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Die Erfindung betrifft eine flexible
Welle gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Herstellungsverfahren dafür nach dem
Oberbegriff der Ansprüche
19 und 20.
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Flexible Wellen gibt es in Werkzeugmaschinen,
wie beispielsweise Schleifmaschinen, und sonstigen Geräten, wo
Drehmomente dreidimensional, möglichst
ohne Schlupf in eine andere Richtung umgeleitet werden. Soweit es
bei diesen Maschinen nur eine Drehrichtung gibt, ist die Richtungsumleitung
mit einer Feder gelöst.
Die Wickelrichtung der Feder ist entsprechend der Drehrichtung der
Maschine gewählt.
Flexible Wellen sind mit Schlupf behaftet und übertragen nur kleinere Drehmomente.
Ihre Form in Bewegung ist harmonisch kurvenreich und sie haben ein
geringes Gewicht.
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Wellen mit Kreuzgelenken, Tripoden
und Löbbro-Gelenken
sind artverwandte Umlenkwellen.
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Wellen mit "homokinetischen" Gelenken haben selten Schlupf und übertragen
bezüglich
der Richtungsumleitung mit einer Feder größere Drehmomente. Die Form
ist mittig gerade und an beiden Enden abgewinkelt. Solche Umlenkungen
sind gewichtsmäßig schwer,
was einen erhöhten
Aufwand bei der Drehmoment- oder Leistungsübertragung erfordert.
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Als ein konkretes Beispiel wird noch
eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs betrachtet. Diese Antriebswelle
hat eine volle oder hohle Mittelwelle und ein Fest- und Schiebegelenk
mit Anschlüssen zum
Rad und Getriebe. Diese homokinetischen Gelenke sind in der Herstellung
teuer und vom Gewicht her schwer.
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Es ist daher das Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine flexible Welle und ein Herstellungsverfahren dafür anzugeben,
um eine Welle mit Richtungsumlenkung zu schaffen, die leichtbauend
ist, kaum Schlupf hat und zur Übertragung
großer
Drehmomente geeignet ist.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch eine
flexible Welle nach dem Anspruch 1 sowie einem Herstellungsverfahren
für eine
flexible Welle nach den Ansprüchen
19 und 20 erreicht.
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Durch die Erfindung wird somit geschaffen eine
flexible Welle mit einer Übertragungswickelfeder und
einem Antriebsanschluss sowie einem Antriebsanschluss, wobei eine
Gegenwickelfeder mit bezüglich
der Übertragungswickelfeder
gegenläufiger
Wicklung koaxial innerhalb der Übertragungswickelfeder
angeordnet ist.
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Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass rechts- und linksgewickelte Federn,
insbesondere Druckfedern, ineinander gesteckt verwendet werden.
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Dabei ist es von besonderem Vorteil,
wenn die Übertragungswickelfeder
und die Gegenwickelfeder als Druckfedern so ausgelegt sind, dass
sie entsprechend der Achsgeometrie einen Längenausgleich nach innen und
außen
kompensieren können. Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, dass die Übertragungswickelfeder
und die Gegenwickelfeder zumindest im wesentlichen gleiche Torsionssteifigkeit
oder gleichen Torsionswiderstand haben.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Übertragungswickelfeder
und die Gegenwickelfeder in ihren Drahtquerschnitten so bemessen
sind, dass sie bei einer Torsionsbelastung zumindest im wesentlichen gleiches
Trägheitsmoment
aufweisen. Zur Erreichung dieser Bestimmung kann die Übertragungswickelfeder
einen kleineren Drahtquerschnitt als die Gegenwickelfeder aufweisen.
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Besonderes Augenmerk verdienen die
nachfolgenden vorzugsweise Gestaltungen zur Anbindung des Federpaares
an die Antriebs- und Abtriebsseite.
