DE2364380C3 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein flexibles Wellenarischlußstück
mit einem im wesentlichen schlauchförmigen flexiblen Element, an dessen beide Endbereiche Anschlußkappen
angesetzt sind, und das nur in seinem Mittelbereich durch einen starren, im Inneren angeordneten
Stützkörper abgestützt ist.
Derartige Wellenanschlußstücke dienen dazu, Drehmomente zwischen zwei rotierenden Wellen zu übertragen,
die entweder parallel zueinander ausgerichtet oder im Winkel gegeneinander versetzt sind und deren
axialer Abstand sich während des Betriebes ändern kann.
Bei einem bekannten Wellenanschlußstück (DL-PS 167) ist ein schlauchförmiges flexibles Element vorgesehen,
dessen Enden in Endkappen eingespannt sind, die zum Anschluß an Wellenstümpfe dienen. Das flexible
Element ist in seinem Mittelhereich durch eine starre Hülse verstärkt. Werden die an den Anschlußkappen
befestigten Wellen gegeneinander verdreht, so wird das flexible Element tordiert.
Ferner ist es bekannt (DT-PS 3 43 097), im Inneren einer schraubenförmigen Torsionsfeder einen Stützkörper
unterzubringen, der mit stirnseitigen Ansätzen in die Endkappen hineinragt. Zusätzlich ist das flexible
Element von einer starren Hülse umgeben. Der im Inneren angeordnete Stützkörper und die umgebende
Hülse dienen als Anschläge zur Begrenzung der bei einer Tordierung erfolgenden Zusammenschnürung
oder Aufweitung der Schraubenfeder. Sie verhindern unzulässig große Verformungen des flexiblen Elementes.
Bei einer Oberlast-Wellenkupplung (US-PS 37 20 G76) zur Übertragung begrenzter Drehmomente
ist es bekannt, in einem schlauchförmigen Wellenanschlußstück einen kurbelwellenförmigen Stützkörper
unterzubringen, dessen Ende in Anschlußkappen des schlauchförmigen Elementes hineinragen und dort
drehbeweglich gelagert sind. Im Mittelbereich des Stützkörpers ist das flexible Wellenanschlußstück exzentrisch
zu seinen Einspannstellen mit einem Kugellager abgestützt.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Wellenanschlußstück
der eingangs genannten Art die Längsführung des im Inneren des flexiblen Elementes angeordneten
Stützkörpers, der die Aufgabe hat. Abknickungen zu vermeiden, zu verbessern, um die Drehmomentenbelastbarkeit
zu erhöhen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Stützkörper
einen axialen Schaff aufweisi. dessen Enden einen verringerten
Durchmesser aufweisen und bis in die beiden Anschlußkappen hineinragen und dort drehbeweglich
in Gelenklagcm gelagert sind, daß das flexible Element
beidseitig seines Mittelbereiches jeweils in einer Zone, die mindestens etwa so lang ist wie sein Durchmesser,
nicht abgestützt ist und daß die Gelenklager etwa in
der Mitte der licht abgestützten Zonen liegen.
Bei dem erfindungsgemäßen Wellenanschlußstück ist das kinematische Rotationszentrum dadurch, daß das
Gelenklager jeweils ;:i der Mitte des nicht abgestützten
Bereichs liegt, in das Biegezentrum des nicht abgestützten Bereiches gelegt. Dadurch erreicht man, daß die
inneren Materialspannungen, die zwischen dem Schaft und dem flexiblen Element auftreten können, so gering
wie möglich gehalten werden.
Durch die Erfindung erzielt man neben dem Vorteil einer hohen Drehmomentenbelastbarkeit einen ruhigen
Lauf bei hohen Drehgeschwindigkeiten, weil Fliehkraftdeformierungen
des flexiblen Elementes durch dessen Zwangsausrichtung zwischen den beiden Anschlußkappen
im wesentlichen vermieden werden. Dies führt zu einer Verbesserung des dynamischen Gleichgewichtes.
Diese Vorteile wirken sich insbesondere bei der Verwendung des Wellenanschlußstückes bei Personenwagen
aus.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Gelenklager jeweils einen hartelastischen Stützring aufweisen, durch den das Ende des
Schaftes hindurchgeht und der mit dem Schaft eine im wesentlichen linienförmige Berührungs- und Zentrierfläche
aufweist. Derartige Stützringe haben sich infolge ihrer Einfachheit und leichten Montagemöglichkeit gegenüber
Kugelgelenken, die prinzipiell auch möglich sind, bewährt.
