DE29914846U1

DE29914846U1 - Biegsame Welle

Info

Publication number: DE29914846U1
Application number: DE29914846U
Authority: DE
Original assignee: Reiss Bueromoebel GmbH
Current assignee: Reiss Bueromoebel GmbH
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2009-08-27

Description

Beschreibung

Biegsame Welle

Die Erfindung betrifft biegsame Wellen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Flexible Wellen sind unter anderem in den DE 41 02 960 (Flexible Welle), DE 41 23 061 (Anordnung mit einer flexiblen Welle, insbesondere Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug) und 41 23 109 (Flexible Welle, insbesondere Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug) aufgeführt. Diese flexiblen Wellen bestehen aus einem schraubenlinienförmig gewickelten Material. Die Wicklungen sind Drahtwicklungen, die in sinusähnlichen Ausbiegungen ausgeführt sind. Die Herstellung derartiger flexibler Wellen ist durch die dazu notwendige Führung des Drahtes sehr aufwendig.

Die Verwendung des runden Drahtes kann weiterhin dazu führen, dass benachbarte Wicklungen übereinander rutschen, so das die flexible Wellen bei der Übertragung des Drehmoments deformiert werden. Dabei geht ein Teil der Bewegung durch diese Deformation der flexiblen Welle verloren.

In der DE 32 29 209 (Biegsame Welle) besteht ein biegsamer Zwischenbereich. Dieser wird durch annähernd ebenflächig ausgebildete Bänder realisiert. Der überbrückbare Winkel wird durch die gestreckte Länge der Bänder bestimmt. Damit ist zum Einen dieser Winkel begrenzt oder zum Anderen muß der Durchmesser der biegsamen Welle in diesem Zwischenbereich sehr groß gewählt werden. Im zweiten Fall ist ein großer Bauraum für den Einsatz dieser biegsamen Welle notwendig. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Drehmoment nur über den Querschnitt der Bänder übertragen wird.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine biegsame Welle mit einem einfachen Aufbau so zu schaffen, dass winklig zueinander angeordnete Wellenenden verdrehbar sind.

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Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die biegsame Welle zeichnet sich insbesondere durch ihre einfache Realisierung mit verdrehfesten Endbereichen zur Ankopplung an die Enden von winklig zueinander angeordneten Wellenenden aus.

Basis der biegsamen Welle ist ein rohrförmiger Körper, in dessen Wandung zwischen zwei Endbereichen wenigstens eine linienförmige Öffnung eingebracht ist. Diese Öffnung befindet sich so im rohrförmigen Körper, dass in axialer Richtung mehrere geschnittene Wandbereiche parallel zueinander angeordnet sind. Bei einer Biegung des rohrförmigen Körpers bei gleichzeitiger Drehbewegung berühren sich die Wandbereiche wenigstens punktweise. Diese Berührung stellt die Übertragung des Drehmoments zwischen den Wandbereichen sicher. Die Übertragung des Drehmoments zwischen den Wandbereichen in axialer Richtung basiert auf einer gleichzeitigen punktweisen Berührung dieser Wandbereiche wenigstens im Bereich des inneren Biegeradiuses des rohrförmigen Körpers.

Damit steht eine einfach und ökonomisch günstig herzustellende biegsame Welle zur Verfugung. Das Einbringen der linienförmigen Öffnung erfolgt mittels der Anwendung von Laserstrahlung.

Die Endbereiche der biegsamen Welle sind so ausgestaltet, dass wenigstens zwei Teilflächen einen Winkel einschließen, so dass eine Kante vorhanden ist. Diese Kante garantiert die Verdrehsicherheit zwischen den Wellenenden und der biegsamen Welle zur sicheren Übertragung des Drehmoments zwischen den winklig zueinander angeordneten Wellenenden. Damit ist die biegsame Welle insbesondere zur Übertragung von Bewegungen mit kleinen bis mittleren Drehzahlen geeignet. Derartige Bewegungen resultieren aus handbetätigten oder eine kleine bis mittlere Drehzahl bereitstellenden Antrieben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Die im rohrförmigen Körper angeordneten linienförmigen Öffnungen sind nach den Weiterbildungen der Schutzansprüche 2 und 3 sowohl vorteilhafterweise sowohl in axialer Richtung

als auch in Umfangsrichtung wellenförmig einbringbar. Beide Möglichkeiten gewährleisten eine sichere Übertragung des Drehmoments. Weiterhin sind derartige Öffnungen leicht durch bekannte Schneidtechniken in den rohrförmigen Körper einbringbar. Damit steht eine ökonomisch günstig und einfach herzustellende biegsame Welle zur Verfugung.

Wenigstens drei über den Umfang gleichmäßig verteilte linienförmige Öffnungen in axialer Richtung nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 oder wenigstens drei volle Wellen auf dem Umfang nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 5 gewährleisten auch eine Biegung von wenigstens 90°.

