DE4002449A1 - Elastically flexible but torsionally rigid drive shaft - is formed from helical coils with intermeshing teeth - Google Patents

Elastically flexible but torsionally rigid drive shaft - is formed from helical coils with intermeshing teeth

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DE4002449A1
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Helmut Krueger
Peter Ing Grad Muenkner
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Abstract

The flexible shaft can be used for connecting the steering wheel of a motor vehicle to the steering mechanism. It is made from a rod of special cross-section wound to form helical coils. The cross-section consists of a basic rectangle with a rib projecting from the middle of each long side. - Teeth of trapezoidal cross-section are cut in the ribs so that when the rod is wound to form the helical coils the teeth of adjacent coils intermesh. This form of construction produces an elastically flexible shaft which is torsionally rigid.

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Welle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, also als ein Lenkhandrad und ein Lenkgetriebe drehfest verbindende Lenkwelle, so werden in der Literatur außer kabelartigen flexiblen Lenkwellen, die Schwierigkeiten hinsichtlich der Sicherstellung der winkelgetreuen Übertragung von Lenkbefehlen machen, auch durch Wickelvorgänge hergestellte Lenkwellen angegeben (US-PS 46 34 399, B 62 D 1/18), die aus fiberver stärktem Kunststoffmaterial so gewickelt sind, daß sich Kreuzungsstellen zwischen den Wicklungen ergeben, wo diese miteinander verbunden sind. The invention relates to a flexible shaft according to the preamble of claim 1. Referring to be the preferred application of the invention, that is as a steering wheel and a steering gear rotatably connecting the steering shaft, so in the literature except for cable-like flexible steering shaft, the difficulties in ensuring the conformal transmission make use of steering commands produced by winding operations steering shafts given (US-PS 46 34 399, B 62 D 1/18), which are wound from fiberver reinforced plastic material so that arise intersections between the windings where they are connected to each other. Der Nachteil derartiger Lenk wellen besteht darin, daß sie bei Einsatz zwischen Anschlüssen, deren Achsen nicht fluchten, bei der Übertragung jedes Lenkbefehls eine Materialverformung erleiden, die einerseits einen bestimmten Kraftaufwand seitens des Fahrers erfordert und anderer seits im Laufe der Zeit zu einer Materialermüdung führt. The disadvantage of such steering shafts is that they in use between terminals whose axes are not aligned, suffer a material deformation in the transmission of each steering command, on the one hand requires a certain effort on the part of the driver and on the other hand, in the course of time lead to material fatigue.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße flexible Welle zu schaf fen, die einerseits alle an eine Welle zu stellenden Anforderungen erfüllt, also insbeson dere eingeleitete Drehmomente winkelgetreu überträgt, und andererseits eine hohe Biegsamkeit bei minimaler Materialbeanspruchung sicherstellt. The invention is based on the object, therefore, angularly faithfully transmits a generic flexible shaft to sheep fen, on the one hand, meets all of a wave requirements to be imposed in particular introduced torque, and on the other hand ensures a high flexibility with minimal material stress.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Un teransprüche. The achievement of this object is the characterizing Merkma len of the main claim, advantageous embodiments of the invention describe the Un-claims.

Die Erfindung greift auf eine im Prinzip beispielsweise aus der DE-PS 23 46 550, F 16 H 55/02 bekannte Konstruktion zurück, die aber dort zu einem ganz an deren Zweck, nämlich zur Gewinnung einer biegsamen Schnecke für ein Schneckenge triebe, Einsatz findet. The invention relies on an in principle for example, from DE-PS 23 46 550 F 16 H 55/02 known structure back, but drives there to a whole of their purpose, namely to obtain a flexible worm for a worm, is used , In Abweichung von einer derartigen Schnecke, die gleichsam als rotierendes Gewinde im wesentlichen parallel zu ihrer Achsrichtung auf Zug und Druck beansprucht wird, handelt es sich bei der eine echte Welle darstellenden Erfindung um ein Bauteil, das auf Torsion beansprucht ist. In deviation from such a screw, which is as it were claimed as a rotating thread substantially parallel to its axial direction to train and pressure, it is in a real wave representing invention is a component which is subjected to torsion.

