Ausftlhrungsform der Scheibe in Schnitt; und Fig. 5 teilweise in Schnitt eine AustUhrungstors der erfindungsgemäßen biegsamen Welle artet zwischengeschalteten Kugellagergläedern und einem umh'Ullenden Schlauch sowie einem Absahlußstüak.
Die erfindungsgemäße biegsame Welle besteht, wie #:n Feg. 1 gezeigt, aus einzelnen Gliedern. 2. Jedes Glied weist eine runde Scheibe 4 auf sowie drei Treibstifte 8, die durch Bohrungen 12 der benachbarten Scheibe hindurohgreifen und auf deren anderer Seite mit Sicherungsringen 1.0 vorsehen sind, die in Ringnuten 9 der Treibstifte sitzen. und verhindert, dali die benachbarte Scheibe von den Treibaetittea gleiten kann. Ferner ist jede Scheibe 4 so geformt, daß sie ein Distanzetück 6 runden Querschnitts aufweist, das zentral zwischen den an der Scheibe befestigten Treibstiften 8 vor- springt und einen Mindestabstand zwischen benachbarten Scheiben sicherstellt. Die hänge des Distanzstückes 6 und die Länge der Treibstifte 8 sind so bemessen, daß die Glieder 2 in axialer Richtung eine begrenzte Beweglichkeit gegeneinander besitzen.- Der Durchmesser der Bohrungen 12, durch die die . Treibstifte 8 greifen, ist merklich größerals""der Durchmesser der Treibstifte, so daß ein Verkippen der Glieder gegeneinander möglich ist, wie man aus Fig. 3 ersehen kann. Die Scheiben 4 mit dem DistanzatUek 6 sind aus einem Acetal-Kunstatoff, wie z. B."Delrin" oder einem anderen abriebfesten Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften ge- spritzt, und die aus gehärteter Stahl bestehenden gibstifte 8 sind in in den Scheiben 4 vorgeformten Wehern eingepreßt und durch Seeger- bzw. Sicherungsringe 11 ge- sichert. Die Schmierung der gleitenden Teile kann durch öl, Wälxlagertett bzw. Heißlagergett ƒder Graphit erfolgen, wobei man etwa 1/4 des freien Schlauchinnenvolumens mit Graphit füllen kann.
Die Welle kann in ein» nicht gezeigten Gummischlauch mit Gewebeeinlage oder in eines anderen geeigneten Schlauch aus Kunststoff oder Metall laufen. Dabei ist der Innendurchsmaser des Schlauches um einige Millimeter, vorzugsweise 3 », größer als der Durohresser der KumstrtQtfschei:bsn.4, an da e zwischen den Seheiben und dem Schlauch an jeder Seite ewe 1,5 mm Abstand ist. Der Schlauch kann mit Öl gefüllt seia@ Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsfarm, bei der Scheiben 5 Bohrungen 13, durch die diereibaL.äta mit,;>? greifen, mit gehirteten Stahlbuchsen 1 au@sgi@i.e:! de t seir@ Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der erfinäungsgenKien biegsamen Welle, die zur Übertragung größerer Drehmomente bei hohen Geschwiadigkelten (etwa über 500 U/min.) dient. Dabei ist z. B. jedes dritte. vierte oder fUnfte Glied *in Nugeliagerglied 16. Dieses umfaßt zwei AnachlußstUcke 18 und 20 aus Stahl, ein gekapseltes Kugellager 22 sowie eine Hülse 24 aus Stahl,, die m:tt einemc°@si:; dber dai ?rZ,1g,. B-lagen