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Gemäß einer bevorzugten Variante
der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antriebsanschluss und der
Abtriebsanschluss jeweils einen abgestuften Zylinder mit einer Innenstufe
passend zum Innendurchmesser der Gegenwickelfeder enthält, und dass
der abgestufte Zylinder des Antriebsanschlusses eine Außenstufe
passend zum Innendurchmesser der Übertragungswickelfeder enthält. Eine
Weiterbildung davon besteht darin, dass die Gegenwickelfeder zum
Abtriebsanschluss hin mit einem Abtriebsendbereich aus der Übertragungswickelfeder herausragt,
dass die Übertragungswickelfeder
zum Abtriebsanschluss hin die Gegenwickelfeder bis vor deren Abtriebsendbereich
hin umgibt, und dass der Abtriebsendbereich der Gegenwickelfeder
einen Innendurchmesser passend zur Außenstufe des abgestuften Zylinders
des Abtriebsanschlusses aufweist.
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Die letztgenannte Version ist dadurch
erweiterbar, dass die Innenstufe und die Außenstufe des abgestuften Zylinders
des Antriebsanschlusses mit gegenläufigen Gewindezügen jeweils
passend zur Wicklungsrichtung und Wicklungsaufnahme von Gegenwickelfeder
bzw. Übertragungswickelfeder
versehen sind, und dass die Innenstufe und die Außenstufe
des abgestuften Zylinders des Abtriebsanschlusses mit gleichläufigen Gewindezügen passend
zur Wicklungsrichtung und Wicklungsaufnahme der Gegenwickelfeder
einschließlich
ihres Abtriebsendbereiches versehen sind.
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Alternativ oder zusätzlich zu
der vorstehenden Version kann vorgesehen sein, dass die Gegenwickelfeder
auf der Innenstufe des gestuften Zylinders des Antriebsanschlusses
sitzt, dass die Übertragungswickelfeder
auf der Außenstufe
des gestuften Zylinders des Antriebsanschlusses sitzt, und dass die
Gegenwickelfeder auf der Innenstufe und mit ihrem Abtriebsendbereich
auf der Außenstufe
des gestuften Zylinders des Abtriebsanschlusses sitzt.
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Für
die Festigkeit und Haltbarkeit von Verpressungen zur Verbindung
zwischen Federn und An-/Abtriebsanschlüssen ist es von Vorteil, wenn
jeder abgestufte Zylinder im Bereich des von der Innenstufe abgewandten
Endes der Außenstufe
auf einer Verspannhülsenstufe
einen Bund aufweist. Dabei kann für eine auch drehfeste Formschlussverbindung zwischen
z.B. einer Verspannhülse
und einem abgestuften Zylinder als Bestandteile der An-/Abtriebsanschlüsse noch
vorgesehen sein, dass der Bund mehrfach genutet ist.
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Eine einfache, sichere und kostengünstige sowie
haltbare Befestigung der Federn an den An-/Abtriebsanschlüssen kann
erreicht werden, wenn der Antriebsanschluss und der Abtriebsanschluss
jeweils eine Verspannhülse
enthält,
die um den Verbund aus jeweils einem abgestuften Zylinder mit Gegenwickelfeder
und Übertragungswickelfeder sowie
ggf. um den Bund oder den mehrfach genuteten Bund verpresst ist.
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Ausgehend von den vorstehend erläuterten vorzugsweisen
Gestaltungen ist es im Rahmen der Erfindung ferner vorteilhaft,
wenn der Außendurchmesser
der Übertragungswickelfeder
zumindest im wesentlichen gleich zum Außendurchmesser des Abtriebsendbereiches
der Gegenwickelfeder ist, und wenn die Verspannhülse zumindest den Abtriebsendbereich
der Gegenwickelfeder und einen daran angrenzenden Bereich der Übertragungswickelfeder sowie
eine Verspannhülsenstufe
des gestuften Zylinders des Abtriebsanschlusses umgibt. Alternativ
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass die Verspannhülse tief in die nutartigen
Zwischenräume
der Übertragungswickelfeder
und ggf. der Gegenwickelfeder verpresst ist.
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Andere bevorzugte Ausgestaltungen
bestehen darin, dass die Härten
der Übertragungswickelfeder
und der Gegenwickelfeder entsprechend der Größe der damit zu übertragenden
Drehmomente ausgewählt
sind, und/oder dass die Wickelrichtung der Übertragungswickelfeder entsprechend
der Drehrichtung eines überwiegenden
Betriebes der flexiblen Welle gewählt ist.
