DE102009036509A1 - Metal-fiber composite-shaft has hollow-cylindrical shaped shaft part made of fiber composite, where shaft part has center longitudinal axis - Google Patents

Metal-fiber composite-shaft has hollow-cylindrical shaped shaft part made of fiber composite, where shaft part has center longitudinal axis Download PDF

Info

Publication number
DE102009036509A1
DE102009036509A1 DE102009036509A DE102009036509A DE102009036509A1 DE 102009036509 A1 DE102009036509 A1 DE 102009036509A1 DE 102009036509 A DE102009036509 A DE 102009036509A DE 102009036509 A DE102009036509 A DE 102009036509A DE 102009036509 A1 DE102009036509 A1 DE 102009036509A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fiber
fiber composite
shaft
metal
bearing elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009036509A
Other languages
German (de)
Inventor
Hubert Dr. Stadtfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAG IAS GmbH Eislingen
Original Assignee
MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAG IAS GmbH Eislingen filed Critical MAG IAS GmbH Eislingen
Priority to DE102009036509A priority Critical patent/DE102009036509A1/en
Publication of DE102009036509A1 publication Critical patent/DE102009036509A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02Shafts; Axles
    • F16C3/026Shafts made of fibre reinforced resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/583Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features
    • B29C53/587Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features having a non-uniform wall-structure, e.g. with inserts, perforations, locally concentrated reinforcements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/22Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/064Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable
    • F16D1/068Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable involving gluing, welding or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/62Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • B29C53/66Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis with axially movable winding feed member, e.g. lathe type winding
    • B29C53/665Coordinating the movements of the winding feed member and the mandrel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/8008Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
    • B29C53/8066Impregnating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/748Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/75Shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/06Drive shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

The metal-fiber composite-shaft (1) has a hollow-cylindrical shaped shaft part (2) made of fiber composite, where the shaft part has a center longitudinal axis (5). A matrix (6) is provided, in which fibers are embedded. A part of the bearing element has a peripheral contour. An independent claim is also included for a manufacturing method for a metal-fiber composite-shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren und eine Herstellungsanlage für eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle.The invention relates to a metal-fiber composite shaft according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a manufacturing method and a manufacturing plant for a metal-fiber composite shaft.

Aus der DE 29 46 530 A1 ist eine Antriebswelle bekannt, die ein Rohr aus einer faserverstärkten Kunststoff-Matrix und endseitig an dem Rohr angeordnete metallische Endstücke aufweist. Die in der Kunststoff-Matrix eingekapselten Fasern verlaufen in den innersten und den äußersten Lagen des Rohres wendelförmig mit eng aufeinanderfolgenden Windungen und möglichst geringer Steigung. In den Zwischenlagen beträgt der Steigungswinkel der Fasern zwischen 30° und 60°, wobei die Fasern in aufeinanderfolgenden Zwischenlagen in einander gegenläufig kreuzenden Windungen angeordnet sind. Die Endstücke weisen einen konisch gestalteten Hülsenfortsatz auf, der an seiner Oberfläche gerändelt ist und so eine Zahnung ausbildet. Die Fasern werden beim Wickelvorgang des Rohres über den Hülsenfortsatz gewickelt und bilden nach dem Aushärten der Kunststoff-Matrix eine drehfeste Verbindung zwischen dem Rohr und den Endstücken aus.From the DE 29 46 530 A1 a drive shaft is known which comprises a tube made of a fiber-reinforced plastic matrix and end pieces arranged on the tube metallic end pieces. The encapsulated in the plastic matrix fibers extend in the innermost and outermost layers of the tube helically with closely spaced turns and the least possible slope. In the intermediate layers, the pitch angle of the fibers is between 30 ° and 60 °, the fibers being arranged in successive intermediate layers in counter-intersecting turns. The end pieces have a conically shaped sleeve extension, which is knurled on its surface and thus forms a toothing. The fibers are wound during the winding process of the tube over the sleeve extension and form after curing of the plastic matrix a rotationally fixed connection between the tube and the end pieces.

Um beim Wickeln der einander gegenläufig kreuzenden Zwischenlagen ein Verschieben der zu bildenden Umkehrschleifen zu vermeiden, sind in der DE 30 27 432 A1 Verankerungsstifte an den Endstücken angeordnet, die in Gewindebohrungen des Hülsenfortsatzes eingeschraubt sind. Die Verankerungsstifte bilden beim Wickelvorgang Umkehrpunkte für die Fasern aus, so dass die Fasern im Bereich der Umkehrschleifen eine definierte Lage aufweisen.In order to avoid a displacement of the reversing loops to be formed when winding the counter-intersecting intermediate layers, are in the DE 30 27 432 A1 Anchoring pins arranged on the end pieces, which are screwed into threaded holes of the sleeve extension. The anchoring pins form during the winding reversal points for the fibers, so that the fibers have a defined position in the area of the reverse loops.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass deren mechanische Festigkeit, insbesondere im Verbindungsbereich eines Wellenteils aus Faserverbundwerkstoff und eines metallischen Anschlussteils, verbessert wird.The invention has the object of developing a metal-fiber composite material shaft of the generic type such that their mechanical strength, in particular in the connection region of a shaft part made of fiber composite material and a metallic connection part, is improved.