geschoben ist. iss Ansehludstück lt- hat eilltn *cia--e Bolzen 2&, der mit einem PaBsitz in einer entsprechaaües@ Bohrung des anderen Ansohlußstüekes 20 sitzt und in dieser durch einen Stift 28 gesichert ist. Das Insahluistüek 1E weist Bohrungen 19 auf, durch welche die TreibstLfte 8 den benachbarten Gliedes 2 greifen. In Bohrungen des Ansehlußatüokas 20 sind Treibstifte 30 eingepreßt, die durch die Seheibe 34 des bennch'ften Gliedes 32 grei-en. s Gliecr mit einer Scheibe 34 und einem DistanzstUak 36 gleicht den Glied 2 bis auf einen Distanzstift 38 aus Stahl, der in eine Bohrung auf der dem Distanzstück 36 egA,%tläeril agenden Stift--, der Seheibe 34 eingaprit ist. Diese Welle mit zwischengeschalteten Kugellagergliedern läuft in einen Gumisahlauch 40 mit Gewebeeinlage, der noch von einen Schrumpfschlauch 42 aus Polyvinylohlorid umgeben wird. Bei der Herstellung der Welle wird der Gummischlauch 40, der seitlich entlang seiner ganzen Länge aufgeschlitzt ist, aufgebogen und Über die Welle gestülpt. Sodann wird der Schrumpfschlauch 42 aus PVC über den Gumiachiauch gesogen und aufgeschrumpft, so daß er den Gummischlauch fest umspannt und dieser fest auf den Hülsen 24 der Kugellagerglieder 16 aufsitzt.
Der Schlauch kann mit öl oder, mit Heiß- bsw. Wälslagertett gefüllt sein. Die Schmierung kann aber auch durch Graphit er- folgen. Der Schlauch kann mit eines Schmiernippel bz»: mit einer verschließbaren öleinfüllöftnung vergehen sein.
Der Schlauch ist an reinen Enden durch giahtungsrlage bekannter Art gegen Auslaufen des Schwierrmittels verschlossen: Auf der linken Seite der fig. 5 ist ein AbschlußstOck e4 mit einen Dichtungsring 46 und Kugellagern 48 und 50 dargestellt. Mit den Abstandshülsen 52 und 56 und der Mutter 58 Kerdea die Innenringe der Kugellager auf einer wollensturpt 64 fest- gehalten, wobei die Abstandshttlee 56 mit einem Paßsits eidicht auf des Wellenstumpf sitzt. Der Vellenatump" ist an seinem inneren Ende in derselben Art wie das Ansahlu#etOck 20 des .ltugellagergliedea 16 mit Treibstitten 66 versehen. Die Außenringe der Kugellager 48 und 50 sowie der Dichtungsring 46 werden durch die Mutter 60 in eines ringföreigen Schlauch- halteteil 62 festgehalten. Zwischen den Außenringen der Kugellager sitzt eine Abstand$hUlse 54.
Die Ausführungsformen der erfindungsgemäßen biegsamen Welle können in verschiedener Weise abgewandelt werden. So kann z. B. bei der Ausführungsform mit Kugellagern eine verschieden große Zahl von ungelagerten Gliedern zwischen den Kugellagergliedern angeordnet werden. Die Kunststoff- scheibe 34 des dem Nugellagerglied 16 benachbarten Gliedes 32 kann so geformt sein, daB sie auf' ihren beiden Seiten symmetrisch Distanzstucke 36 aufweist, wodurch der Stift 38 ersetzt wird, oder der Bolzen 26 des Anschlußteils 18 kann so lang sein, daß er aus dem Anschlußteil 20 vorsteht und ein Distanzstück bildet.