lnfolge des in Achsrichtung nachgiebigen torsionsfesten Eingriffs zwischen einander be nachbarten Windungen der erfindungsgemäßen flexiblen Welle, gegeben durch die ineinan dergreifenden Verzahnungen, sind die zur Gewährleistung der Biegsamkeit erforderlichen einseitigen Längungen der Welle bei minimaler innerer Beanspruchung des Wendelmate rials möglich. lnfolge the compliant in the axial direction of torsion-resistant engagement between each be adjacent turns of the flexible shaft of the present invention is given by the ineinan dergreifenden gears, necessary to ensure the flexibility of unilateral elongations of the shaft with a minimum of internal stress of the coil mate rials are possible.

Wie sich gezeigt hat, bietet die erfindungsgemäße Welle auch hinsichtlich der Verringe rung der Geräusch- bzw. Schwingungsübertragung, das heißt hinsichtlich eines gerade in Kraftfahrzeugen auftretenden Problems, Vorteile. As it turns out, the wave of the present invention also provides in terms of reducing the noise and vibration transmission, that is in terms of occurring, especially in motor vehicles problem benefits. Die Welle zeigt bei ihrem Einsatz als Lenkwelle auch ein günstiges Crashverhalten, da sie Bewegungen der Lenkradnabe in Richtung auf den Fahrer bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis praktisch ausschließt. The shaft is in its use as a steering shaft, even a low-priced crash behavior, since it virtually eliminates movement of the steering wheel hub in the direction of the driver during a collision of the vehicle with an obstacle.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu tert, deren Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Welle und deren Fig. 2 einen Quer schnitt entsprechend II-II in Fig. 1 durch die Welle einschließlich drehfester Einspan nung wiedergibt. An embodiment of the invention, with reference to the drawing erläu tert which Fig. 1 is a longitudinal section through the shaft and its Fig. 2 a cross section according to II-II in Fig. 1 by the shaft including a rotationally fixed Einspan voltage reproduces.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist die eigentliche Welle aus einem Strangmaterial 1 , beispielsweise aus Metall, zu auf einanderfolgenden Windungen gewickelt, von denen in Fig. 1 nur die mit 2 bis 6 bezeichneten dargestellt sind. Referring first to Fig. 1, so is the actual shaft of a strand material 1, for example made of metal, wound into successive turns, of which in Fig. 1 only are shown indicated by 2 to 6. Die Anzahl der Windungen spielt verständlicherweise keine Rolle im Rahmen der Erfindung. The number of turns understandably does not matter in the context of the invention. Auf ihren einander zu gekehrten Seiten tragen sie in fortlaufender Folge ineinandergreifende Zähne, von de nen in Fig. 1 nur die Zähne 4 ′ und 5 ′ sowie 5 ′′ und 6 ′ der Windungen 4 , 5 und 6 beson ders herausgezeichnet sind und die steile Zahnflanken besitzen. On their mutually to swept pages contain 1 carry in consecutive order intermeshing teeth of de nen in Fig., Only the teeth 4 'and 5' and 5 '' and 6 'of the coils 4, 5 and 6 are particular DERS out drawn and the steep tooth flanks have. Wie ersichtlich, greifen die Zähne verschiedener Windungen hinterschnittfrei ineinander, so daß bei einer Bie gung der Wendel 1 beispielsweise um einen unterhalb derselben liegenden Krümmungs mittelpunkt sich die Abstände zwischen benachbarten Windungen im oberen Bereich der Wendel 1 leicht durch elastische Verformung des Materials im unteren Bereich der Wen del vergrößern können; As can be seen, the teeth of various turns engage behind cut into one another, so that when Bie supply of the filament 1, for example, to a value below the same curvature, the distances between adjacent turns in the upper region of the coil 1 to the center easily by elastic deformation of the material in the lower region of the to whom del enlarge; die umgekehrten Verhältnisse ergeben sich bei Biegung der Wen del um einen oberhalb derselben liegenden Krümmungsmittelpunkt. the inverse relationships result in bending of Wen del about a point lying above the same center of curvature. Dabei ist infolge des dauernden formschlüssigen Eingriffs zumindest eines großen Teils der verschiedenen Win dungen angehörenden Zähne eine spielfreie Drehmomentübertragung sichergestellt. In this case, due to the continuous form-locking engagement, at least a large part of the various Win compounds belonging teeth ensures a play-free torque transmission.