Der Steg zwischen den in Umfangsrichtung eingebrachten linienförmigen Öffnungen nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 sichert den Halt zwischen den durch die Öffnung ausgebildeten Teilen in Umfangsrichtung und damit den Halt der biegsamen Welle insgesamt.

Günstige Ausgestaltungen der linienförmigen Öffnung im rohrförmigen Körper ist nach den Weiterbildungen der Schutzansprüche 4 und 6 eine Wellenform in Form einer symmetrischen oder unsymmetrischen Sinus-, Rechteck-, Trapez- oder Dreieckwelle. Derartige Wellenformen gewährleisten wenigstens eine punktförmige Berührung der Wandbereiche auch bei einer Biegung dieser von Ebene zu Ebene. Mindestens eine Verbindung der Ebenen gewährleistet den Zusammenhalt der biegsamen Welle an sich.

Besonders günstig sind auch Wellenformen, bei denen die Basislänge des Wellenberges kleiner als wenigstens eine parallel dazu verlaufende und die Außenkanten des Wellenberges verbindende Linie ist. Derartige Formen sind vorzugsweise eine Omega- oder Schwalbenschwanz-Form. Derartige Formen sichern eine feste Länge der biegsamen Welle im Außenradius der zu verbindenden Wellenenden.

Wenigstens eine ebene Teilfläche in den Endbereichen des rohrförmigen Körpers nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 7 stellt eine formschlüssige Verbindung zwischen der biegsamen Welle und den zu verbindenden Wellenenden dar.

Eine mehreckige Ausbildung des Querschnitts der Endbereiche nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8 sichert eine verdrehsichere Verbindung zwischen der biegsamen Welle und den miteinander zu verbindenden Wellenenden.

Verbindungselemente in den Verbindungen der biegsamen Welle und den zu verbindenden Wellenenden nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 9 stellt eine formschlüssige Verbindung dar, so dass eine verdrehsichere Übertragung des Drehmoments gewährleistet ist.

Der rohrförmige Körper ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 10 im Querschnitt sowohl kreis- als auch mehreckförmig ausbildbar. Bei der Herstellung der biegsamen Welle ist ein kreisförmiger Querschnitt günstiger, da während der Bearbeitung eine gleichmäßige Höhe der Wandung gegenüber einem Bearbeitungsmechanismus gewährleistet wird.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer biegsamen Welle mit linienförmigen Öffnungen in

axialer Richtung und
Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung einer biegsamen Welle mit linienförmigen Öffnungen in Umfangsrichtung.

1. Ausführungsbeispiel

Die biegsame Welle besteht in einem ersten Ausfuhrungsbeispiel aus einem dünnwandigen rohrförmigen Körper 1 aus einem Material insbesondere mit Federeigenschaften zur Verbindung winklig zueinander angeordneter Wellenenden. Die Fig. 1 zeigt prinzipiell eine derartig ausgebildete biegsame Welle.

Die Endbereiche 2a, 2b der biegsamen Welle sind gleichzeitig die Koppelstücke zu den zu verbindenden Wellenenden.

In einer ersten Ausftihrungsform des ersten Ausfuhrungsbeispiels ist der Querschnitt der Endbereiche 2a, 2b mehreckig ausgebildet. Mehreckig ist dabei z.B. eine drei-, vier-, fünf- oder

sechseckige Realisierung des Querschnitts. Im minimalsten Fall besitzen die Endbereiche 2a, 2b wenigstens eine ebene Fläche.

In einer zweiten Ausführungsform weisen die Endbereiche 2a, 2b einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Verbindung der Endbereiche 2a, 2b der biegsamen Welle und der Wellenenden basiert auf einer Stift- oder Schraubenverbindung mit einem Querstift oder einer quer angeordneten Schraube. Dabei greift der Stift oder der Gewindestift der Schraube in die Endbereiche sowohl der Welle und der biegsamen Welle ein.

Der Bereich zwischen den Endbereichen 2a, 2b stellt die eigentliche biegsame Welle dar. Dieser Bereich weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und besitzt mehrere durchgehende linienförmig ausgebildete, wellenförmig und parallel zueinander verlaufende Öffnungen 3. Die Form der Welle ist eine symmetrische oder unsymmetrische Sinus-, Rechteck-, Trapez- oder Dreieckwelle oder ist eine Form, wobei die Basislänge des Wellenberges kleiner als wenigstens eine parallel dazu verlaufende und die Außenkanten des Wellenberges verbindende Linie ist (Omega- oder Schwalbenschwanz- Form). In der Fig. 1 ist eine symmetrische Sinuswelle dargestellt. Die Öffnungen sind so eingebracht, dass mindestens drei vollständige Wellen in axialer Richtung den rohrförmigen Körper 1 zwischen den Endbereichen 2a, 2b schneiden.