Diese Aufgabe wird durch eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle eine höhere mechanische Festigkeit sowie bessere Kraft- bzw. Drehmomentübertragungseigenschaften aufweist, wenn zumindest ein Teil der an dem metallischen Anschlussteil angeordneten und radial vorspringenden Lagerelemente eine von einer Kreisform abweichende Umfangskontur aufweist. Die Lagerelemente bilden mit ihren der Umfangskontur entsprechenden Anlageflächen für die Faserschlaufen großflächige Gegenlager aus und ermöglichen, die Faserrichtungen in Richtung des hohlzylinderförmigen Wellenteils gezielt zu definieren und an die geforderten Kraft- bzw. Drehmomentübertragungseigenschaften der Welle anzupassen. Da die drehfeste Verbindung zwischen dem Wellenteil und dem Anschlussteil durch die an den Lagerelementen gelagerten Faserschlaufen erzeugt wird, ist die Drehfestigkeit im Vergleich zu einem bloßen Umwickeln des Anschlussteils mit den Fasern – wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist – erhöht. Durch die großflächigen Anlageflächen werden Belastungsspitzen an den Faserschlaufen und den zugehörigen Lagerelementen vermieden. Da durch die Form und Anordnung der Lagerelemente die Faserrichtungen gezielt an die Belastung anpassbar sind, kann eine optimierte Kraft- bzw. Drehmomentübertragung erzielt werden. Die Faserschlaufen umschließen die zugehörigen Lagerelemente segmentweise und/oder ganz. Vorzugsweise weisen alle Lagerelemente eine von der Kreisform abweichende Umfangskontur auf. Die Lagerelemente sind vorzugsweise einteilig mit dem Grundkörper des Anschlussteils ausgebildet und/oder in gleichmäßigen Abständen umfangsseitig an dem Grundkörper angeordnet. Das Anschlussteil kann starr ausgebildet sein oder eine axiale Längenausgleichsfunktion realisieren. Hierzu bildet das Anschlussteil eine axiale Schiebeverbindung aus.This object is achieved by a metal fiber composite shaft having the features of claim 1. According to the invention, it has been recognized that the metal-fiber composite shaft has a higher mechanical strength and better force or torque transmission properties, if at least a part of the arranged on the metallic connection part and radially projecting bearing elements has a deviating from a circular peripheral contour. The bearing elements form with their circumferential contour corresponding contact surfaces for the fiber loops large-area counter bearing and allow to selectively define the fiber directions in the direction of the hollow cylindrical shaft part and adapted to the required force or torque transmission properties of the shaft. Since the non-rotatable connection between the shaft part and the connecting part is produced by the fiber loops mounted on the bearing elements, the torsional strength is increased compared to mere wrapping of the connecting part with the fibers - as is known from the prior art. Due to the large contact surfaces, load peaks on the fiber loops and the associated bearing elements are avoided. Since the fiber directions are specifically adapted to the load by the shape and arrangement of the bearing elements, an optimized force or torque transmission can be achieved. The fiber loops surround the associated bearing elements segmentally and / or completely. Preferably, all bearing elements have a deviating from the circular shape circumferential contour. The bearing elements are preferably formed integrally with the main body of the connecting part and / or arranged circumferentially at regular intervals on the base body. The connection part may be rigid or realize an axial length compensation function. For this purpose, the connecting part forms an axial sliding connection.

Die erfindungsgemäße Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle stellt ein Hybridbauteil dar, das eine hohe spezifische Festigkeit aufweist. Faserverbundwerkstoffe haben aufgrund ihrer geringen Dichte im Vergleich zu Stahl eine wesentlich höhere spezifische Festigkeit und weisen zusätzlich materialinherente schwingungsdampfende Eigenschaften auf. Da die mechanischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen in einem breiten Bereich materialseitig durch die Kombination der Verstärkungsfasern und der diese umschließenden Kunststoff-Matrix sowie produktionstechnisch durch die Faserrichtungen, insbesondere innerhalb eines mehrlagigen Aufbaus, anpassbar sind, eignen sich diese in besonderer Weise, um eine gewichts- und lastoptimierte Welle herzustellen. Als Verstärkungsfasern können beispielsweise Kohlenstoff-, Glas- und/oder Polyesterfasern dienen, die in eine thermoplastische und/oder duroplastische Kunststoff-Matrix eingebettet sind. Die Torsionssteifigkeit und/oder die Biegesteifigkeit der Welle kann beispielsweise bei gleichen Ausgangswerkstoffen, also Verstärkungsfasern und Matrix, erheblich variiert werden, indem die Menge der Fasern, die parallel zu der entsprechenden Belastungsrichtung liegen, variiert wird.The metal-fiber composite shaft according to the invention represents a hybrid component which has a high specific strength. Due to their low density, fiber composites have a much higher specific strength compared to steel and additionally have material-inherent vibration-damping properties. Since the mechanical properties of fiber composites in a wide range of materials by the combination of reinforcing fibers and the surrounding plastic matrix and production technology by the fiber directions, especially within a multi-layer structure, are adaptable, these are in a special way to a weight and produce load-optimized shaft. As reinforcing fibers, for example carbon, glass and / or polyester fibers can be used, which are embedded in a thermoplastic and / or thermosetting plastic matrix. The torsional rigidity and / or the bending stiffness of the shaft can be varied considerably, for example, with the same starting materials, ie reinforcing fibers and matrix, by varying the amount of fibers lying parallel to the corresponding loading direction.

Unter den duroplastischen Kunststoffen werden als Matrixmaterial vorzugsweise Polyester und/oder Vinylester und/oder deren Mischungen, Derivate und/oder Hybride verwendet. Weiterhin können auch Epoxydharze, deren Mischungen, Derivate und/oder Hybride verwendet werden. Zum Aushärten der Matrixmaterialien können radikalbildende Zusatzstoffe und/oder Photoinitiatoren eingebracht sein.Among the thermosetting plastics, preferably polyester and / or vinyl esters and / or mixtures thereof, derivatives and / or hybrids are used as the matrix material. Furthermore, epoxy resins, their mixtures, derivatives and / or hybrids can be used. To cure the Matrix materials may be introduced radical-forming additives and / or photoinitiators.

Der Faser-Matrix-Auftrag kann beispielsweise als imprägnierter Faser-Roving, also als imprägniertes Bündel von Einzelfilamenten, aufgebracht werden. Weiterhin kann der Faser-Matrix-Auftrag als imprägniertes Bandchen aus einer Vielzahl von Einzelfilamenten aufgebracht werden, das sich im Querschnitt stark zwischen Breite und Höhe unterscheidet.The fiber-matrix coating can be applied, for example, as an impregnated fiber roving, ie as an impregnated bundle of single filaments. Furthermore, the fiber-matrix application can be applied as an impregnated strip of a plurality of individual filaments, which differs greatly in cross section between width and height.