Betrachtet man den Aufbau der Wendel 1 weiter, so enthält sie in diesem Ausführungs beispiel sowohl einen umlaufenden, radial nach außen weisenden leistenartigen Fortsatz 7 als auch einen entsprechenden nach innen weisenden Fortsatz 8 . Considering the structure of the spiral 1 further, it contains in this execution example both a circumferential, radially outward-facing strip-like extension 7 and a corresponding inward-facing projection. 8 Infolge des Umlaufs dieses Fortsatzes zumindest über die einen Endbereich der Welle bildenden Windungen weist demgemäß die Wendel 1 sowohl ein Außengewinde als auch ein lnnengewinde auf. As a result of the circulation of this extension accordingly comprises at least the one end portion of the shaft turns forming the spiral 1 on both an external thread and an internal thread. Die Bedeutung dieser Gewinde wird anhand Fig. 2 klar: The significance of this thread is clear from Fig. 2:

Aus Fig. 2 ist zunächst nochmals deutlich der formschlüssige Eingriff der Zähne 5 ′′ und 6 ′ der Windungen 5 und 6 ersichtlich. From Fig. 2, the form-fitting engagement of the teeth 5 '' and 6 'of the windings 5 and 6 is at first again clearly visible. Man erkennt ferner den Auslaufbereich der leisten artigen Fortsätze 7 und 8 und damit die durch diese gebildeten Gewinde der Wendel 1 . Further, one recognizes the outlet region of the strip-like projections 7 and 8 and therefore the threads of the coil 1 formed by this. In die Wendel ist die einen Bestandteil einer Einspannung bildende Hülse 9 eingeschraubt, die mit einer Verzahnung 10 zur drehfesten Verbindung mit der starren Anschlußwelle 11 versehen ist. In the coil which is screwed a clamping part of a forming sleeve 9, which is provided with teeth 10 for non-rotatable connection with the rigid connecting shaft. 11 Andererseits ist auf das Außengewinde 7 der Wendel 1 die mit einem Innen gewinde versehene Außenhülse 12 aufgeschraubt, die auf ihrem äußeren Umfang die Ver zahnung 13 zur drehfesten Verbindung mit der schellenartigen Spannvorrichtung 14 ver sehen ist; On the other hand, the thread having an inside provided outer sleeve 12 is screwed onto the external thread 7 of the coil 1, which is the Ver see ver for the rotationally fixed connection with the clip-like clamping device 14 on its outer periphery teeth 13; durch die Augen 15 derselben wird in üblicher Weise ein Gewindebolzen ge steckt, mit dem das Teil 14 zusammengespannt wird, so daß es zusammen mit der von innen her durch die Welle 11 abgestützten Innenhülse 9 eine Einspannung bildet. through the eyes 15 thereof is a threaded bolt inserted in a conventional manner ge, with which the part is clamped together 14 so that it forms a restraint along with the supported from within by the inner sleeve shaft 11. 9

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße flexible Welle geschaffen, die bei einfachem Aufbau eine hohe Flexibilität praktisch ohne Materialbeanspruchung sicher stellt, und die eine winkelgetreue Drehmomentübertragung gewährleistet. With the invention, a generic flexible shaft is thus created which, with a simple construction, a high flexibility with virtually no material stress safe, and which ensures an angularly accurate transmission of torque.