2. Ausfuhrungsbeispiel

Die biegsame Welle besteht in einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel aus einem dünnwandigen rohrförmigen Körper 1 aus einem Material vorzugsweise mit Federeigenschaften zur Verbindung winklig zueinander angeordneter Wellenenden. Die Fig. 2 zeigt eine derartig ausgebildete biegsame Welle.

In einer ersten Ausfuhrungsform des ersten Ausführungsbeispiels ist der Querschnitt der Endbereiche 2a, 2b mehreckig ausgebildet. Mehreckig ist dabei z.B. eine drei-, vier-, fünf- oder sechseckige Realisierung des Querschnitts. Im minimalsten Fall besitzen die Endbereiche 2a, 2b wenigstens eine ebene Fläche.

In einer zweiten Ausfuhrungsform weisen die Endbereiche 2a, 2b einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Verbindung der Endbereiche 2a, 2b der biegsamen Welle und der Wellenenden basiert auf einer Stift- oder Schraubenverbindung mit einem Querstift oder einer quer ange-

ordneten Schraube. Dabei greift der Stift oder der Gewindestift der Schraube in die Endbereiche sowohl der Welle und der biegsamen Welle ein.

Der Bereich zwischen den Endbereichen 2a, 2b stellt die eigentliche biegsame Welle dar. Dieser Bereich weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und besitzt mehrere linienförmig verlaufende Öffnungen 3. Diese Öffnungen 3 verlaufen in Form einer symmetrischen oder unsymmetrischen Sinus-, Rechteck-, Trapez- oder Dreieckwelle oder in Form einer Welle, wobei die Basislänge des Wellenberges kleiner als wenigstens eine parallel dazu verlaufende und die Außenkanten des Wellenberges verbindende Linie ist (Omega- oder Schwalbenschwanz- Form). Dabei schneiden mindestens drei Wellen den Umfang des rohrförmigen Körpers 1. In axialer Richtung befinden sich mehrere derartig ausgebildete Öffnungen 3. Die dadurch vorhandenen Ebenen sind jeweils über einen Steg miteinander verbunden. Dieser Steg befindet sich von Ebene zu Ebene an verschiedenen Positionen des Umfangs des rohrförmigen Körpers 1. Damit ist ein fester Halt der einzelnen Ebenen gegeben.

Claims

1. Biegsame Welle bestehend aus einem dünnwandigen rohrförmigen Körper aus einem Material insbesondere mit Federeigenschaften zur Verbindung winklig zueinander angeordneter Wellenenden vorzugsweise für Bewegungen mit einer kleinen bis mittleren Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Endbereichen des rohrförmigen Körpers (1) wenigstens eine die Wandung vollständig schneidende linienförmige Öffnung (3) so eingebracht ist, dass in axialer Richtung mehrere geschnittene Wandbereiche zueinander angeordnet sind, dass die Wandbereiche vorzugsweise in Umfangsrichtung die gleichen Abmessungen besitzen und dass die Endbereiche (2a, 2b) und die Wellenenden jeweils über eine formschlüssige Verbindung miteinander verkoppelt sind.

2. Biegsame Welle nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei über den Umfang gleichmäßig verteilte linienförmige Öffnungen (3) in axialer Richtung wellenförmig angeordnet sind.

3. Biegsame Welle nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmige Öffnung (3) in Umfangsrichtung wellenförmig angeordnet ist, dass in axialer Richtung mehrere Öffnungen (3) vorhanden sind und dass die dadurch vorhandenen Ebenen jeweils an mindestens einer Stelle durch einen Steg miteinander verbunden sind.

4. Biegsame Welle nach den Schutzansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine symmetrische oder unsymmetrische Sinus-, Rechteck-, Trapez- oder Dreieckwelle ist.

5. Biegsame Welle nach den Schutzansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens drei volle Wellen auf dem Umfang befinden.

6. Biegsame Welle nach den Schutzansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basislänge des Wellenberges kleiner als wenigstens eine parallel dazu verlaufende und die Außenkanten des Wellenberges verbindende Linie ist und dass das vorzugsweise eine Omega- oder Schwalbenschwanz-Form ist.

7. Biegsame Welle nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Teilfläche in den Endbereichen (2a, 2b) eben ausgeführt ist und dass eine Kante der Teilfläche gleichzeitig eine Endkante der Endbereiche (2a, 2b) ist.

8. Biegsame Welle nach Schutzanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche (2a, 2b) des rohrförmigen Körpers (1) im Querschnitt mehreckig ausgebildet sind.

9. Biegsame Welle nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung über wenigstens ein Verbindungselement realisiert ist.

10. Biegsame Welle nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Körper (1) im Querschnitt kreis- oder mehreckförmig ausgebildet ist.