Der Faser-Matrix-Auftrag kann ferner als unimprägnierter Faser-Roving bzw. unimprägniertes Bändchen aufgebracht werden, wobei der Roving selbst mit einem Binder versehen ist, der die Aufgabe hat, die aneinander grenzenden Rovingoberflächen zu verkleben. Der Binder ist auf der Oberfläche der Rovings aufgebracht, um die Haftung zu benachbarten Rovings zu gewährleisten. Im Falle von trockenen, bebinderten Rovings bzw. Bändchen ist es erforderlich, die Fasern nach dem Wickelprozess mittels eines Infiltrationsverfahrens mit Matrix zu imprägnieren und auszuhärten, bevor der Wickelkern entfernt wird.The fiber-matrix coating can also be applied as a unimpregnated fiber roving or unimpregnated ribbon, the roving itself being provided with a binder which has the task of bonding the adjoining roving surfaces. The binder is applied to the surface of the rovings to ensure adhesion to adjacent rovings. In the case of dry, ligated rovings or tapes, it is necessary to impregnate and cure the fibers after the winding process by means of a matrix infiltration process, before the winding core is removed.

Bei den Binder kommen thermoplastische oder duromere Binder zum Einsatz. Duromere Binder sind bei Raumtemperatur in der Regel klebrig und werden zur Sicherung der Haftstelle über eine Temperaturerhöhung ausgehärtet. Thermoplastische Binder sind bei Raumtemperatur nicht klebrig und müssen daher nach dem Wickelvorgang kurzzeitig erwärmt werden, damit die Binderpartikel von einem festen in einen flüssigen Zustand überführt werden und so eine Haftwirkung erzielt werden kann. Nach dem Erwärmen muss der thermoplastische Binder wieder abkühlen bzw. abgekühlt werden, bis er als Feststoff vorliegt und so eine Haftwirkung ausübt.The binders use thermoplastic or duromer binders. Duromeric binders are usually tacky at room temperature and are cured to secure the adhesion via a temperature increase. Thermoplastic binders are not tacky at room temperature and must therefore be heated briefly after the winding process, so that the binder particles are converted from a solid to a liquid state and so an adhesion effect can be achieved. After heating, the thermoplastic binder must be allowed to cool again or cooled until it is a solid and thus has an adhesive effect.

Weiterhin kann der Faser-Matrix-Auftrag als unimprägnierter Faser-Roving bzw. Bändchen aufgebracht werden, wobei hier der Roving bzw. das Bändchen selbst aus einer Mischung von Verstärkungsfasern und polymeren Fasern aufgebaut ist. Die polymeren Fasern stellen nach dem Aufschmelzen die zur Imprägnierung erforderliche Matrixmenge zur Verfügung.Furthermore, the fiber-matrix application can be applied as unimpregnated fiber roving or ribbon, in which case the roving or the ribbon itself is composed of a mixture of reinforcing fibers and polymeric fibers. The polymeric fibers provide, after reflow, the amount of matrix required for impregnation.

Die erfindungsgemäße Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle ist an die speziellen Eigenschaften von faserverstärkten Verbundwerkstoffen angepasst und nutzt auf diese Weise die Eigenschaften der Verstärkungsfasern optimal. Insbesondere die metallischen Anschlussteile sind optimal mit dem Wellenteil zu einem werkstofflichen Hybridbauteil verbunden. Durch das geringe Gewicht und die hohe spezifische Festigkeit können hohe Kräfte bzw. Drehmomente übertragen werden, wobei die Belastung von Lagern durch die Rotation der Welle aufgrund des geringen Gewichtes niedrig ist. Die Verstärkungsfasern können beispielsweise als Filamente, Fäden, Rovings, Bänder, Matten, Geweben und/oder Gelegen aufgebracht werden.The metal-fiber composite shaft according to the invention is adapted to the special properties of fiber-reinforced composite materials and thus optimally utilizes the properties of the reinforcing fibers. In particular, the metallic connection parts are optimally connected to the shaft part to a mechanical hybrid component. Due to the low weight and the high specific strength high forces or torques can be transmitted, the load of bearings by the rotation of the shaft is low due to the low weight. The reinforcing fibers may, for example, be applied as filaments, threads, rovings, tapes, mats, fabrics and / or mats.

Die Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle kann als Antriebswelle in beliebigen Antriebssträngen eingesetzt werden, beispielsweise in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen.The metal-fiber composite shaft can be used as a drive shaft in any drive trains, for example in drive trains of motor vehicles.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 2 weist optimierte Kraftübertragungseigenschaften für Kräfte auf, die in Richtung der Mittellängsachse wirken, wie beispielsweise Biegekräfte.A metal-fiber composite shaft according to claim 2 has optimized power transmission characteristics for forces acting in the direction of the central longitudinal axis, such as bending forces.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 3 weist optimierte Kraftübertragungseigenschaften für Kräfte auf, die in einer Richtung quer zu der Mittellängsachse wirken, wie beispielsweise Torsionskräfte.A metal fiber composite shaft according to claim 3 has optimized power transmission characteristics for forces acting in a direction transverse to the central longitudinal axis, such as torsional forces.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 4 ermöglicht eine Optimierung der Kraftübertragungseigenschaften in zwei Hauptbelastungsrichtungen.A metal-fiber composite shaft according to claim 4 enables optimization of the power transmission characteristics in two main load directions.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 5 ermöglicht eine Optimierung der Kraftübertragungseigenschaften in beiden Drehrichtungen der Welle.A metal-fiber composite shaft according to claim 5 enables optimization of the power transmission properties in both directions of rotation of the shaft.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 6 gewährleistet eine drehfeste Verbindung zwischen dem Wellenteil und den Anschlussteilen.A metal-fiber composite shaft according to claim 6 ensures a rotationally fixed connection between the shaft part and the connection parts.

Eine Umfangskontur nach Anspruch 7 definiert zwei parallel verlaufende Faserrichtungen, wobei die zugehörige Anlagefläche großflächige ebene Abschnitte aufweist. Die Lagerelemente weisen bei einer parallelogrammförmigen Umfangskontur die Form einer Zahnflanke auf.A peripheral contour according to claim 7 defines two parallel fiber directions, wherein the associated contact surface has large flat portions. The bearing elements have the shape of a tooth flank in a parallelogram-shaped circumferential contour.

Eine Umfangskontur nach Anspruch 8 definiert zwei unterschiedlich verlaufende Faserrichtungen, wobei die zugehörige Anlagefläche großflächige ebene Abschnitte aufweist.A circumferential contour according to claim 8 defines two differently extending fiber directions, wherein the associated contact surface has large-area planar sections.

Eine Umfangskontur nach Anspruch 9 definiert zwei unterschiedlich verlaufende Faserrichtungen, wobei die zugehörige Annlagefläche großflächige ebene Abschnitte aufweist.A circumferential contour according to claim 9 defines two differently extending fiber directions, wherein the associated Annrangfläche has large-area planar sections.

Eine Umfangskontur nach Anspruch 10 vermeidet punktuelle Belastungsspitzen der Faserschlaufen, da keine scharfen Ecken bzw. Kanten ausgebildet werden. Die Lagerelemente bzw. die Faserschlaufen weisen in dem abgerundeten Abschnitt einen Radius im Bereich zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2,5 mm und 10 mm, und insbesondere zwischen 5 mm und 10 mm auf. Der abgerundete Abschnitt ist vorzugsweise symmetrisch zu den Faserrichtungen ausgerichtet.A peripheral contour according to claim 10 avoids punctiform load peaks of the fiber loops, since no sharp corners or edges are formed. The bearing elements or the fiber loops have in the rounded portion a radius in the range between 1 mm and 10 mm, in particular between 2.5 mm and 10 mm, and in particular between 5 mm and 10 mm. The rounded portion is preferably aligned symmetrically to the fiber directions.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 11 ermöglicht eine Optimierung der Kraft- bzw. Drehmomentübertragungseigenschaften für eine beliebige Anzahl von Belastungsrichtungen. In den einzelnen Kaskadenstufen können die Lagerelemente je nach gewünschter Kraft- bzw. Drehmomentübertragungseigenschaft angeordnet werden, wobei in jeder Kaskadenstufe beispielsweise zwei Faserrichtungen definiert werden. Durch die Kaskadenstufen wird die Anzahl der über den Umfang verteilbaren Lagerelemente erhöht, so dass die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen dem Wellenteil und dem Anschlussteil verbessert wird.A metal fiber composite shaft according to claim 11 enables optimization of the force transfer characteristics for any number of load directions. In the individual cascade stages, the bearing elements can be arranged according to the desired force or torque transmission characteristic, wherein two fiber directions are defined in each cascade stage, for example. By the cascade stages, the number of circumferentially distributable bearing elements is increased, so that the rotational strength of the connection between the shaft part and the connection part is improved.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 12 kann bei der Herstellung einfach gewickelt werden.A metal fiber composite shaft according to claim 12 can be easily wound during manufacture.

Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 13 optimiert die Kraft- bzw. Drehmomentübertragungseigenschaften sowie die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen dem Wellenteil und dem Anschlussteil.A metal fiber composite shaft according to claim 13 optimizes the force transfer characteristics as well as the rotational strength of the connection between the shaft member and the connector.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle derart weiterzubilden, dass diese einfach und mit einer verbesserten mechanischen Festigkeit, insbesondere im Verbindungsbereich eines Wellenteils aus Faserverbundwerkstoff und eines metallischen Anschlussteils, herstellbar ist.The invention is further based on the object of developing a production method for a metal fiber composite shaft such that it can be produced easily and with improved mechanical strength, in particular in the connection region of a shaft part made of fiber composite material and a metallic connection part.

Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die Herstellung der Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle wird in einer Aufspannung durchgeführt, so dass die Herstellungsschritte des Aufbringens eines Faser-Matrix-Auftrages sowie des Aushärtens des Faser-Matrix-Auftrages zu einer festen Struktur in einer Herstellungsanlage ablaufen. Vorzugsweise wird auch eine ggf. noch erforderliche oberflächige Nachbearbeitung des ausgehärteten Wellenteils ohne Wechsel der Aufspannung in der Herstellungsanlage durchgeführt. Ein nachträgliches Wuchten der Welle kann durch deren Herstellung in einer Aufspannung vermieden werden. Die Welle kann in einer einzigen Aufspannung mit einer deutlich verringerten Rotationsunwuchtigkeit hergestellt werden. Beim Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages auf den Wickelkern werden die Faserschlaufen ausgebildet, die gegen die Anlageflächen der Lagerelemente anliegend gewickelt werden. Durch das Aushärten des Faser-Matrix-Auftrages zu einer festen Struktur, also dem Faserverbundwerkstoff, wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem Anschlussteil und dem ausgehärteten Wellenteil gebildet, wobei die Welle aufgrund der durch die Umfangskontur vorgegebenen Anlageflächen und Faserrichtungen für die jeweilig Anwendung optimale Kraft- bzw. Drehmomentübertragungseigenschaften aufweist.This object is achieved by a manufacturing method having the features of claim 14. The production of the metal-fiber composite shaft is carried out in one set-up so that the production steps of applying a fiber-matrix application and of curing the fiber-matrix application proceed to form a solid structure in a production facility. Preferably, a possibly still required surface finishing of the hardened shaft part is performed without changing the clamping in the manufacturing plant. A subsequent balancing of the shaft can be avoided by their preparation in one setting. The shaft can be made in a single setup with significantly reduced rotational vibration. When applying the fiber-matrix-order on the winding core, the fiber loops are formed, which are wound against the contact surfaces of the bearing elements fitting. By hardening the fiber-matrix-order to a solid structure, so the fiber composite material, a rotationally fixed connection between the connecting part and the hardened shaft part is formed, the shaft due to the given by the peripheral contour contact surfaces and fiber directions for the respective application optimal force or torque transmission characteristics.

Der Wickelkern kann vor und/oder nach dem Aufspannen des Anschlussteils mit diesem verbunden werden. Der Wickelkern kann also vormontiert aufgespannt werden oder erst in der Herstellungsanlage montiert werden. Die Verbindung kann kraft- und/oder formschlüssig erfolgen, beispielsweise durch eine Presspassung. Zum einfacheren Entfernen des Wickelkerns aus dem ausgehärteten Wellenteil kann dieser in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet sein, der über seine Länge eine Konizität im Bereich von 0,025° bis 0,125° aufweist.The winding core can be connected before and / or after clamping the connection part with this. The winding core can therefore be clamped pre-assembled or assembled in the manufacturing plant. The connection can be made non-positively and / or positively, for example by a press fit. For easier removal of the winding core from the hardened shaft part, this may be formed in the shape of a truncated cone, which has over its length a taper in the range of 0.025 ° to 0.125 °.