Die Zahl der Treibstifte der Glieder kann verschieden groß sein. Bestehen die Scheiben 4, 5, aus Kunststoff, so können sie auch in das Kunststoffteil eingespritzt sein. Anstelle der Sohlsuohe 40, 42 können ein einziger Gumischlauch oder ein einziger Kunststoffschlauch oder ein Metallschlauch verwendet werden. Auch können die Scheiben 4, 5, 32 aus Metall bestehen.

Alle in den Unterlagen enthaltenen Angaben und Merkaale,

soweit sie einzeln oder in Kombination pgenöber den Stand

der ?eohsik nex 41n1, werden ale erfindunsaweentlioh

heawkx@ei@i.

Claims

A n s p r ü c h e 1. Biegeare Welle aus lose ineinandergMifenden Gliedern, die gegeneinander terkippbar sind und ein axialen Spiel aufweisen, dadurch g e k e n n : e 1 o h n e t , daß die Glieder (2) runde Scheiben (4, 5) mit sich axial erstreckenden, einen axialen Mindestabstand :wischen benachbarten Scheiben (4, 5) sicherstellenden Distanzstücken (6," aufweisen, wobei die 97retrieaohse der Scheiben etwa 5)/mit der Aehse der Volle @aarwenfbllt und an den'

Scheiben (4, ;5) Treibstifte (8) mit rundem qurersohnitt befestigt sind, die sich parallel zur Aaä» der Sbbeibe (4, 5), an der sie befestigt sind, erstrecken uM sich dureb jeweils in der soäeibe (@!, 5) des benohbrurten Gliedes (2) ausgebildete Ho@rrwegem (12, 13) erstreeken, deren Dusah»sser »rlIieh gr1ter tot als der awohrpsser der Treibstifte (a) und »bei die Vreibetittr (ö dwreh aiehex@ungseinrlofetae (10) am Ibxaanleit« a« dem «lotst geaaewl@ta lehr fit, 13)ltimi@a :im.

^. Welle mach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jedes Glied (2, 32) drei oder mehr Treibstifte (8) umfaßt. 3. Welle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Scheiben (4, 5, 34) aus Kunststoff, vorzugsweise Acetal-Kunststoff (Delrin), bestehen. 4. "elle nach Anspru:-h 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Distanzstucke (6, J@) einstUckig mit: den Scheiben (4, 5, ->4) ausgebildet sind. 5. Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die ßr#hriingen (13) in der Scheibe (5), durch die die Treibstifte @@) m!.@ Sn'.o' greifen, mit gehärteten Stahlbuchsen (12) au.sgekle-@3e ,_ sind. 6. :;alle nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e 'i c h n e t , daß sie in einem Schlauch (40, 42) rotiert, dessen Innendurchmesser merklich größer als der Durcheesser der Scheiben (4, 5, 32) ist. Welle nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n . s e i e h n e t , daß der die Welle umgebende Schlauch (40, 42) mit Öl oder vorzugsweise etwa vollständig mit Heiß- bzw. Wälzlagerfett gefüllt ist. B. Welle nach einen der AnsprUche 1, bis ?, urch g e k e n n z e i c h n O 't , das in d3,8 Wälle mw61- lagerglieder (1ö) In Abstand voneinander hiält eil deren Außendurchmesser größer als derj*riiglr der üig Glieder (2, 32) ist. g. Welle nach Anspruch 8, dadurch a !t h a a z e i c h n e t , das die Kugellagergli*d*r ein t1' de* Außendurchmesser der Scheiben (4, j) fest tutättee Ringkugellager umfassen. 10. Weile nach Anspruch 8, dadurch g e k 4 1t a .. z e i c h n e t , das die Kugellagerglieder (16) O3.h Kugellager (22) und eine mit Pressitz auf dd Av#lbg des Kugellagers (22) sitzende HUlse(24) ihtfäee« ih ihren Stirnseiten AnschlußstUcke (18, 20) iuf»Ieehb t denen eines (20) mit Treibstiften (30) und das ahdi(18 ) mit Bohrungen (19) für das Eingreifen vorn etibsti(8 versehen ist. 11. Welle nach einen der Ansprüche 8 bis 10, h g e k e n n z e i c h n e t , das sie vei0W»t# schlauch (40) mit Gewebeeinlage umgeben tät" der rt1a seiner ganzen Länge seitlich aufgesehlitst iät,,@ der V« eibew aufgeschrumpften Schlauch (t2) aus Polyvirylohlerid eäleeaem und auf den Außenumfang der Mugellagergledar (1!S) wird.

12. Welle nach einen der AnaprUche 1 bis 11, dadurch g e k e n n a e i c h n e t , daB die Treibstifte (8, 30, 65) aus gehärtetes Stahl bestehen. 13. Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Sicherungs- einrichtungen Sicherungsringe (10) dienen, deren Außendurch- messer größer als der Innendurchmesser der Bohrungen (12, 13, 19) ist und die in am freien Ende der Treibstifte (8, 30, 6 ) ausgebildeten Ringnuten (9) eingreifen.