DE3511534C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine biegsame Welle mit einer rotierenden Seele, vorzugsweise aus mehreren Lagen schraubenförmig gewundener Stahldrähte und einem mit dem einen Ende der rotierenden Seele drehfest verbundenen Zapfen mit einem prismatischen Abschnitt für die drehfeste Verbindung des Zapfens mit der einen Durchbruch oder eine schachtförmige Kupplungsausnehmung aufweisenden Geräte­ welle, wobei die Kupplungsausnehmung einen der Quer­ schnittsfläche des prismatischen Abschnitts des Zapfens entsprechenden Querschnitt aufweist.

Biegsame Wellen sind in der Regel aus Drahtlagen, die mehrgängig rechts und links gewickelt sind, aufgebaut. Zur Sicherung gegen Ausknicken und zum Schutz sind sie mit einem biegsamen Schlauch umgeben. Die Enden der biegsamen Wellen sind mit Zapfen verbunden, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und die zur Kupplung der biegsamen Welle mit der Gerätewelle in Ausnehmungen eingeschoben werden, die in der Gerätewelle vorgesehen sind und die so bemessen sind, daß der Zapfen möglichst spielfrei in die jeweilige Ausnehmung einführbar ist. Um einen spiel- und verschleißfreien Sitz des Zapfens in der Ausnehmung der Gerätewelle zu gewährleisten, müssen der Zapfen und die Ausnehmung besonders präzise gefertigt werden. Bei Fer­ tigungsabweichungen ist entweder kein einwandfreier Sitz des Zapfens in der Gerätewelle gewährleistet, oder aber es ist überhaupt nicht möglich, beide Teile miteinander zu verbinden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine biegsame Welle zu schaffen, deren Kupplungs-Zapfen einfach und preiswert zu fertigen ist und der dennoch bei Fertigungsabweichungen einen einwandfreien Sitz in der Ausnehmung der Gerätewelle ermöglicht. Der Sitz des Kupp­ lungszapfens in der Ausnehmung der Gerätewelle soll außer­ dem so sein, daß keinerlei Geräusche oder Vibrationen von der Verbindungs- bzw. Kupplungsstelle erzeugt werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der regel­ mäßig prismatische Abschnitt des Zapfens eine vieleckige, vorzugsweise quadratische Grundfläche, sowie eine Deck­ fläche gleicher Konfiguration und Größe aufweist und der prismatische Abschnitt über seine ganze Länge verdrillt ausgeformt ist, wobei das der rotierenden Seele abgekehrte freie Ende des prismatischen Abschnitts gegenüber dem der rotierende Seele zugekehrten Ende des prismatischen Ab­ schnitts um die Zapfenlängsachse um einen Winkel tordiert ist, der etwa 0,5 bis 3 Winkelgrade beträgt.

Vorzugsweise ist der prismatische Abschnitt des Zapfens mit sich ändernder Steigung verdrillt ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, den prismatischen Abschnitt des Zapfens der biegsamen Welle auch mit gleichbleibender Steigung verdrillt auszubilden.

In einer alternativen Ausführungsform ist der Querschnitt der in der Gerätewelle vorgesehenen Kupplungsausnehmung als Vieleck, beispielsweise Sechs oder Achteck, ausgebil­ det, wobei die schachtförmige Kupplungsausnehmung oder der Zapfen verdrillt ausgeformt ist und sich beim Zusammen­ fügen der Gerätewelle mit dem Zapfen der biegsamen Welle die Seitenflächen des Zapfens mit den Seitenflächen der schachtartigen Kupplungsausnehmung miteinander verkeilen, so daß Geräusche und Vibrationen bei sich schnell drehen­ der biegsamer Welle und Gerätewelle ausgeschaltet sind.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglich­ keiten zu; eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen wiedergeben, und zwar zeigen:

Fig. 1 das Ende einer Gerätewelle in perspektivi­ scher Darstellung, teilweise im Schnitt

Fig. 2 das mit der Gerätewelle gemäß Fig. 1 kup­ pelbare Ende einer biegsamen Welle in per­ spektivischer Darstellung und

Fig. 3 die Frontansicht des Zapfens der biegsamen Welle.

Die biegsame Welle 1 besteht aus mehreren Lagen schrauben­ förmig gewundener Stahldrähte 4, die zusammen die rotie­ rende Seele 3 bilden, die drehfest mit einem Zapfen 5 ver­ bunden ist, dessen vorderes Ende als prismatischer Ab­ schnitt 10 ausgeformt ist. Die Grundfläche 6 und die Deck­ fläche 7 des prismatischen Abschnitts 10 sind quadratisch ausgebildet, wobei die Deckfläche 7 gegenüber der Grund­ fläche 6 um die Längsachse z des Zapfens 5 um einige Winkelgrade (α≈3°) in Pfeilrichtung B verdreht ist, so daß der prismatische Abschnitt 10 gleichmäßig über seine ganze Länge schraubenförmig verdrillt bzw. tordiert ist.

