DE3229209A1 - Biegsame welle - Google Patents

Description

• Biegsame Welle
• Die Erfindung betrifft eine biegsame Welle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Solche Wellen sind entweder aus in mehreren Lagen schraubenförmig gewickelten Drähten aufgebaut und folglich über die gesamte Wellenlänge biegeweich oder bestehen aus einzelnen biegesteifen, über Gelenke verbundenen Wellenabschnitten, die somit zueinander (beugungs-)winkelbar sind. Wegen des mehrteiligen Aufbaus sind zwangläufig beide Ausführungsformen nicht nur mit einem relativ großen Fertigungsaufwand behaftet, sondern auch entsprechend schadensanfällig, bedürfen also einer Wartung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Welle der eingangs genannten Art die jeweils gewünschte Biegsamkeit bei einteiligem Wellenaufbau zu erreichen ohne Minderung der Torsionssteifigkeit bzw. des übertragbaren Drehmoments.
• Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst in der Erkenntnis, daß es zur Minderung der Biegesteifigkeit eines Wellenabschnittes bei einer Welle mit hohlzylindrischem oder dergleichen Profil einer Profiländerung der Wellenwandung im Sinne einer größtmöglichen Minderung ihrer Formsteifigkeit bedarf und daß für eine entsprechende Änderung in ein wenigstens angenähertes Flachprofil in dem betreffenden Wellenabschnitt die Torsionssteifigkeit mindernde Materialaussparungen nötig werden, die sich aber durch entsprechendes Vergrößern des Durchmessers dieses Wellenabschnittes kompensieren lassen. Die hierbei zwangsläufig sich einstellende Beule (Zwischenbereich) der Wellenwandung hat zugleich den Vorteil, daß Längsbewegungen der beiden hieran anschließenden Wellenabschnitte gegeneinander möglich sind. Die Welle gemäß der Erfindung eignet sich damit besonders zur Verwendung als Steuerelement, z.B. als Kfz-Lenkwelle.
• Wegen des relativ geringen E-Moduls von Kunststoffasermaterial läßt sich durch dessen Anwendung eine hohe Biegeweichheit der im genannten Zwischenbereich verbliebenen Bänder erreichen ohne die Gefahr von Instabilität derselben unter Biegung.
• Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird die Erz in dung anhand der im Unteranspruch gekennzeichneten, bevorzugten Ausführungsform weiter erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung perspektivisch beispielsweise von einer Steuersäule eines Kraftfahrzeugs nur einen Ausschnitt der vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Lenkwelle, welche in Form einer Hohlwelle gestaltet und, u.a. zum Schutz des Fahrers bei Zusammenstößen, über einen Zwischenbereich 1 in Form einer Beule (in Grenzen) biegsam sowie längenveränderbar ist. Hierzu ist das Zylinderprofil der Lenkwelle unter Vergrößerung des Wellendurchmessers im Zwischenbereich 1 auf vier in Wellenerstreckungsrichtung gewölbte Bänder 2 reduziert. Die entsprechenden vier Längsschlitze 3 an den Ecken des ursprünglich überwiegend quadratischen Querschnittsprofils des Zwischenbereichs 1 sind von solchem Ausmaß, daß die Bänder 2 im wesentlichen ein ebenflächiges Querschnittsprofil aufweisen, also jeweils senkrecht zur Wellenachse biegeweich sind. Die Torsionssteifigkeitsminderung der Lenkwelle infolge dieser Längsschlitze 3 wird durch die Vergrößerung des Wellendurchmessers im Zwischenbereich 1 kompensiert.
• Die Fertigung dieser Lenkwelle kann durch Wickeln beispielsweise von kunstharzgetränkten Glas- o. dgl.
• Kunststoffasern auf einen rotierenden Dorn geschehen, der mit einem entsprechend dem Zwischenbereich 1 gestalteten, nach dem Wickeln zerstörbaren Hilfskern (z.B. aus Schaumstoff) bestückt ist. Je nach Bedarf kann dabei sowohl vom Kreuzwickeln als auch vom Radialwickeln Gebrauch gemacht werden, vorzugsweise wird ° man eine +45 -Faserorientierung in bezug auf die Wellenachse wählen. Die Längsschlitze 3 können im Anschluß an das Wickeln ausgeschnitten oder auch von vorghorein beim Wickeln

Claims (2)

1. Biegsame Welle Patentansprüche 1. Biegsame Welle mit zylindrischem oder angenähert rundem bzw. polygonalem Profil, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine Ausführung als Hohlwelle mit mindestens einem dermaßen im Durchmesser vergrößerten und längsgeschlitzten Zwischenbereich (1), daß hier das Wellenprofil auf in Wellenerstreckungsrichtung gewölbte, im Querschnitt wenigstens annähernd ebenflächige Bänder (2) reduziert ist.
2. 2. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Zwischenbereich (1) im wesentlichen ein an den vier Ecken durch je einen Längsschlitz (3) ausgespartes quadratisches Querschnittsprofil aufweist.