Zweckmäßigerweise kann der Stützkörper radial überstehende, in axialem Abstand voneinander angeordnete
Scheiben aufweisen, die von innen her an dem flexiblen Element angreifen und dessen Mittelbereich
abstützen. Die Abstützung erfolgt hierbei also nicht durchgehend, sondern nur stellenweise in Form
ringförmiger Abstützlinien. Um unbeabsichtigte Verschiebungen des Stützkörpers gegenüber dem elastischen
Element zu vermeiden, können die Scheiben an ihrem Außenumfang profiliert sein, so daß sie sich mit
ihrem Profil in die Innenseite des rohrförmigen flexiblen Elementes eingraben.
D'e Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an zwei bevorzugten Ausführungsbei-
spielen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgen.äßen
Wellenanschlußsiückes im Längsschnitt und
F i g. 2 zeigt ebenfalls im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform des Stützkörpers.
Das in Fig. 1 dargestellte Wellenanschlußstück 38
besitzt ein im wesentlichen rohrförmiges flexibles Element 15. das an seinen Enden mit Endkappen 12 und 14
zum Anschluß an Wellenenden od. dgl. versehen ist. Die Anschlußkappen 12, 14 spannen das flexible EIement
15 ringförmig ein. Sie können z. B. eine Innenverkeilung zur Aufnahme einer Keilwelle aufweisen.
Das rohrförmige flexible Element 15 besieht aus mehreren gegensinnig gewickelten Drahtlagen, die in
ein Elastomer eingebettet sind, das das Drahtmaterial fest umschließt und sich allseitig fest an dieses anlegt,
also auch in dem Bereich zwischen benachbarten Drähten.
Im Inneren des flexiblen Elementes 15 üefindet sich
der Stützkörper 40, der beim Ausführungsbeispiel nach Fig.] aus einem langen axial ausgerichteten Schaft 46
besteht und den Mittelbereich des flexiblen Elementes verstärkt.
Der Schaft 46, dessen Durchmesser erheblich kleiner ist als die lichte Weite des flexiblen Elementes 15. weist
in regelmäßigen axialen Abständen Scheiben 44 auf, die ihm einstückig angeformt sind. Der Außendurchmesser
der Scheiben 44 ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des flexiblen Elementes 15; er kann aber
auch geringfügig größer als der Innendurchmesser sein. so daß die Scheiben 44 von innen her in das flexible
Element eindringen und sich an diesem festhalten. Eine gute Positionierung ergibt sich, wenn Teile des Stützkörpers
und des flexiblen Elementes ineinandergreifen.
Der Stützkörper 40 kann innerhalb des flexiblen EIementes
auch auf andere Weise positioniert werden, beispielsweise durch Ankleben oder während der Vulkanisierung
des flexiblen Elementes, oder der Stützkörper kann als integraler Bestandteil des flexiblen Elementes
hergestellt werden.
Wahlweise können auch Riefen 49, wie Vorsprünge, Nuten od. dgl., an dem Außenumfang des Stützkörpers
angebracht werden, wie in F i g. 1 dargestellt, um die mechanische Verbindung mit dem flexiblen Element zu
verbessern.
Die Laufeige.ischaften des Wellenanschlußstückes werden insbesondere bei der Übertragung größerer
Drehmomente verbessert, wenn definierte kinematische Rotaticnszentren vorhanden sind. Dies wirkt sich
insbesondere durch verbessertes Anzugs-(Anfahr-)Verhalten und bei Stoßbelastungen aus, weil o.e Knickfestigkeit,
die Sicherheit gegen Ausbrechen und die Gleichgewichtseigenschaften verbessert werden.
Außerdem wird die Lebensdauer verlängert, wenn wiederholt Zyklen aus Parallelversatz und Winkelfehlausrichtung
vorkommen.
Innerhalb des flexiblen Elementes 15 befindet sich zwischen der Anschlußkappe 12, 14 und dem Stützkörper
46 ein nicht abgestützter Bereich 28. 38 des flexiblen Elementes. Für die meisten Anwendungsfälle liegt
das Rotationszentrum einer jeden Zentriervorrichtung im wesentlichen in der Nähe des Mittelpunktes eines
jeden nicht abgestützten Bereiches, da der Mittelpunkt S normalerweise dem Biegezentnim des nicht abgestutzten
Bereiches entspricht. Das Rotationszentrum für die Zentriervorrichtung kann im Einzelfall so angeordnet
werden, daß man jeden gewünschten Biegungseffekt erzielt.
ίο Grundsätzlich können Zentriervorrichtungen 50 unterschiedlicher
Ausbildung eingesetzt werden, einschließlich solcher Kugelgelenke, die eine Axialverschiebung
des Schaftes 46 gestatten. In F i g. 1 wurde die dargestellte Ausführungsform gewählt, die einen
einfachen Einbau des Stützkörpers, der Zentriervorrichtung und der Anschlußkappe ermöglicht und außerdem
während des Betriebes einen Längenausgleich zuläßt.
