DE3138931A1

DE3138931A1 - Biegsame welle mit veraenderlichem kruemmungsradius

Info

Publication number: DE3138931A1
Application number: DE19813138931
Authority: DE
Inventors: Pierre 13008 Marseille Randelli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1982-06-09
Also published as: GB2086009B; IT8112648A0; FR2492917A1; US4468208A; GB2086009A; FR2492917B1; IT1145968B

Description

Ihr Zelchen/your ref.

Pierre RANDELLI, 14 Avenue du Trayas,13008 Marseille/Frankreich

Biegsame Welle mit veränderlichem Krümmungsradius

Die Erfindung betrifft eine biegsame Welle mit veränderlichem Krümmungsradius.

Bei bekannten biegsamen Wellen wird im- allgemeinen ein Kabel verwendet, das sich in einem spiralförmig aufgebauten Mantel dreht, wobei jedoch das Kabel seine Mantelhülle sehr großflächig berührt und unter beträchtlichem Engergieverbrauch zur Erhitzung führt. Weiterhin ist bei den verschiedenen verwendeten Vorrichtungen die Biegsamkeit stets begrenzt, und die Steifheit-der Ummantelung reduziert deren Handlichkeit. Die Kabel erleiden Verdrehungen in beiden Richtungen, die eine Winkelverzögerung hervorrufe u Schließlich gestatten diese biegsamen Wellen nur eine einzige Drehrichtung und begrenzen

S/br .

.··..». .-·. -: 3138937

die übertragbare Leistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auszuschalten und nicht nur die biegsame Übertragung bedeutender Rotationskräfte über einen möglichst geringen Krümmungsradius . zu ermöglichen, sondern gleichzeitig eine gute Handlichkeit, die Unterdrückung der Reibungen zur Vermeidung schneller Abnützung bei Dauerbetrieb in beiden Richtungen sowie, eine mechanisch exakte Verbindung ohne beachtliche Winkelverzögerung sicherzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 -gelöst. Die Erfindung kennzeichnet sich durch eine in starre Segmente unterteilte Welle, wobei die Segmente miteinander durch Kardangelenke ohne Berührung im Innern der biegsamen Ummantelung verbunden und in deren Achse durch Kugellager zentriert sind, die deren Gliederung übernehmen.

Die Welle ist in jeweils durch ein Kardangelenk miteinander verbundene Segmente unterteilt, um die Übertragung bedeutender Rotationskräfte z.u ermöglichen und dabei die Reibung zu reduzieren oder auszuschalten.

Die Welle eignet sich insbesondere für eine maximale Abwinkelung und verhindert gleichzeitig Schwingungen; außerdem werden die ansonsten auftretenden Reibungskräfte wesentlich reduziert.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Gesamtheit der Teile, aus denen die Vorrichtung besteht, teilweise im Schnitt.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Gelenke,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Gelenke, .

Fig. 4 einen Längsschnitt des in eine Ummantelung eingebauten Gelenks,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Gelenks in Fig. 4,

Fig. 6 eine Gesamtansicht der in eine biegsame Ummantelung eingebauten Gelenke.

Die in Fig. 1 gezeigten Teile 1,2; 1',2' einer biegsamen Welle bestehen entweder aus Kunstharz oder aus Metall, während mit 5,6 bezeichnete Achsen aus Metall bestehen.

Die Achse 5 dreht sich in Lagern des Teiles 1 und· die Achse 6 in Lagern einer Gabel 2. ·

Die Achse 5 ist in ihrem Mittelteil derart mit Abflachungen versehen, daß zwei ebene Flächen gebildet werden, die in Berührung mit ebenen Innenflächen der Gabel 2 kommen.

Die Achse 5 trägt in ihrem Mittelteil zusätzlich eine Bohrung mit einem Durchmesser, welcher dem Durchmesser der Achse entspricht, die in deren Mitte durch harte Reibung festgesetzt ist.

Die geometrische Mittellinie der Achse 6 schneidet die geometrische Mittellinie der Achse 5 genau rechtwinklig.

Der Teil 1 bzw. 1¹, der mit der Gabel 2 bzw. 2" durch die· Achsen 5,6 gelenkartig verbunden ist, wird mit einem dem kleineren Durchmesser entsprechenden Ende 7 bzw. 8 in den einen Stahlring 9 bzw. 9' eingesteckt, der sich genau:um den Teil 1,1.' anschließt, so daß lediglich die tferbindungssegmente darstellenden Enden 7,8 vorstehen.

Dieser Ring 9 bzw. 9' hai; und positioniert die Achse 5,

umspannt die Teile 1/1' und verstärkt sie am Verbindungspunkt.

•Diese Einheit bildet ein durch den Ring 9 bzw. 9¹ verstärktes Kardangelenk. Die Verbindungssegmente sind in ein Kugellager 10 eingepreßt.