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Das erfindungsgemäße Ziel wird auch durch Herstellungsverfahren
für eine
flexible Welle erreicht, wobei eine Übertragungswickelfeder koaxial über eine
gegensinnig gewickelte Gegenwickelfeder gesteckt wird, und wobei
die Übertragungswickelfeder und
die Gegenwickelfeder einerseits mit einem gemeinsamen Antriebsanschluss
und andererseits mit einem gemeinsamen Abtriebsanschluss fest verbunden
werden. Dabei kann alternativ das Verfahren auch so sein, dass eine
Gegenwickelfeder koaxial in eine gegensinnig gewickelte Übertragungswickelfeder
gesteckt wird, und dass die Übertragungswickelfeder
und die Gegenwickelfeder einerseits mit einem gemeinsamen Antriebsanschluss
und andererseits mit einem gemeinsamen Abtriebsanschluss fest verbunden
werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser
Verfahren besteht darin, dass die Übertragungswickelfeder und
die Gegenwickelfeder entsprechend der axialen Abstände zwischen
den Drahtquerschnitten in entspannter Lage gefertigt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es bei
dem Verfahren nach der Erfindung, wenn
- – die Gegenwickelfeder
auf einer Innenstufe eines gestuften Zylinders des Antriebsanschlusses
angeordnet wird,
- – dann
die Übertragungswickelfeder
auf einer Außenstufe
des gestuften Zylinders des Antriebsanschlusses angeordnet wird,
- – danach
eine Verspannhülse über die Übertragungswickelfeder
und eine Verspannhülsenstufe des
gestuften Zylinders des Antriebsanschlusses geschoben und verpresst
wird,
- – anschließend eine
weitere Verspannhülse über die Übertragungswickelfeder
geschoben wird,
- – als
nächstes
ein gestufter Zylinder des Abtriebsanschlusses in den freien Endbereichen
von Gegenwickelfeder und Übertragungswickelfeder angeordnet
wird, und
- – darauf
hin die weitere Verspannhülse
längs der Übertragungswickelfeder
bis zum gestuften Zylinder des Abtriebsanschlusses verschoben und
dort so verpresst wird, dass zumindest ein Endbereich der Übertragungswickelfeder
und eine Verspannhülsenstufe
des gestuften Zylinders des Abtriebsanschlusses von der weiteren
Verspannhülse
erfasst werden.
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Ein diesbezüglich weiterer Verfahrensaspekt besteht
darin, dass beim Verpressen der weiteren Verspannhülse neben
dem Endbereich der Übertragungswickelfeder
und der Verspannhülsenstufe
des gestuften Zylinders des Abtriebsanschlusses auch ein Abtriebsendbereich
der Gegenwickelfeder von der weiteren Verspannhülse erfasst wird. Alternativ oder
zusätzlich
kann die Gegenwickelfeder jeweils durch Verschrauben mit passenden
Gewindezügen auf
den Innenstufen der gestuften Zylinder von Antriebsanschluss und
Abtriebsanschluss mit letzteren fest verbunden werden. Ferner ist
es ebenfalls möglich,
dass die Übertragungswickelfeder
durch Verschrauben mit passenden Gewindezügen auf der Außenstufe
des gestuften Zylinders des Antriebsanschlusses mit letzterem fest
verbunden wird. Eine weitere Variante besteht darin, dass die Gegenwickelfeder
durch Verschrauben ihres Abtriebsendbereichs mit passend erweitertem
Durchmesser mit passenden Gewindezügen auf der Außenstufe
des gestuften Zylinders des Abtriebsanschlusses mit letzterem fest
verbunden wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass jede
Verspannhülse
zum Formschluss mit einem Bund auf einer Verspannhülsenstufe
des gestuften Zylinders verpresst wird. Das Verfahren ist ferner
vorzugsweise so, dass jede Verspannhülse zum Formschluss mit einem
genuteten Bund auf einer Verspannhülsenstufe des gestuften Zylinders
verpresst wird.
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Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen,
dass die Begriffe "Antrieb" und "Abtrieb" austauschbar sind.
Insofern können
in sämtlichen
Angaben mit den Begriffen "Antrieb" und "Abtrieb" diese Begriffe ersetzt
werden durch beispielsweise "Primärseiten-" bzw. "Sekundärseiten-", ohne dass damit
eine Reihenfolge bezeichnet werden soll. Insbesondere betrifft diese
hiermit offenbarte Verallgemeinerung die Seite für den einen abgestuften Zylinder
mit gegensätzlichen
Gewinden und die Seite für
den anderen abgestuften Zylinder mit gleichsinnigen Gewinden. Hier
ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine Einschränkung vorgesehen,
dass die Verbindung mittels gegensätzlichen Gewinden zwingend
auf der Antriebsseite liegen müsste.
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Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den gesamten vorliegenden Unterlagen
sowie insbesondere den jeweils abhängigen Ansprüchen und
deren Kombinationen.
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Die Erfindung wird anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch
in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel
einer flexiblen Welle,
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2 schematisch
in einer Seitenansicht eine Übertragungswickelfeder
bei dem Ausführungsbeispiel
in der 1,
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3 schematisch
in einer Seitenansicht eine Gegenwickelfeder bei dem Ausführungsbeispiel in
der 1,
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4 schematisch
in einer perspektivischen Ansicht einen Antriebsanschluss bei dem
Ausführungsbeispiel
in der 1,
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5 schematisch
in einer perspektivischen Ansicht einen Abtriebsanschluss bei dem
Ausführungsbeispiel
in der 1,
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6 schematisch
in einer perspektivischen Ansicht einen Zusammenbau aus Übertragungswickelfeder
und Gegenwickelfeder mit inkomplettem An- und Abtriebsanschluss
nach dem Ausführungsbeispiel
in der 1 zur Erläuterung
des Zusammenwirkens der Federn mit gestuften Zylindern der An- und
Abtriebsanschlüsse,
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7 schematisch
in einer vergrößerten Seitenansicht
eines Ausschnittes aus der 1 einen
Zusammenbau aus Übertragungswickelfeder und
Gegenwickelfeder mit Antriebsanschluss,
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8 schematisch
in einer vergrößerten Seitenansicht
eines Ausschnittes aus der 1 einen
Zusammenbau aus Übertragungswickelfeder und
Gegenwickelfeder mit Abtriebsanschluss, und
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9 eine
schematische Darstellung zur Verdeutlichung eines oberen und eines
unteren Anschlages.
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Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen
Figuren und Abbildungen der Zeichnungen bezeichnen gleiche oder ähnliche
oder gleich oder ähnlich
wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung
werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen
versehen sind, unabhängig
davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht.
Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung
enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt
sind, ohne weiteres für
einen Fachmann verständlich.
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Die 1 zeigt
eine flexible Welle 1 mit einer Übertragungswickelfeder 2 und
einer Gegenwickelfeder 3, von der deutlich nur ein Abtriebsendbereich 4 mit
vergrößertem Durchmesser
erkennbar ist. Auf diesen Abtriebsendbereich 4 wird später unter
Bezugnahme auf die 3, 5, 6 und 8 noch
genauer eingegangen. Die flexible Welle 1 enthält weiterhin einen
Antriebsanschluss 5 und einen Abtriebsanschluss 6.
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Die Übertragungswickelfeder 2 ist
in der 2 gesondert in
einer Seitenansicht dargestellt. In der 3 ist die Gegenwickelfeder 3 alleine
ebenfalls in einer Seitenansicht gezeigt. Dabei ist deutlich der
Abtriebsendbereich 4 erkennbar, der einen größeren Durchmesser
wie die Gegenwickelfeder 3 im übrigen hat. Die Übertragungswickelfeder 2 und
die Gegenwickelfeder 3 haben, wie die vergleichende Betrachtung
der 2 und 3 zeigt, gegensinnige Wicklungsrichtungen.
Der Außendurchmesser
der Gegenwickelfeder 3 über
ihre gesamte Länge
mit Ausnahme des Abtriebsendbereiches 4 ist so bemessen,
dass die Gegenwickelfeder 3 über ihre gesamte Länge mit
Ausnahme des Abtriebsendbereiches 4 in der Übertragungswickelfeder 2 insbesondere
mit guter Passung aufgenommen werden kann. Vorzugsweise sind die Übertragungswickelfeder 2 und
die Gegenwickelfeder 3 entsprechend der axialen Abstände zwischen
den Drahtquerschnitten in Konstruktionslage gefertigt, d.h. in entspannter
Lage. Beide Federn 2 und 3 sind Druckfedern und
so ausgelegt, dass sie entsprechend der Achsgeometrie einen Längenausgleich
nach innen und außen
kompensieren können.
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Die gegenläufigen, d.h. links- und rechtsgewickelten
Federn in Form der Übertragungswickelfeder 2 und
der Gegenwickelfeder 3, die ineinander gesteckt sind, wobei
die Begriffe "Übertragungswickelfeder" und "Gegenwickelfeder" zur Unterscheidung der
zwei Bauteile dienen willkürlich
gewählt
sind und keine grundsätzlich
unterschiedliche Funktion bezeichnen, weisen zumindest annähernd gleiche Torsionssteifigkeit
auf und bilden das Kernstück
der flexiblen Welle 1. Beide Federn 2 und 3 sind
in ihren Drahtquerschnitten so bemessen, dass sie das gleiche Trägheitsmoment
bei einer Torsionsbelastung aufweisen. Lediglich der Vollständigkeit
halber wird noch darauf hingewiesen, dass die Angabe "Drahtquerschnitt" nicht eine Beschränkung der
Erfindung auf die Verwendung von Metall als Material für die Übertragungswickelfeder 2 und/oder
die Gegenwickelfeder 3 bedeutet, vielmehr sind auch jegliche
anderen Materialien geeignet, aus denen entsprechend haltbare und
flexible Federn hergestellt werden können.
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Die im Durchmesser größere Feder,
d.h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Übertragungswickelfeder 2,
hat einen kleineren Drahtquerschnitt als die kleinere Feder, entsprechend
also die Gegenwickelfeder 3. Bei der Torsionsbelastung
wird eine Feder "eingewickelt" und die andere Feder "aufgewickelt". Die "aufgewickelte" Feder setzt die
größere Gegenkraft
der angreifenden Torsionsbelastung entgegen. Beide Kräfte aus
der Widerstandskraft der Federn summieren sich.
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Die "aufgewickelte" Feder ist quasi der Schlupfverhinderer
und die Feder mit der größeren Widerstandskraft.
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Ein weiterer bedeutender Aspekt der
Erfindung besteht in der mechanischen Zusammenfassung beider Federn,
d.h. die Anbindung dieser Federn an z.B. bezogen auf eine Anwendung
der erfindungsgemäßen flexiblen
Welle 1 als Antriebswelle bei einem Kfz die radseitige
und die getriebeseitige Welle.
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Realisiert ist diese technische Problemstellung
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
mittels Antriebsanschluss 5 und Abtriebsanschluss 6, die
getrennt jeweils schematisch in perspektivischer Darstellung in
den 4 bzw. 5 gezeigt
sind.
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Der Antriebsanschluss 5 gemäß der 4 weist einen Flansch 7 und
einen gestuften Zylinder 8 auf. Der gestufte Zylinder 8 enthält eine
Innenstufe 9, eine Außenstufe 10 und
eine Verspannhülsenstufe 11.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Innenstufe 9 mit einem Linksgewinde 12 versehen,
und die Außenstufe 10 enthält ein Rechtsgewinde 13. Wesentlich
ist, dass die beiden Gewinde in Übereinstimmung
mit dem Wicklungssinn der Übertragungswickelfeder 2 und
der Gegenwicklungsfeder 3, und zwar so, dass das Gewinde 12 auf
der Innenstufe 9 zum Wicklungssinn der Gegenwicklungsfeder 3 passt,
und dass das Gewinde 13 auf der Außenstufe 10 zum Wicklungssinn
der Übertragungswickelfeder 2 passt.
Weiterhin weist der Antriebsanschluss 5 auf seiner Verspannhülsenstufe 11 einen
mehrmals genuteten Bund 14 auf, der zur Fixierung einer
Verspannhülse 15 dient,
wie aus den 1, 7 und 8 deutlich ist.
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Der Abtriebsanschluss 6 gemäß der 5 weist eine Welle 16 und
einen gestuften Zylinder 17 auf. Der gestufte Zylinder 17 enthält eine
Innenstufe 18, eine Außenstufe 19 und
eine Verspannhülsenstufe 20.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Innenstufe 18 mit einem Linksgewinde 21 versehen, und
die Außenstufe 19 enthält ebenfalls
ein Linksgewinde 22. Wesentlich ist, dass die beiden Gewinde
in Übereinstimmung
mit dem Wicklungssinn der Gegenwicklungsfeder 3, auch in
deren Abtriebsendbereich 4, passt. Der Sinn und Effekt
dieser Ausgestaltung ist in der 8 und
der diesbezüglichen
Beschreibung verdeutlicht. Weiterhin weist der Abtriebsanschluss 6 auf
seiner Verspannhülsenstufe 20 einen
mehrmals genuteten Bund 23 auf, der zur Fixierung einer
Verspannhülse 24 dient,
wie aus den 1, 7 und 8 deutlich ist.
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Beide Endstücke, d.h. der Antriebsanschluss 5 und
der Abtriebsanschluss 6, oder Flansch und Welle, sind zur
eigentlichen Welle, d.h. der Federpaarung aus Übertragungswickelfeder 2 und
Gegenwicklungsfeder 3, hin mit den abgestuften Zylindern 8 und 17 versehen.
Die abgestuften Zylinder 8 und 17 sind für die Aufnahme
der Federn mit den Gewindebahnen 12/13 bzw. 21/22 hergestellt,
die, wie oben beschrieben links- oder rechtsdrehend ausgeführt sind.
Am Übergang
von abgestuften Zylindern 8 und 17 zu Flansch 7 bzw.
Welle 16 befindet sich ein am Umfang mehrmals genuteter
Bund 14 bzw. 23, der zum Verpressen der jeweiligen
Hülse 15 bzw. 24 dient.
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Der Zusammenbau aus Übertragungswickelfeder 2 und
Gegenwicklungsfeder 3 sowie Antriebsanschluss 5 und
Abtriebsanschluss 6 ist unter Weglassung der Verspannhülsen 15 und 24 zur
besseren Erkennbarkeit in der 6 gezeigt,
auf deren Darstellung zur Vermeidung von Wiederholungen nicht weiter
eingegangen zu werden braucht, da alle in der 6 gezeigten Komponenten und ihre Zusammenwirkung
schon im Zusammenhang mit den bisher behandelten Figuren der Zeichnung
verständlich
erläutert
wurden.
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In den 7 und 8 sind die Anbindungen von Übertragungswickelfeder 2 und
Gegenwicklungsfeder 3 an Antriebsanschluss 5 bzw.
Abtriebsanschluss 6 vergrößert dargestellt. Zusätzlich zu
der Übersichtsdarstellung
in der 6 sind in den 7 und 8 die Verspannhülsen 15 bzw. 24 gezeigt. Diese
Verspannhülsen 15 und 24 sind
Verspannglieder zwischen Antriebsanschluss 5 und Abtriebsanschluss 6 und Übertragungswickelfeder 2 und
Gegenwicklungsfeder 3. Mit diesen Verspannhülsen 15 und 24 wird
eine besonders stabile torsionsfähige Verbundeinheit
zwischen Antriebsanschluss 5 und Abtriebsanschluss 6 und Übertragungswickelfeder 2 und
Gegenwicklungsfeder 3 sichergestellt. Die Verspannhülsen 15 und 24 werden
tief in die nutartigen Zwischenräume
von Übertragungswickelfeder 2 und Gegenwicklungsfeder 3 und
weiterhin am genuteten Bund 14 bzw. 23 im Übergangsbereich
verpresst. Dadurch entsteht ein biegeweicher, aber besonders torsionssteifer
Verbund.
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Die Verspannhülsen 15 und 24 wirken
auch einem Aufbiegen von Übertragungswickelfeder 2 und Gegenwicklungsfeder 3 bei
einer Torsionsbelastung entgegen. Womöglich tritt ein geringfügiges Aufbiegen
der Federn im nicht mit den Verspannhülsen 15 und 24 versehenen
Mittelbereich 25 der Federn auf, jedoch ist ein solcher
Effekt funktionsunkritisch.
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Auf Grund der technischen Ausführung der erfindungsgemäßen biegeweichen,
torsionssteifen Federn werden sich bei wechselhafter Bewegung, wie
z.B. einem Auf und Ab der Radseite, harmonische, radiale Biegelinien
zeigen. Dabei werden ja nach achsgeometrischem Zustand die Federn
gezogen oder gedrückt.
Bei derzeit in der Praxis bekannten Antriebswellen z.B. von Kfz's wird dies durch
ein Schiebegelenk organisiert.
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Mit steigender Härte der Federn können sehr große Drehmomente
erreicht werden.
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Nachfolgend wird eine exemplarische
Montagefolge bezogen auf das vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 erläuterte
Ausführungsbeispiel
exemplarisch für
eine Realisierung für
ein Kfz angegeben:
- 1. Kleinere Gegenwicklungsfeder 3 auf
den Antriebsanschluss 5 schrauben;
- 2. Größere Übertragungswickelfeder 2 auf
den Abtriebsanschluss 6 schrauben;
- 3. Unverpresste Verspannhülse 15 über die Übertragungswickelfeder 2 bis
zum Anschlag des Getriebewellen-Flansches 7 schieben und
anschließend
mit größerer Übertragungswickelfeder 2 und genutetem
Bund 14 verpressen;
- 4. Die zweite unverpresste Verspannhülse 24 lose über die
größere Übertragungswickelfeder 2 schieben;
- 5. Radseitige Welle oder Nabe 16 in kleinere Gegenwicklungsfeder 3 schrauben;
sowie
- 6. Lose Verspannhülse 24 auf
Anschlag mit Radnabe 16 schieben und anschließend mit
größerer Übertragungswickelfeder 2 und
Abtriebsendbereich 4 der kleineren Gegenwicklungsfeder 3 und genutetem
Bund 23 verpressen.
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Die 9 zeigt
anhand eines Einsatzes der flexiblen Welle 1 im Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeuges eine schematische Darstellung zur exemplarischen
Verdeutlichung eines oberen und eines unteren Anschlages O bzw.
U des gesamten Federweges eines Rades (nicht gezeigt), das sich
abtriebsseitig an der flexiblen Welle 1 befindet. Zu sehen
ist dabei die Fähigkeit
der flexiblen Welle 1 bei feststehendem Antriebsanschluss 5 örtliche
Versetzungen des Abtriebsanschlusses 6 "mitzumachen" und die bewegungs- und kraftübertragende
Verbindung sicherzustellen.
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Zusammenfassend wird eine flexible
Antriebswelle mit vielen Vorteilen geschaffen: leichtbauend, raumsparend,
längenkompensierend, überträgt relativ
hohe Drehmomente, ist einfach zu fertigen und verursacht nur geringe
Kosten.
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Die vorstehenden und in den Zeichnungen wiedergegebenen
Merkmale und Merkmalskombinationen der Ausführungsbeispiele dienen lediglich
der exemplarischen Verdeutlichung der Erfindung und nicht deren
Beschränkung.
Der Offenbarungsumfang der vorliegenden gesamten Unterlagen ist
durch das bestimmt, was für
den Fachmann ohne weiteres in den Ansprüchen, aber auch aus der Beschreibung und
der Zeichnung unter Einbeziehung seines Fachwissens entnehmbar ist
und/oder verstanden wird. Insbesondere umfasst die Erfindung ferner
alle Variationen, Modifikationen, Kombinationen und Substitutionen,
die der Fachmann dem gesamten Offenbarungsumfang der vorliegenden
Unterlagen entnehmen kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale
und Ausgestaltungsmöglichkeiten
der Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele
kombinierbar.
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- 1
- flexible
Welle
- 2
- Übertragungswickelfeder
- 3
- Gegenwickelfeder
- 4
- Abtriebsendbereich
- 5
- Antriebsanschluss
- 6
- Antriebsanschluss
- 7
- Flansch
- 8
- gestufter
Zylinder
- 9
- Innenstufe
- 10
- Außenstufe
- 11
- Verspannhülsenstufe
- 12
- Linksgewinde
- 13
- Rechtsgewinde
- 14
- mehrmals
genuteter Bund
- 15
- Verspannhülse
- 16
- Welle
oder Nabe
- 17
- gestufter
Zylinder
- 18
- Innenstufe
- 19
- Außenstufe
- 20
- Verspannhülsenstufe
- 21
- Linksgewinde
- 22
- Linksgewinde
- 23
- mehrmals
genuteter Bund
- 24
- Verspannhülse
- 25
- Mittelbereich
- O
- oberer
Anschlag
- U
- unterer
Anschlag