Claims (6)

1. Flexible Welle nach Art einer Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekenn zeichnet, daß die Welle eine Wendel ( 1 ) enthält, deren aufeinanderfolgende Win dungen ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) mit Vorsprüngen ( 4 , 5 ′; 5 ′′, 6 ′) verzahnungsartig zur Erzielung der Torsionssteife ineinandergreifen und die an zumindest einem ihrer Enden mit einer drehfesten Einspannung ( 9 , 12 ) versehen ist. 1. Flexible shaft in the manner of a steering shaft for a motor vehicle, characterized in that the shaft (1) includes a spiral whose successive win compounds (2, 3, 4, 5, 6) with projections (4, 5 ', 5 mesh '', 6 ') toothing-like manner to achieve the torsional stiffness and being provided (at least at one of its ends with a rotationally fixed clamping 9, 12).
2. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel ( 1 ) für die Einspan nung zumindest auf in einem Endbereich liegenden Windungen ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) zumindest einen ein Gewinde bildenden, radial nach außen und/oder innen weisenden leisten artigen Fortsatz ( 7 , 8 ) besitzt. 2. Shaft according to claim 1, characterized in that the helix (1) for the Einspan voltage on at least located in an end turns (2, 3, 4, 5, 6) at least one a thread-forming, radially outward and / or facing inner strip-like extension (7, 8) has.
3. Welle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannung zumindest eine mit dem Gewinde der Wendel ( 1 ) zusammenwirkende Gewindehülse ( 9 ) enthält. 3. Shaft according to claim 2, characterized in that the clamping of at least one with the thread of the helix (1) comprises cooperating threaded sleeve (9).
4. Welle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindehülse ( 9 ) mit einem Innengewinde der Wendel ( 1 ) zusammenwirkt und auf ihrem inneren Umfang eine Verzahnung ( 10 ) zum drehfesten Anschluß eines weiteren Bauteils ( 11 ) trägt. Carries 4. Shaft according to claim 3, characterized in that the threaded sleeve (9) cooperates with an internal thread of the helix (1) and on its inner periphery a set of teeth (10) for rotationally fixed connection of a further component (11).
5. Welle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel ( 1 ) je zumindest einen radial nach innen und einen radial nach außen weisenden gewindebildenden leistenartigen Fortsatz ( 7 , 8 ) besitzt und die Einspannung über der innerhalb der Wendel ( 1 ) angeordneten Gewindehülse ( 9 ) eine mit dem Außengewinde der Wendel ( 1 ) zusammenwirkende weitere Gewindehülse ( 12 ) enthält. 5. Shaft according to claim 4, characterized in that the helix (1) each have at least one radially inwardly and a radially outwardly facing thread-forming strip-like extension (7, 8), and said clamping on the inside of the coil (1) arranged in the threaded sleeve (9) contains a with the external thread of the helix (1) further cooperating threaded sleeve (12).
6. Welle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Gewindehülse ( 12 ) auf ihrem Außenumfang eine Verzahnung ( 13 ) zum drehfesten Anschluß eines weiteren Bauteils ( 14 ) trägt. 6. carrying shaft according to claim 5, characterized in that the further threaded sleeve (12) on its outer periphery a toothing (13) for rotationally fixed connection of a further component (14).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0986989A1 (en) * 1998-09-17 2000-03-22 Siegfried Hiltebrandt Flexible shaft and surgical instrument comprising such a shaft
US8353898B2 (en) 2009-05-29 2013-01-15 Aesculap Ag Surgical instrument
US8382742B2 (en) 2009-05-29 2013-02-26 Aesculap Ag Surgical instrument
US9468359B2 (en) 2011-04-12 2016-10-18 Aesculap Ag Control apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0986989A1 (en) * 1998-09-17 2000-03-22 Siegfried Hiltebrandt Flexible shaft and surgical instrument comprising such a shaft
US8353898B2 (en) 2009-05-29 2013-01-15 Aesculap Ag Surgical instrument
US8382742B2 (en) 2009-05-29 2013-02-26 Aesculap Ag Surgical instrument
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