DE669100C

DE669100C - Biegsame Welle

Info

Publication number: DE669100C
Application number: DEV34323D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Vellguth
Original assignee: HEINRICH VELLGUTH
Current assignee: HEINRICH VELLGUTH
Priority date: 1937-11-21
Filing date: 1937-11-21
Publication date: 1938-12-16

Description

Es sind bereits viele Ausführungen von biegsamen Wellen bekannt, die ein Drehmoment ohne großes Spiel übertragen können, in Richtung und quer zu ihrer Achse aber stark ausweichen können. Die verschie-' densten bekannten Ausführungen haben aber alle in der Praxis nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt, insbesondere wenn es sich um die Übertragung größerer Kräfte, handelt. Eine besondere Art dieser biegsamen Wellen ist diejenige, bei denen zur Übertragung der Kräfte eine Schraubenfeder benutzt wird. Man hat bereits erkannt, daß eine Schraubenfeder allein hierfür ,nicht ausreicht und hat zur Verstärkung mehrere Schraubenfedem, zum Teil mit entgegengesetzter Steigung, ineinandergewickelt oder in verschiedener anderer Weise miteinander kombiniert.

Alle diese Wellen haben den Nachteil, daß die Drehkräfte je nach dem Drehsinn bemüht sind, die Feder auf- oder abzuwickeln, so daß sie bei fest eingespannter Länge entweder ihren Durchmesser unter Auseinanderziehen der Windungen vergrößert oder unter Verringerung des Windungsabstandes verkleinert. Die Drehkräfte rufen daher in dem Federwerkstoff gleichzeitig Spannungen auf Zug, Druck und Torsion hervor, die sich rechnerisch wohl kaum erfassen lassen und außerdem den Werkstoff derart beanspruchen, daß ein nicht zu rechtfertigender großer Querschnitt benötigt und damit hochwertiger Werkstoff verschwendet wird.

Diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden. Diese besteht darin, daß die Welle so ausgebildet wird, daß in der Feder je nach der Drehrichtung praktisch nur Zug- oder Druckkräfte auftreten und die Torsionskräfte durch Teile aufgenommen werden, die an der Kraftübertragung nicht teilnehmen. Der eigentliche Erfmdungsgedanke, durch den diese Aufgabe gelöst wird, besteht darin, daß in die Seele der Feder Füllstücke eingelegt werden, deren Durchmesser dem inneren Federdurchmesser !entspricht und/oder um den äußeren Federmantel herum eine Hülle gelegt wird, die in radialer Richtung druckfest ist, sich aber schlauchartig biegen kann. Hierdurch wird erzielt, daß die Feder sich nicht mehr auf- und zuwickeln kann und alle Kräfte, die darauf hinwirken wollen, von der Einlage oder der Ummantelung aufge-

nommen werden. Konstruktiv läßt sich diese Aufgabe auf verschiedenen Wegen lösen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel dargestellt, wie es unter anderem „,bei Antrieb von Kraftwagen Anwendung findg könnte. Ά