Angriffsflächen 11/12 der Verbindungssegmente 7,8 liegen großflächig, gegeneinander an und übertragen ein hohes Drehmoment in beiden Drehrichtungen. Die Teile 7,8,9 und 10 .sind eng miteinander verbunden und nach einer Spezialbehandlung stabilisiert (Fig.4); lediglich das Kugellager 10 steht mit einer Ummantelung bzw. Hülse 13 in Berührung.

Diese Einheit wird durch Zwischenachsen 14,15 ergänzt, die zwischen zwei durch ein doppeltes Kreuzgelenk 11,12 verbundenen Kardangelenken liegen.

Beim Biegen der Ummantelung 13 ist das in der Mitte liegende Kugellager 10 der einzige feste Auflagepunkt. Die durch Bezugszeichen· 1 6,17 angegebenen Winkel in Fig. 6, die benachbarte Segmente mit dieser kurzen Zwischenachse bilden, gleichen sich gegenseitig an und stellen ein Gleichgewicht untereinander her. Dies erfolgt aufgrund der Elastizität der biegsamen Ummantelung 13 oder eines ihrer Bestandteile. Unter dieser Wirkung richtet sich die Mittelachse derart aus, daß die Winkel, die sie mit den beiden Achssegmenten über die beiden Kardangelenke bildet, gleich sind. Die übertragung· der Drehbewegung ist dabei sehr weitgehend homokinetisch.

Jede auf diese Weise ausgebildete Einheit 18,19,20 (Fig.6) von Lagern und Gelenken ist mit anderen gleichen Einheiten durch die Achssegmente 14,15 usw. verbunden.

Die auf diese Weise gebildete Kette von Gelenken und Segmenten wird in die biegsame Ummantelung 13 eingesetzt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind gemäß Fig. 5 Lager 2O',21 vorgesehen, die jeweils dem Lager 10 entsprechen. Außerhalb einer Ummantelung 22 zwischen jeweils zwei verformbaren oder biegsamen Abschnitten 25 sind um die Lager 20¹,21 herum Ringe 23,24 vorgesehen.

Diese Kabelübertragungen bzw. Drahtseiltransmissionen in Verbindung mit Kardangelenken 1,2 und Kugellagern 10 sind für Industriegeräte, Haushaltsgeräte und gewerbliche, landwirtschaftliche oder sonstige Spezialgeräte verwendbar. Sie schalten die Notwendigkeit einer genauen Ausrichtung aus und gestatten Anschlüsse unter verändlichem Winkel und maximaler Biegung ohne Reibung, welche die übertragene Kraft und Leistung reduziert.

Leerseite

Claims

Patentansprüche ·

(i.JBiegsame Welle mit veränderlichem Krümmungsradius, bestehend aus mehreren Segmenten,
dadurch ge k e nnzeichnet, daß mehrere Einheiten vorgesehen, aus einem doppelten Kardangelenk (1,2; l',2') zusammengesetzt und jeweils durch ein einziges, fest mit dem biegsamen Teil verbundenes Kugellager (10) zentriert sind.
2. Welle nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkteile (-1 ,2) des Kardangelenks senkrecht dazu angeordnete Achsen (5,6) aufnehmen, wobei die eine Achse

(5) in ihrem mittleren Teil mit Abflachungen, welche den ebenen Innenflächen des einen gabelförmigen Gelenkteiles

(2) entsprechen, sowie mit einer Bohrung versehen ist, die dem Durchmesser der anderen Achse (6) entspricht.
3. Welle nach Anspruch 1, ^adurch gekennzeichnet, daß ein axialer Gelenkteil durch den Zusammenbau einen der Gelenk-

S/br

teile (1,1') gebildet ist, daß die rückwärtigen Seiten (7,8) der.Gelenkteile (1,1") einen verringerten Durchmesser mit Verbindungsprofilen (11,12) aufweisen, und daß-ein Ring (9) als Verstärkung der Gelenkteile (1,1') die Baugruppe mit dem Kugellager (10) zu einem Block zusammenhält.
4. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gabelförmigen Gelenkteile (2,2·) in Stäbe (14,15) verlängert sind, deren entgegengesetzte Enden gleiche symmetrische Profile mit Gabel und Achse tragen.
5. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellager (10) auf den die Gelenke verlängernden Stäben angeordnet sind.
6. Welle nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellager (10; 2O',21) mit einer Ummantelung oder einer Hülse (13;22) versehen sind.
7. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ander Außenfläche der Ummantelung bzw. der Hülse (13;22) Ringe (23) angeordnet sind.
8. Welle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung bzw. Hülse (13;22) Abschnitte (25) unterschiedlicher Biegsamkeit aufweist.