Die Gerätewelle 12 ist mit einer schachtartigen Vertiefung oder Kupplungsausnehmung 11 versehen, dessen Querschnitts­ fläche etwa der Deckfläche 7 des prismatischen Abschnitts 10 der biegsamen Welle 1 entspricht.

Wird nun der Zapfen 5 in Pfeilrichtung A in die Gerätewelle 12 eingeschoben, dann verkeilen sich die Längskanten 2, 2′, 2′′, 2′′ ′ des prismatischen Abschnitts 10 mit den kor­ respondierenden Innenflächen 13, 13′, 13′′ der Kupplungs­ ausnehmung 11 (die vierte Innenfläche ist wegen des Teil­ schnitts in Fig. 1 nicht sichtbar), so daß der Zapfen 5 spielfrei und fest mit der Gerätewelle 12 verbunden ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Verbindung der beschriebenen biegsamen Welle 1 mit der Gerätewelle 12 besteht darin, daß geringe Fertigungstoleranzen am prismatischen Ab­ schnitt 10 und an der Kupplungsausnehmung 11 durch die schraubenförmig verwundene Ausbildung des Zapfens ausge­ glichen werden. Wenn beispielsweise die lichte Weite der Kupplungsausnehmung 11 um einige Zehntel Millimeter größer sein sollte, als die Dicke des stabförmigen Zapfens 5, dann wird diese Toleranz durch ein Verkeilen der Seiten­ flächen 14, 14′, 14′′, 14′′ ′ des prismatischen Abschnitts 10 bzw. der Kanten 2, 2′, 2′′, 2′′ ′ mit den Innenflächen 13, 13′, 13′′, 13′′ ′ der Gerätewelle 12 ausgeglichen.

Auflistung der Einzelteile

 1 Biegsame Welle
 2 Längskante des prismatischen Abschnitts
 3 rotierende Seele
 4 Stahldraht
 5 Zapfen
 6 Grundfläche
 7 Deckfläche
 8 Ende des prismatischen Abschnitts
 9 freies Ende
10 prismatischer Abschnitt
11 Kupplungsausnehmung
12 Gerätewelle
13 Innenfläche der Kupplungsausnehmung
14 Seitenfläche des prismatischen Abschnitts

Claims (4)

1. Biegsame Welle (1) mit einer rotierenden Seele (3), vorzugsweise aus mehreren Lagen schraubenförmig gewundener Stahldrähte (4) und einem mit dem einen Ende der rotierenden Seele (3) drehfest verbundenen Zapfen (5) mit einem prismatischen Abschnitt (10) für die drehfeste Verbindung des Zapfens (5) mit der einen Durchbruch oder eine schachtförmige Kupplungs­ ausnehmung (11) aufweisenden Gerätewelle (12), wobei die Kupplungsausnehmung (11) einen der Querschnitts­ fläche des prismatischen Abschnitts (10) des Zapfens (5) entsprechenden Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der regelmäßig prismatische Abschnitt (10) des Zapfens (5) eine vieleckige, vorzugsweise quadratische Grundfläche (6), sowie eine Deckfläche (7) gleicher Konfiguration und Größe aufweist und der prismatische Abschnitt (10) zumindest über einen Teil seiner Länge verdrillt ausgeformt ist, und wobei das der rotierenden Seele (3) abgekehrte freie Ende (9) des prismatischen Abschnitts (10), gegenüber dem der rotierenden Seele (3) zugekehrten Ende (8) des prismatischen Abschnitts (10) um die Zapfenlängsachse (z) um einen Winkel (α) tordiert ist, der etwa 0,5 bis 3 Winkelgrade beträgt.

2. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der prismatische Ab­ schnitt (10) des Zapfens (5) der biegsamen Welle (1) mit sich ändernder Steigung verdrillt ist.

3. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der prismatische Abschnitt (10) des Zapfens (5) der biegsamen Welle (1) mit gleichbleibender Steigung verdrillt ist.

4. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Querschnitt der in der Gerätewelle vorgesehenen Kupplungsausnehmung als Vieleck ausgebildet ist, wobei die Kupplungsausneh­ mung oder der Zapfen verdrillt ausgeformt ist und sich beim Zusammenfügen der Gerätewelle mit dem Zapfen der biegsamen Welle die Seitenflächen des Zapfens mit den Seitenflächen der schachtartigen Kupplungsausnehmung miteinander verkeilen.