Die Scheibe α ist an dem antreibenden* ."Getriebeteil fest angeordnet und die Scheibe b an dem anzutreibenden Rade. Wenn es sich ίο um einen Wagen mit Vorderradantrieb handelt, macht die Scheibe-δ zwei verschiedene Arten von Bewegungen, einmal, bedingt durch die Federung des Wagens, eine Bewegung in Richtung der angedeuteten Pfeile, das andere iS Mal, bedingt durch die Lenkung, eine Bewegung, bei der die Scheibe um einen Durchmesser als Achse sich dreht. Beide Bewegungen rufen eine verschiedenartige Durchbiegung der Welle hervor, bei der aber die dauernde Kraftübertragung nicht beeinflußt werden darf. Mit den beiden Scheiben a, b sind die Enden der Schraubenfeder c fest verbunden, z. B. durch Schweißung oder andere geeignete Mittel. Das Innere der Schraubettfeder ist ausgefüllt durch einzelne starre Füllstücke/, die sich in axialer Richtung nicht verschieben können, sich aber gegenseitig in einem beliebigen Winkel neigen können. Ebenso sind um den äußeren Mantel der Feder rohrartige starre Stücke i gelegt, die sich ebenso wie die inneren Füllstücke gegeneinander neigen können. Sowohl die inneren als die äußerten Stücke sind lose auf der Feder aufgereiht und stehen rnit den Scheiben«, ö in keinem festen Zusammenhang, so daß von ihnen keine Drehkräfte übertragen werden können. Wenn nun Drehkräfte auftreten, die bestrebt sind, die Feder aufzuwickeln, so legen sich die Windüngen der Feder an die äußeren Hülsen an, ohne sich weiter aufwickeln zu können. Das gleiche tritt im umgekehrten Fall ein, bei dem sich die Feder mit ihrem inneren Durchmesser an die inneren Füllstücke legt. Der Fortschritt, der hierdurch erzielt wird, ist in erster Linie der, daß der Werkstoff der Feder praktisch nur auf Zug oder Druck beansprucht wird, so daß wesentlich geringere Querschnitte als bei den bekannten Wellen benutzt werden können und damit an Werkstoff und Gewicht gespart wird.

Die inneren Füllstücke können naturgemäß auch durch einen einzigen Körper ersetzt werden, der in radialer Richtung druckfest, in seiner ganzen Länge aber biegsam ist, z. B. durch ein Draht- oder Hanfseil. Je nach Wahl dieser Seele läßt sich eine gewisse Federung beim Anzug erwirken, ebenso kann auch die äußere Ummantelung aus einem einteiligen Stück bestehen, z. B. einem Metall-.schlauch, der radial druckfest ist, in seiner ganzen Länge aber beliebig biegsam. Bei der ifcnutzung einzelner aneinandergereihter Manfjji&istücke wird das Ganze zweckmäßig durch *'einen leichten Schlauch geschützt, der ein Eindringen von Schmutz verhindert. Das Innere der biegsamen Welle, soweit es nicht durch feste Teile ausgefüllt ist, kann zweckmäßig mit einem Schmiermittel angefüllt sein. Die Wahl des Werkstoffes hängt selbstverständlich von den auftretenden Kräften und den anderen Betriebsbedingungen lab.

Wenn Drehmomente auftreten, die nur in einer Richtung wirken, braucht selbstverständlich nur die innere Füllung oder die äußere Ummantelung vorgesehen zu werden; nur bei wechselndem Drehmoment sind beide Einrichtungen gleichzeitig notwendig. Zur besseren Führung der Feder werden zweckmäßig das erste und letzte Füllstück mit der An- und Abtriebsscheibe fest verbunden.

Claims

Patentansprüche:

i. Biegsame Welle zur Übertragung von Drehbewegungen für hohe Beanspruchungen, insbesondere zum Antrieb von Kraftwagen, die aus einer einzelnen Schraubenfeder besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehungskräfte, die je nach der Drehrichtung bestrebt sind, die Feder auf- und abzuwickeln und so den Federdurchmesser zu ändern, dadurch aufgehoben werden, daß die Feder innen und außen von Teilen ummantelt ist, die in axialer Richtung lose aneinandergereiht und in radialer Richtung starr sind.
2. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Mantelteile Rohr-oder Stangenstücke sind, die durch Nasen o. dgl. in einem für die bei der Biegung der Welle eintretenden Verschiebung erforderlichen Abstand voneinander gehalten werden.
3. Biegsame Welle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Mantelteile eine gewisse Elastizität besitzen und auf der ganzen Länge der Welle aus einem Stück bestehen, z.B. harter Gummi, Drahtseil usw.
4. Biegsame Welle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Mantelteile aus einzelnen Rohrabschnitten oder aus einem einteiligen, in radialer Richtung druckfesten Schlauch bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen