DE19717502C1

DE19717502C1 - Flexible shaft for motor vehicle

Info

Publication number: DE19717502C1
Application number: DE1997117502
Authority: DE
Inventors: Rolf Groene; Jacek Trzeja; Kazimierz Neugebauer
Original assignee: Gemo G Moritz GmbH and Co KG
Current assignee: Gemo G Moritz GmbH and Co KG
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: CH692674A5

Abstract

The flexible shaft (1) has one end formed as a connecting end with elastic layers (4-4'') covering a multiple faced head (2). The multiple faced head can have , at its free end, a variable thickness. The head can have a covering formed as a coating on two circumferential strips in the area of the shaft sides and the free ends of the multiple faces. The strips can leave the greater part of the surface of the square end exposed. The free end of the multiple faced head can be completely coated. The head can form a square (2) which can be conical over its length with its free end larger than the end connected to the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Welle der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.The invention relates to a shaft mentioned in the preamble of claim 1 Art.

Biegsame Wellen müssen an ihrem antrieb- oder abtriebseitigen Ende gekuppelt werden. Es kann dabei eine feste, z. B. verschraubte oder geklemmte Kupplung vorgesehen sein. In der überwiegenden Zahl der Anwendungen ist jedoch eine steckbare Mehrkantkupplung, üblicherweise eine Vierkantkupplung vorgesehen, deren wellenseitiges Kupplungsstück den Endteil der Welle bildet und als Mehr kant, üblicherweise Vierkant, ausgebildet ist.Flexible shafts must be coupled at their drive or driven end will. It can be a fixed, e.g. B. screwed or clamped coupling be provided. However, in the vast majority of applications there is one plug-in polygonal coupling, usually a square coupling is provided, whose shaft-side coupling piece forms the end part of the shaft and as a more edge, usually square, is formed.

Dieser Mehrkant wird zur Herstellung der Kupplungsverbindung in einen Innen mehrkant des antrieb- oder abtriebseitig angeschlossenen Gerätes gesteckt. Dabei ist zumeist eine leichte Steckbarkeit erwünscht, so daß der wellenseitige Außen mehrkant ein gewisses Untermaß gegenüber seinem Gegenstück, dem Mehrkant, aufweisen muß. Im Betrieb kommt es dann bei Lastwechseln und Drehschwin gungen zu Klappergeräuschen, die beim häufigsten Anwendungsfall in Personen kraftfahrzeugen unbedingt zu vermeiden sind.This polygon is used to create the coupling connection in an interior polygon of the device connected on the input or output side. Here easy plug-in is usually desired, so that the shaft-side outside polygonal a certain undersize compared to its counterpart, the polygon, must have. In operation, it then occurs when there are load changes and rotating swings rattling noises, which are the most common use in people motor vehicles must be avoided.

Bei gattungsgemäßen Wellen ist es daher bekannt, den Mehrkant mit einer elasti schen Beschichtung zu versehen. Es sind dazu durch Tauchen aufgebrachte ela stische Kunststoffbeschichtungen bekannt. Eine solche Welle ist aus DE 87 11 633 U1 bekannt, bei der die gesamte Welle einschließlich des Mehrkant elastisch beschichtet ist.In generic waves, it is therefore known to polygon with an elastic coating. For this purpose, ela are applied by diving known plastic coatings. Such a shaft is from DE 87 11 633 U1 known, in which the entire shaft including the polygonal elastic is coated.

Bei diesen bekannten Beschichtungen besteht jedoch der Nachteil, daß in Anpas sung an das Spiel zwischen Außenmehrkant und Innenmehrkant die Beschich tungsdicke sehr genau gewählt werden muß. Schon bei kleinen Abweichungen in dem Spiel zwischen Außenmehrkant und Innenmehrkant oder bei der Beschich tungsdicke können Geräusche auftreten oder sitzt die Kupplung zu "stramm", so daß das Einstecken erschwert oder unmöglich gemacht wird.With these known coatings, however, there is the disadvantage that in adaptations solution to the game between the outer polygon and the inner polygon line thickness must be chosen very precisely. Even with small deviations in the game between the outer polygon and the inner polygon or in the coating Thickness can occur noises or the clutch is too tight, so that the insertion is made difficult or impossible.

Wenn in üblicher Weise der Innenmehrkant, in den der Mehrkant der Welle ein zustecken ist, über seine axiale Länge konstanten Innenquerschnitt hat, so ergibt sich das Problem, daß bei Untermaß des eingesteckten Mehrkants die Dicke der Beschichtung sehr genau eingestellt werden muß, damit kein zu großes Spiel be steht. Andererseits muß aber die Beschichtung noch einigermaßen leicht in den Innenmehrkant einschiebbar sein. Sind die Toleranzen zu eng bzw. ist die Be schichtung aufgrund von Fertigungsabweichungen zu dick, so ergeben sich zu hohe Einsteckkräfte, die über die Einstecklänge sogar noch anwachsen würden. Die Beschichtung müßte beim Einschieben komprimiert oder abgeschabt werden. If in the usual way the inner polygon into which the polygon of the shaft is plugged, has a constant internal cross-section over its axial length, results in the problem is that the undersize of the inserted polygon, the thickness of the Coating must be set very precisely, so that not too much play stands. On the other hand, the coating still has to be somewhat light in the Be polygonal insertable. Are the tolerances too narrow or is the loading stratification too thick due to manufacturing deviations, this results in high insertion forces that would even increase over the insertion length. The coating would have to be compressed or scraped off when inserted.

Aus US 1,421,623 ist eine Welle mit einem Mehrkant bekannt, der mit einer Umhüllung aus schmiedbarem Material ausgebildet ist.From US 1,421,623 a shaft with a polygon is known, which with a Envelope is formed from forgeable material.

Aus DE-PS 62 27 65 ist eine Welle mit einem starren Endstück bekannt, an dem ein in Achsrichtung nach beiden Seiten verjüngter Mehrkant sitzt, der auch bei Abwinklung Kupplungseingriff erlaubt.From DE-PS 62 27 65 a shaft with a rigid end piece is known on the a polygon tapered in the axial direction on both sides, which also at Angling coupling engagement allowed.

Aus DE 40 11 545 A1 ist eine flexible Mehrkantwelle bekannt, die zur Schwin gungsverhinderung als Hohlprofil ausgebildet und mit elastischer Beschichtung versehen ist.From DE 40 11 545 A1 a flexible polygonal shaft is known, which is used for the Schwin prevention is designed as a hollow profile and with an elastic coating is provided.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Welle der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei sicherer Vermeidung von Geräuschen auch bei größeren Fertigungstoleranzen ein stets sicheres und leichtes Einstecken der Kupplung ermöglicht.The object of the present invention is a shaft of the beginning to create the type mentioned, while avoiding noise safely greater manufacturing tolerances always a safe and easy insertion of the Coupling enables.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 ge löst.This object is achieved according to the invention with the features of claim 1 solves.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der Mehrkant von seinem freien En de zur Welle hin verjüngt ausgebildet. Wird er in einen Innenmehrkant zur Kupplungsverbindung eingesteckt, wobei der Innenmehrkant in üblicher Ausbil dung über seine Länge konstante Innenmaße aufweist, so ergibt sich zwischen dem wellenseitigen Außenmehrkant und dem aufnahmeseitigen Innenmehrkant am freien Ende des Außenmehrkantes ein geringeres Spiel und an dessen wellen seitigem Ende ein größeres Spiel. Die Beschichtung wird nur am freien Ende des Mehrkants beim Einstecken komprimiert, also nur über einen gewissen Längen bereich, der vom Konusmaß und der Dicke der Beschichtung abhängt. Es muß bei sehr enger Toleranz nicht, wie nach dem Stand der Technik, die beim Ein stecken störende Beschichtung über die gesamte Einstecklänge komprimiert bzw. abgeschabt werden. Dadurch wird das Einstecken wesentlich erleichtert und es sind größere Herstellungstoleranzen möglich. Klapperfreiheit wird jedoch über die gesamte Länge des Mehrkants gewährleistet, da dieser auch an seinem wel lenseitigen Ende beschichtet ist. Bei Achsverkippung des Mehrkantes wird daher auch an seinem wellenseitigen Ende Berührung mit dem aufnehmenden Innen mehrkant durch die Beschichtung gedämpft.In the construction according to the invention, the polygon is of its free En de tapered towards the shaft. If he is in a polygon Coupling connection inserted, the inner polygon in the usual design dung has constant internal dimensions over its length, the result is between the shaft-side outer polygon and the receiving-side inner polygon At the free end of the polygon, there is less play and waves on it side end a bigger game. The coating is only on the free end of the Polygons compressed when inserted, so only over a certain length area that depends on the cone size and the thickness of the coating. It must not in the case of a very narrow tolerance, as in the prior art, stick disruptive coating compressed over the entire insertion length or be scraped off. This makes it much easier to insert and it larger manufacturing tolerances are possible. Rattle freedom is about the entire length of the polygon is guaranteed, since this also on its wel end is coated. Therefore, if the polygon is tilted axially also at its shaft-side end contact with the receiving interior polygonal damped by the coating.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die beiden berührungsempfindlichen Bereiche, nämlich der vordere Endbereich des Mehrkants und der hintere Endbereich des Mehrkants durch die Beschichtung gegen Klapperberührung geschützt sind. Im mittleren Bereich der Länge des Mehrkants kommen ohnehin Berührungen nicht vor. Da der mit einem umlaufenden Streifen beschichtete Bereich am freien Ende des Mehrkants nur als schmaler Streifen über eine geringe Länge des Mehrkants aus gebildet ist, ist dort die bei engen Toleranzen und dicker Beschichtung sich erge bende Einsteckkraft durch die Streifenbreite definiert begrenzt.The features of claim 2 are advantageously provided. In this way ensures that the two touch-sensitive areas, namely the front end area of the polygon and the rear end area of the polygon are protected by the coating against rattling. In the middle The area of the length of the polygon does not come into contact anyway. There the area coated with a circumferential strip at the free end of the Polygon only as a narrow strip over a short length of polygon is formed there with narrow tolerances and thick coating inserting force defined by the strip width limited.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Wird die ohnehin erforderliche Beschichtung im Bereich des freien Endes des Mehrkants vollstän dig um das freie Ende herum ausgeführt, so kann die Beschichtung dem freien Ende zusätzliche Festigkeit geben, insbesondere gegen das Aufspringen der ein zelnen Drähte, aus denen üblicherweise eine biegsame Welle gewickelt ist und die bei üblicher Ausbildung des Mehrkants durch Verpressen der Welle zwar normalerweise gut miteinander verpreßt sind, bei Belastungen unter Umständen aber aufspringen können.The features of claim 3 are advantageously provided. Will that anyway complete the required coating in the area of the free end of the polygon dig around the free end, so the coating can the free Give additional strength at the end, especially against the cracking of the individual wires from which a flexible shaft is usually wound and which in the usual formation of the polygon by pressing the shaft are normally well pressed together, under certain circumstances under loads but can jump up.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen: In the drawing, the invention is shown for example and schematically. It demonstrate:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vierkantkupplungsverbindung einer bieg samen Welle mit wellenseitigem Vierkant und zur Kupplung die nendem Innenvierkant und Fig. 1 shows a section through the square coupling connection of a flexible shaft with square shaft and for coupling the inner square and

Fig. 2 den wellenseitigen Vierkant gemäß Fig. 1 mit Beschichtung in einer Ausführungsvariante. Fig. 2 shows the square shaft on the shaft of FIG. 1 with a coating in one embodiment.

Fig. 1 zeigt eine biegsame Welle 1, die an ihrem Ende zu einem Vierkant 2 ver preßt ist. Zur Herstellung einer Kupplungsverbindung wird der Vierkant 2, wie dargestellt, in einen Innenvierkant 3 gesteckt. Um ein leichtes Einstecken zu er möglichen, weist, wie dargestellt, der Vierkant 2 ein gewisses Untermaß gegen über dem Innenvierkant 3 auf. Fig. 1 shows a flexible shaft 1 , which is pressed at its end to a square 2 ver. To produce a coupling connection, the square 2 , as shown, is inserted into an inner square 3 . In order to make it easy to insert, the square 2 has a certain undersize as compared to the inner square 3 , as shown.

Der Vierkant 2 ist über den wesentlichen Teil seiner Länge mit einer umlaufen den Beschichtung 4 versehen, die aus elastischem Material besteht, z. B. einem volumenelastischen durch Tauchen, Aufsprühen oder Aufschmelzen aufbringba ren Kunststoffmaterial.The square 2 is provided over the major part of its length with a circumferential coating 4 , which consists of elastic material, for. B. a volume elastic by dipping, spraying or melting aufbringba ren plastic material.

Der Innenvierkant 3 ist in üblicher Weise mit über seine axiale Länge konstantem Innenquerschnitt ausgebildet.The inner square 3 is formed in a conventional manner with an internal cross section that is constant over its axial length.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Vierkant 2 über seine Länge konisch ausgebildet, und zwar derart, daß er an seinem freien Ende dicker ist als an seinem an die Welle 1 anschließenden Ende. Wie Fig. 1 zeigt, wird dabei auch bei erheblichem Übermaß der Beschichtung 4 diese nur über den Teil T ihrer Länge komprimiert bzw. abgeschabt. Die resultierenden Einsteckkräfte sind also begrenzt. As shown in Fig. 1, the square 2 is conical over its length, in such a way that it is thicker at its free end than at its end adjoining the shaft 1 . As shown in FIG. 1, the coating 4 is compressed or scraped only over part T of its length, even with a considerable excess. The resulting insertion forces are therefore limited.

In der Fig. 1 ist der Konuswinkel zur zeichnerischen Verdeutlichung stark über trieben dargestellt. In einem praktischen Ausführungsbeispiel hat die Welle 1 einen Außendurchmesser von 3,70 mm. Der Vierkant 2 hat einen Übereckdurch messer in derselben Höhe, bei einer Dicke zwischen den Flächen von 3,00 mm an seinem Ende zur Welle 1 hin und einer Dicke von 3,15 mm an seinem freien En de, bei einer Gesamtlänge des Vierkants 2 von 15 mm. Die Dicke der Beschich tung 4 kann dabei etwa 1 oder 2 Zehntel mm betragen. Das Innenmaß des Innen vierkants 3 von Fläche zu Fläche kann dabei im Bereich der Dicke des freien En des des Vierkants 2 liegen mit einem Übermaß im Bereich von etwa 1 Zehntel mm.In Fig. 1, the cone angle is clearly exaggerated for clarification. In a practical embodiment, the shaft 1 has an outer diameter of 3.70 mm. The square 2 has a corner diameter at the same height, with a thickness between the faces of 3.00 mm at its end towards the shaft 1 and a thickness of 3.15 mm at its free end, with a total length of the square 2 of 15 mm. The thickness of the coating 4 can be about 1 or 2 tenths of a millimeter. The internal dimension of the inner square 3 from surface to surface can be in the range of the thickness of the free En of the square 2 with an oversize in the range of about 1 tenth of a mm.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Welle 1 und der Vierkant 2 mit der Ausführungsform der Fig. 1 übereinstimmen. Die Beschichtung ist jedoch anders ausgeführt, und zwar in Form zweier Streifen 4' und 4'' im Bereich des wellenseitigen Endes des Vierkants 2 und im Bereich seines freien Endes. Die Streifen 4' und 4'' lassen zwischen sich einen größeren Teil der axialen Länge des Vierkants 2 frei. FIG. 2 shows an embodiment variant in which the shaft 1 and the square 2 match the embodiment of FIG. 1. However, the coating is designed differently, namely in the form of two strips 4 'and 4 ''in the area of the shaft-side end of the square 2 and in the area of its free end. The strips 4 'and 4 ''leave a larger part of the axial length of the square 2 between them .

Wird der in Fig. 2 dargestellte Vierkant in den Innenvierkant gemäß Fig. 2 einge steckt, so erkennt man, daß die beim Einstecken kritische starke Reibung im we sentlichen nur durch den Beschichtungsstreifen 4'' bewirkt wird, der in seiner Streifenbreite etwa auf den in Fig. 1 dargestellten Längenbereich T begrenzt ist. Bei Verkippung der Welle gegenüber dem Innenvierkant 3 ergibt sich aber auch am wellenseitigen Ende des Vierkants 2, also im Bereich des Beschichtungsstrei fens 4', eine klapperfreie Lagerung.If the square shown in FIG. 2 is inserted into the inner square according to FIG. 2, it can be seen that the critical friction that is critical when inserted is essentially caused only by the coating strip 4 ″, the strip width of which is approximately the same as that in FIG Fig. 1 shown length range T is limited. When the shaft is tilted relative to the inner square 3 , there is also a rattle-free mounting at the shaft-side end of the square 2 , that is to say in the region of the coating strip 4 '.

Die biegsame Welle 1 besteht üblicherweise aus mehreren schraubenförmig ge wickelten Drahtlagen. Der Vierkant 2 wird üblicherweise aus dem Material der Welle 1 durch Vierkantverpressung hergestellt. Dabei werden die einzelnen Drähte eng verpreßt bzw. kalt verschweißt. An der freien Stirnfläche des Vier kants 2 liegen verpreßte Drahtenden.The flexible shaft 1 usually consists of several helically wrapped wire layers. The square 2 is usually produced from the material of the shaft 1 by square pressing. The individual wires are pressed tightly or cold welded. On the free end face of the square 2 are pressed wire ends.

Um das Aufspringen der Drahtenden am freien Ende des Vierkants 2 zu vermei den kann, wie in Fig. 2 dargestellt, der Beschichtungsstreifen 4'' um das freie Ende des Vierkants 2 vollständig herumlaufend ausgebildet sein, wie in Fig. 2 mit der gestrichelten Linie 5 dargestellt. Durch die Beschichtung werden die ge gebenenfalls aufspringenden Drahtenden zusammengehalten. Eine entsprechende Ausbildung kann auch bei der Ausführungsform der Fig. 1 vorgesehen sein, bei der die Beschichtung 4 um das freie Ende des Vierkants 2 herum verlaufend aus gebildet sein kann.In order to prevent the wire ends from popping open at the free end of the square 2 , as shown in FIG. 2, the coating strip 4 ″ can be designed to run completely around the free end of the square 2 , as in FIG. 2 with the dashed line 5 shown. The coating may hold the wire ends that may open. A corresponding design can also be provided in the embodiment of FIG. 1, in which the coating 4 can be formed extending around the free end of the square 2 .

Claims

1. Flexible shaft ( 1 ) serving as a coupling piece, forming an end part of the shaft ( 1 ), with an elastic coating ( 4 , 4 ', 4 '') provided with a polygon ( 2 ), characterized in that the polygon ( 2 ) ko African, is formed with increasing thickness towards its free end.

2. Shaft according to claim 1, characterized in that the coating on two circumferential strips ( 4 ', 4 '') is provided in the region of the shaft-side and the free end of the polygon ( 2 ).

3. Shaft according to claim 1, characterized in that the free end of the polygon ( 2 ) is completely coated.