Vorzugsweise werden bei dem Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages mit einer der Wickeleinrichtung mehrere Faser-Rovings gleichzeitig auf den Wickelkern aufgewickelt, wobei die Rovings gleichmäßig über den Wickelkernumfang verteilt aufgebracht werden. Hierzu weist die Wickeleinrichtung beispielsweise einen Ringwickelkopf auf, an dem gleichmäßig über den Umfang verteilte Faserführungen angeordnet sind. Zum vollautomatischen Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages kann die Wickeleinrichtung eine Klemmeinheit und/oder eine Schneideinheit aufweisen, so dass die Rovings zu Beginn des Wickelvorganges geklemmt und am Ende des Wickelvorgangs durchschnitten werden können.Preferably, in applying the fiber-matrix-order with one of the winding device a plurality of fiber rovings are wound simultaneously on the winding core, wherein the rovings are applied uniformly distributed over the winding core circumference. For this purpose, the winding device, for example, a Ringwickelkopf, are arranged on the evenly distributed over the circumference fiber guides. For fully automatic application of the fiber matrix order, the winding device may comprise a clamping unit and / or a cutting unit, so that the rovings can be clamped at the beginning of the winding process and cut at the end of the winding process.

Zum Aushärten des Faser-Matrix-Auftrages weist die Wickeleinrichtung eine Bestrahlungseinheit auf, die durch Bestrahlen mit energiereicher Strahlung, wie beispielsweise UV-Strahlung, IR-Strahlung, Laserstrahlung oder Mikrowellenstrahlung, die erforderliche Aktivierungsenergie bereitstellt, um das Aushärten des Matrixmaterials auszulösen, und zu beschleunigen. Vorzugsweise sind die Strahlungsquellen direkt an dem Ringwickelkopf angebracht. Das Bestrahlen kann während, vorzugsweise von Beginn an, des kontinuierlichen Aufbringprozesses und/oder nach dem Aufbringprozess erfolgen.For curing the fiber-matrix application, the winding device has an irradiation unit which, by irradiation with high-energy radiation, such as UV radiation, IR radiation, laser radiation or microwave radiation, provides the required activation energy to trigger the hardening of the matrix material, and to accelerate. Preferably, the radiation sources are attached directly to the ring winding head. The irradiation may take place during, preferably from the beginning, the continuous application process and / or after the application process.

Zur Minimierung der Durchbiegung des Wickelkerns ist dieser vorzugsweise als Hohlprofil ausgebildet. Das Hohlprofil kann durch Verstärkungsfasern, beispielsweise Kohlenstofffasern, versteift sein. Vorzugsweise ist der Wickelkern aus einem Faserverbundwerkstoff aufgebaut.To minimize the deflection of the winding core, this is preferably formed as a hollow profile. The hollow profile may be stiffened by reinforcing fibers, for example carbon fibers. Preferably, the winding core is constructed of a fiber composite material.

Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 15 ermöglicht ein schnelles Aushärten des Faser-Matrix-Auftrages, beispielsweise einer duromeren Kunststoff-Matrix. Die energiereiche Strahlung kann beispielsweise UV-Strahlung, IR-Strahlung, Laserstrahlung oder Mikrowellenstrahlung sein. Die Strahlungsintensität der Strahlung kann zwischen Beginn und Ende des Wickelvorgangs variiert werden. Bei einer kontinuierlichen Bestrahlung kann beispielsweise zu Beginn des Wickelvorgangs eine hohe Strahlungsintensität eingestellt werden, um den Energieabfluss in den Wickelkern zu kompensieren. Dies ist insbesondere bei metallischen Wickelkernen vorteilhaft. Ab einer bestimmten Anzahl von Wickellagen kann dann die Strahlungsintensität reduziert werden, da aufgrund der geringeren Wärmeleitfähigkeit des Faserverbundwerkstoffes der Energieabfluss reduziert ist. Im Falle von einer duromeren Kunststoff-Matrix kann ggf. die Bestrahlung eingestellt werden, da die einsetzende Reaktionswärme aufgrund der exothermen Reaktion ausreicht, um die Aushärtung der letzten Wickellagen auszulösen. Bei einer thermoplastischen Kunststoff-Matrix werden die Strahlungsquellen der Bestrahlungseinheit zum Aufheizen des Faser-Matrix-Auftrages, beispielsweise der Rovings bzw. Bändchen, benutzt.A manufacturing method according to claim 15 enables a rapid curing of the fiber matrix order, for example a thermosetting plastic matrix. The high-energy radiation can be, for example, UV radiation, IR radiation, laser radiation or microwave radiation. The Radiation intensity of the radiation can be varied between the beginning and the end of the winding process. In a continuous irradiation, for example, at the beginning of the winding process, a high radiation intensity can be adjusted to compensate for the energy flow in the winding core. This is particularly advantageous for metallic winding cores. From a certain number of winding layers then the radiation intensity can be reduced, since due to the lower thermal conductivity of the fiber composite, the energy dissipation is reduced. In the case of a thermosetting plastic matrix, if necessary, the irradiation can be adjusted since the onset of reaction heat due to the exothermic reaction is sufficient to trigger the curing of the last winding layers. In the case of a thermoplastic matrix, the radiation sources of the irradiation unit are used for heating the fiber-matrix application, for example the rovings or ribbons.

Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 16 gewährleistet eine geringe Rotationsunwuchtigkeit der Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle, da deren Herstellung in einer einzigen Aufspannung erfolgt. Die Nachbearbeitung kann beispielsweise ein Schleif-, Fräs- und/oder Drehvorgang sein.A manufacturing method according to claim 16 ensures a low rotational vibration of the metal-fiber composite shaft, since their production takes place in a single clamping. The post-processing may be, for example, a grinding, milling and / or turning operation.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Herstellungsanlage zu schaffen, mit der eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle einfach und mit verbesserter mechanischer Festigkeit, insbesondere im Verbindungsbereich eines Wellenteils aus Faserverbundwerkstoff und eines metallischen Anschlussteils, herstellbar ist.The invention is further based on the object to provide a manufacturing plant, with a metal fiber composite material shaft easily and with improved mechanical strength, in particular in the connection region of a shaft part made of fiber composite material and a metallic connection part, can be produced.

Diese Aufgabe wird durch eine Herstellungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Mittels der Drehspindel und des Gegenlagers werden das Anschlussteil und der damit verbundene Wickelkern aufgespannt, wobei diese mittels des ersten Spindel-Antriebsmotors für den Wickelvorgang drehantreibbar sind. Die Wickeleinrichtung ist zwischen der Drehspindel und dem Gegenlager angeordnet und in der x-Richtung mittels des ersten x-Antriebsmotors verfahrbar, so dass der Faser-Matrix-Auftrag über die gesamte Länge des Wickelkerns aufgebracht werden kann. Der Wickelkern erstreckt sich zum Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages durch die Durchführungsöffnung der Wickeleinrichtung. Die Durchführungsöffnung wird vorzugsweise von einem Ringwickelkopf ausgebildet, an dem über seinen Umfang verteilt mehrere Faserführungen angeordnet sind, die als Zuführeinheit zum Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages dienen. Durch die Bestrahlungseinheit kann während und/oder nach dem Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages ein Bestrahlen mit energiereicher Strahlung erfolgen, so dass das Aushärten des Matrixmaterials frühzeitig ausgelöst und/oder beschleunigt werden kann. Das Auftragen des Faser-Matrix-Auftrages, also der Faser-Matrix-Lagen, sowie das Aushärten erfolgt dementsprechend in einer Aufspannung. Zum Ausbilden der an den Lagerelementen des Anschlussteils anliegenden Faserschlaufen ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass der Spindel-Antriebsmotor zum Antreiben der Drehspindel und der x-Antriebsmotor zum Verfahren der Wickeleinrichtung entsprechend angesteuert werden können. Die Steuereinheit steuert den Spindel-Antriebsmotor und den x-Antriebsmotor derart, dass mittels der Wickeleinrichtung die Lagerelemente des in der Drehspindel aufgespannten Anschlussteils mit den Fasern umwickelt werden können und so die gewünschten Faserschlaufen ausgebildet werden.This object is achieved by a manufacturing plant with the features of claim 17. By means of the rotary spindle and the thrust bearing, the connecting part and the winding core connected thereto are clamped, wherein these are rotationally driven by means of the first spindle drive motor for the winding process. The winding device is arranged between the rotary spindle and the anvil and can be moved in the x direction by means of the first x drive motor, so that the fiber matrix application can be applied over the entire length of the winding core. The winding core extends to apply the fiber matrix order through the passage opening of the winding device. The passage opening is preferably formed by a ring winding head, on which distributed over its circumference a plurality of fiber guides are arranged, which serve as a feed unit for applying the fiber-matrix order. Irradiation with high-energy radiation can take place during and / or after the application of the fiber-matrix coating by the irradiation unit, so that the curing of the matrix material can be triggered and / or accelerated at an early stage. The application of the fiber-matrix-order, so the fiber-matrix layers, and curing takes place accordingly in one setting. In order to form the fiber loops resting on the bearing elements of the connecting part, the control unit is designed such that the spindle drive motor for driving the rotary spindle and the x-drive motor for moving the winding device can be correspondingly driven. The control unit controls the spindle drive motor and the x-drive motor in such a way that the bearing elements of the connection part spanned in the rotary spindle can be wrapped with the fibers by means of the winding device and thus the desired fiber loops are formed.

Eine Herstellungsanlage nach Anspruch 18 ermöglicht ein automatisches Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages zu Beginn des Aufbringvorgangs. Mittels der Klemmeinheit können die Fasern zu Beginn des Wickelvorgangs an dem Wickelkern geklemmt und selbst umwickelt werden, so dass die Fasern an dem Wickelkern festgelegt sind. Vorzugsweise ist die Klemmeinheit als Andruckzange ausgebildet. Ein Faserfänger hält die Faserenden, die dann mittels Andruckbändern der Andruckzange auf dem Wickelkern geklemmt werden.A manufacturing plant according to claim 18 allows automatic application of the fiber matrix order at the beginning of the application process. By means of the clamping unit, the fibers can be clamped at the beginning of the winding process to the winding core and even wrapped, so that the fibers are fixed to the winding core. Preferably, the clamping unit is designed as a pressure pliers. A fiber catcher holds the fiber ends, which are then clamped by means of Andruckbändern the Andruckzange on the winding core.

Eine Herstellungsanlage nach Anspruch 19 ermöglicht ein automatisches Beenden des Aufbringens des Faser-Matrix-Auftrages. Die Schneideinheit dient vorzugsweise auch als Faserfänger.A manufacturing plant according to claim 19 enables an automatic termination of the application of the fiber matrix order. The cutting unit preferably also serves as a fiber catcher.

Eine Herstellungsanlage nach Anspruch 20 ermöglicht ein beidseitiges Drehantreiben des Wickelkerns.A manufacturing plant according to claim 20 enables a two-sided Drehantreiben of the winding core.

Eine Herstellungsanlage nach Anspruch 21 ermöglicht das Spannen von Wickelkernen unterschiedlicher Länge und somit das Herstellen von Wellen mit unterschiedlicher Länge.A manufacturing plant according to claim 21 enables the clamping of hubs of different lengths and thus the production of waves of different lengths.

Eine Herstellungsanlage nach Anspruch 22 ermöglicht eine unmittelbare Nacharbeitung des Wellenteils nach dem Aushärten. Das Wellenteil wird dementsprechend in einer Aufspannung hergestellt und nachbearbeitet.A manufacturing plant according to claim 22 allows an immediate reworking of the shaft part after curing. The shaft part is accordingly produced in a single clamping and reworked.

Eine Herstellungsanlage nach Anspruch 23 ermöglicht ein einfaches Aufspannen des Anschlussteils und des Wickelkerns, in dem die Handhabungseinrichtung das Anschlussteil und den Wickelkern aufnimmt und der Aufspannung zuführt.A manufacturing plant according to claim 23 allows a simple clamping of the connection part and the winding core, in which the handling device receives the connection part and the winding core and supplies the clamping.

Eine Herstellungsanlage nach Anspruch 24 weist eine hohe Flexibilität in der Handhabung der Anschlussteile und des Wickelkerns auf.A manufacturing plant according to claim 24 has a high flexibility in the handling of the connecting parts and the winding core.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere Ausführungsbeispiele. Es zeigen:Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following Description of several embodiments. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 a schematic representation of a metal-fiber composite shaft according to a first embodiment,

2 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Anschlussteils der Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle in 1, 2 a perspective view of a metallic connection part of the metal-fiber composite shaft in 1 .

3 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Anschlussteils einer Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 3 FIG. 4 is a perspective view of a metallic connection part of a metal-fiber composite shaft according to a second embodiment, FIG.

4 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Anschlussteils einer Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, 4 FIG. 2 is a perspective view of a metallic connection part of a metal-fiber composite shaft according to a third embodiment, FIG.

5 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Anschlussteils einer Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, 5 FIG. 2 is a perspective view of a metal connection part of a metal-fiber composite shaft according to a fourth embodiment, FIG.

6 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Anschlussteils einer Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, 6 FIG. 4 is a perspective view of a metal connection part of a metal-fiber composite shaft according to a fifth embodiment, FIG.

7 eine Seitenansicht eines metallischen Anschlussteils einer Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, 7 a side view of a metallic connection part of a metal-fiber composite shaft according to a sixth embodiment,

8 einen Axialschnitt durch das Anschlussteil in 7, 8th an axial section through the connection part in 7 .

9 eine schematische Ansicht einer Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel mit einer Längenausgleichsfunktion, 9 FIG. 2 is a schematic view of a metal-fiber composite shaft according to a seventh exemplary embodiment with a length compensation function. FIG.

10 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Anschlussteils mit der Längenausgleichsfunktion der Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle in 9, 10 a perspective view of a metallic connector with the length compensation function of the metal-fiber composite shaft in 9 .

11 eine Prinzipdarstellung einer Herstellungsanlage für die Metall-Faserverbundwerkstoff-Wellen gemäß den 1 bis 10, 11 a schematic representation of a manufacturing plant for the metal-fiber composite shafts according to the 1 to 10 .

12 eine Prinzipdarstellung einer Aufbereitungseinrichtung zur Aufbereitung eines Faser-Matrix-Auftrages, 12 a schematic representation of a processing device for processing a fiber matrix order,

13 eine Prinzipdarstellung einer Wickeleinrichtung der Herstellungsanlage in 11 zum Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages, 13 a schematic diagram of a winding device of the manufacturing plant in 11 for applying the fiber matrix order,

14 einen Axialschnitt durch die Wickeleinrichtung gemäß 13 in einem Haltezustand der Fasern, 14 an axial section through the winding device according to 13 in a holding state of the fibers,

15 eine perspektivische Ansicht einer als Faserfänger dienenden Schneideinheit der Wickeleinrichtung in 13, 15 a perspective view of serving as a fiber catcher cutting unit of the winding device in 13 .

16 einen Axialschnitt durch die Wickeleinrichtung in 13 in einem Klemmzustand mit mittels einer als Andruckzange ausgebildeten Klemmeinheit an einem Wickelkern angepressten Fasern, und 16 an axial section through the winding device in 13 in a clamping state with means of a clamping device formed as a clamping unit to a winding core pressed fibers, and

17 eine perspektivische Ansicht einer als Andruckzange ausgebildeten Klemmeinheit für die Fasern in einer geschlossenen Stellung gemäß 16. 17 a perspective view of a trained as Andruckzange clamping unit for the fibers in a closed position according to 16 ,

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle 1 weist ein hohlzylinderförmiges Wellenteil 2 aus einem Faserverbundwerkstoff und zwei metallische Anschlussteile 3 auf, die an den Wellenteilenden 4 mit dem Wellenteil 2 verbunden sind. Das Wellenteil 2 weist eine Mittellängsachse auf, die mit entsprechenden Mittellängsachsen der Anschlussteile 3 eine gemeinsame Mittellängsachse 5 der Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle 1 bilden. Die Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle wird nachfolgend kurz als Welle bezeichnet.The following is with reference to the 1 and 2 a first embodiment of the invention described. A metal fiber composite shaft 1 has a hollow cylindrical shaft part 2 made of a fiber composite material and two metal connecting parts 3 on, at the wave dividing ends 4 with the shaft part 2 are connected. The shaft part 2 has a central longitudinal axis, with corresponding central longitudinal axes of the connecting parts 3 a common central longitudinal axis 5 the metal fiber composite shaft 1 form. The metal fiber composite shaft is hereinafter referred to as shaft.

Das aus dem Faserverbundwerkstoff ausgebildete Wellenteil 2 weist eine Matrix 6 aus Kunststoff und darin eingebettete Fasern 7 bzw. Faser-Rovings auf, die an den Wellenteilenden 4 mehrere, sich in Richtung der Mittellängsachse 5 erstreckende Faserschlaufen 8 ausbilden. Die Faserschlaufen 8 sind gleichmäßig verteilt über den Umfang des Wellenteils 2 angeordnet. Die Matrix 6 und die darin eingebetteten Fasern 7 sind in 1 lediglich schematisch dargestellt.The trained from the fiber composite shaft part 2 has a matrix 6 plastic and fibers embedded therein 7 or fiber rovings on the shaft dividing ends 4 several, in the direction of the central longitudinal axis 5 extending fiber loops 8th form. The fiber loops 8th are evenly distributed over the circumference of the shaft part 2 arranged. The matrix 6 and the fibers embedded therein 7 are in 1 only shown schematically.