Der Schaft 46 ist an seinen Enden durch Stifte 52
ϊο geringeren Durchmessers verlängert, die koaxial abstehen
und in eine Hülse 54 einer Nabe 56 hineinragen, die koaxial von jeder der Anschlußkappen 12, 14 absteht.
Ein hartelastischer Elastomerring 58 ist in jeder Hülse 54 befestigt und stützt den jeweiligen Stift 52 radial ab.
Der Elastomerring 58 hat im wesentlichen dreieckigen
Querschnitt und liegt mit Linienberührung an dem Stift 52. den er umschließt, an. Die den Stift tragende Hülse
54 besitzt eine Durchtrittsöffnung, die nach den beiden Enden hin in axialer Richtung trichterförmig erweitert
ist, und in deren Mitte der Elastomerring 58 in eine Ringnut eingelassen ist.
Der Stift 52 bildet zusammen mit dem Ring 58 und der Hülse 54 das kinematische Rotationszentrum für
den zugehörigen nicht abgestützten Bereich des elastisehen Elementes 15. Der Außendurchmesser der Nabe
56. an deren Ende sich die Zentriervorrichtung 50 befindet, verjüngt sich zu diesem Ende hin, so daß die
Nabe 56 eine Abstützung des elastischen Elementes nur in dem Bereich vornimmt, über den sich auch der
Außenmantel der Anschlußkappe erstreckt. Die axiale Länge des nicht abgestützen Bereiches ist etwa ebenso
groß wie der Außendurchmesser des elastischen Elementes 15. kann aber auch wesentlich größer sein. Tritt
durch Stauchung oder Dehnung eine Längenänderung des flexiblen Elementes 15 ein. so gleiten die Stifte 52 in
Längsrichtung in den Ringen 58, während das kinematische Rotationszentrum, das etwa in der Mitte des nicht
abgestützten Bereiches liegt, beibehalten wird. Dabei muß man berücksichtigen, daß die Anschlußkappen im
allgemeinen so an den angreifenden Wellen oder Wellenstümpfen befestigt werden, daß sie deren Winkelausrichtung
annehmen.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Stützkörper 40' erstreckt
sich der Schaft 62 durch einen vollen Zylinder 48 mit abgeschrägten Kanten hindurch und bildet an
den Enden die Stifte 62. Dieser Stützkörper 40' kann den in F i g. 1 dargestellten Stützkörper 40 voll ersetzen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Flexibles Wellenanschlußstück mit einem im
wesentlichen schlauchförmigen flexiblen Element. an dessen beide Endbereiche Anschlußkappen angesetzt
sind, und das nur in seinem Mittelbereich durch einen starren, im Inneren angeordneten
Stützkörper abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützkörper (40) einen axialen Schaft (46,48) aufweist, dessen Enden (52,62) einen
verringerten Durchmesser aufweisen und bis in die Anschlußkappen (12,14) hineinragen und dort drehbeweglich
in Gelenklagern (58) gelagert sind, daß das flexible Element (15) beidseitig seines Mittelbereiches
jeweils in einer Zone, die mindestens etwa so lang ist wie sein Durchmesse!·, nicht abgestützt
ist und daß die Gelenklager etwa in der Mitte der nicht abgestützten Zonen liegen.
2. Flexibles Weilenanschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenklager jeweils
einen hartelastischen Stützring (58) aufweisen, durch den das Ende (52) des Schaftes (46) hindurchgeht
und der mit dem Schaft eine im wesentlichen linienförmige Berührungs- und Zentrierfläche auf- *5
weist.
3. Flexibles Wellenanschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (40)
radial überstehende, in axialem Abstand voneinander angeordnete Scheiben (44) aufweist, die von innen
her an dem flexiblen Element (15) angreifen und dessen Mittelbereich abstützen.
4. Flexibles Wellenanschlußstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (44) an
ihrem Außenumfang profiliert sind.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US37131573 | 1973-06-18 | ||
US00371315A US3855817A (en) | 1972-04-19 | 1973-06-18 | Flexible shaft |
Publications (3)
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DE2364380B2 DE2364380B2 (de) | 1975-12-11 |
DE2364380C3 true DE2364380C3 (de) | 1976-07-15 |
Family
ID=23463454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732364380 Granted DE2364380B2 (de) | 1973-06-18 | 1973-12-22 | Flexibles WellenanschlußsUick |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2364380B2 (de) |
-
1973
- 1973-12-22 DE DE19732364380 patent/DE2364380B2/de active Granted
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