Zur Verbindung mit dem Wellenteil 2 weisen die metallischen Anschlussteile 3 jeweils einen hohlzylinderförmigen Grundkörper 9 auf, an dem gleichmäßig über den Umfang verteilt mehrere radial vorspringende Lagerelemente 10 einteilig angeordnet sind. Die Lagerelemente 10 dienen zur Lagerung der Faserschlaufen 8, so dass deren Anzahl und Anordnung der Anzahl und Anordnung der Faserschlaufen 8 entspricht. Die Lagerelemente 10 sind an einem dem Wellenteil 2 zugewandten Ende des Grundkörpers 9 ausgebildet. An einem dem Wellenteil 2 abgewandten Ende des Grundkörpers 9 weist dieser einen Ringbund 11 auf, an dem zwei gegenüberliegende Anschlusselemente 12 axial vorspringend befestigt sind. Die Anschlusselemente 12 dienen zum Befestigen der Welle 1 mit einem dafür vorgesehenen Teil eines Antriebsstrangs, um beispielsweise eine Gelenkwelle auszubilden.For connection to the shaft part 2 have the metallic connection parts 3 each a hollow cylindrical body 9 on, at the uniformly distributed over the circumference a plurality of radially projecting bearing elements 10 are arranged in one piece. The bearing elements 10 serve for the storage of fiber loops 8th , so that their number and arrangement of the number and arrangement of fiber loops 8th equivalent. The bearing elements 10 are at one of the shaft part 2 facing the end of the body 9 educated. At one of the shaft part 2 opposite end of the body 9 this one has a ring collar 11 on, on the two opposite connection elements 12 are attached axially projecting. The connection elements 12 serve to fasten the shaft 1 with a designated Part of a drive train, for example, to form a propeller shaft.

Jedes der Lagerelemente 10 weist eine von einer Kreisform abweichende Umfangskontur U in Form eines Parallelogramms auf. Aufgrund dieser Umfangskontur U haben die Lagerelemente 10 die Form von Zahnflanken eines Zahnrades. Die Lagerelemente 10 bilden entlang ihrer Umfangskontur U verlaufende Anlageflächen A aus, gegen die die Faserschlaufen 8 anliegen und so das Wellenteil 2 mit dem jeweiligen Anschlussteil 3 verbinden. Die Anlageflächen A verlaufen entlang der jeweiligen Umfangskontur U und im Wesentlichen radial zu der Mittellängsachse 5.Each of the bearing elements 10 has a deviating from a circular peripheral contour U in the form of a parallelogram. Due to this peripheral contour U have the bearing elements 10 the shape of tooth flanks of a gear. The bearing elements 10 Form along their peripheral contour U extending contact surfaces A, against which the fiber loops 8th abut and so the shaft part 2 with the respective connection part 3 connect. The contact surfaces A run along the respective peripheral contour U and substantially radially to the central longitudinal axis 5 ,

Aufgrund der parallelogrammförmigen Umfangskontur U bilden die Anlageflächen A jeweils zwei parallel verlaufende und im Wesentlichen ebene, lange Abschnitte A1 und A2 aus. Die langen Abschnitte A1 und A2 sind durch zwei kurze Abschnitte A3 und A4 miteinander verbunden, wobei der dem Wellenteil 2 abgewandte Abschnitt A3 abgerundet ist und der dem Wellenteil 2 zugewandte Abschnitt A4 nicht zur Anlage der jeweiligen Faserschlaufe 8 dient. Durch die parallelen Abschnitte A1 und A2 definiert das jeweilige Lagerelement 10 für die Fasern 7 der Faserschlaufe 8 zwei parallel verlaufende Faserrichtungen F1 und F2. Die Faserrichtungen F1 und F2 schließen mit der Mittellängsachse 5 zwei gleiche Wickelwinkel α1 und α2 ein. Die Wickelwinkel α1 und α2 betragen beispielsweise 35°, so dass die Faserrichtungen F1 und F2 eine Komponente quer zu der Mittellängsachse 5 und eine Komponente in Richtung der Mittellängsachse 5 haben.Due to the parallelogram-shaped circumferential contour U, the contact surfaces A each form two parallel and substantially planar, long sections A 1 and A 2 . The long sections A 1 and A 2 are interconnected by two short sections A 3 and A 4 , wherein the shaft part 2 opposite section A 3 is rounded and the shaft part 2 facing section A 4 not to rest the respective fiber loop 8th serves. By the parallel sections A 1 and A 2 defines the respective bearing element 10 for the fibers 7 the fiber loop 8th two parallel fiber directions F 1 and F 2 . The fiber directions F 1 and F 2 close with the central longitudinal axis 5 two identical winding angles α 1 and α 2 a. The winding angles α 1 and α 2 are, for example, 35 °, so that the fiber directions F 1 and F 2 are a component transverse to the central longitudinal axis 5 and a component in the direction of the central longitudinal axis 5 to have.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Lagerelemente 10a weisen eine Umfangskontur U in Form eines Tropfens auf. Die Tropfen sind achsensymmetrisch ausgebildet und parallel zu der Mittellängsachse 5 orientiert. Hierdurch bilden die ebenen Abschnitte A1 und A2 der Anlageflächen A für die Fasern 7 zwei symmetrisch zu der Mittellängsachse 5 verlaufende Faserrichtungen F1 und F2 aus, die mit dieser einen Wickelwinkel α1 und einen entsprechend negativen Wickelwinkel α2 ausbilden. Die Wickelwinkel α1 und α2 betragen beispielsweise ±35°. Der dem Wellenteil 2 abgewandte Abschnitt A3 der jeweiligen Anlagefläche ist abgerundet ausgebildet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.The following is with reference to 3 A second embodiment of the invention described. The bearing elements 10a have a circumferential contour U in the form of a drop. The drops are formed axially symmetrical and parallel to the central longitudinal axis 5 oriented. As a result, the planar sections A 1 and A 2 form the contact surfaces A for the fibers 7 two symmetrical to the central longitudinal axis 5 extending fiber directions F 1 and F 2 , which form with this a winding angle α 1 and a corresponding negative winding angle α 2 . The winding angles α 1 and α 2 are for example ± 35 °. The part of the shaft 2 facing away section A 3 of the respective contact surface is rounded. With regard to the further construction, reference is made to the preceding embodiment.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Lagerelemente 10b weisen eine Umfangskontur U in Form einer Raute auf. Die Lagerelemente 10b sind achsensymmetrisch ausgebildet und parallel zu der Mittellängsachse 5 orientiert. Die ebenen Abschnitte A1 und A2 der jeweiligen Anlagefläche A bilden für die Fasern 7 zwei zu der Mittellängsachse 5 symmetrisch verlaufende Faserrichtungen F1 und F2 aus. Der Wickelwinkel α1 entspricht aufgrund der Symmetrie dem negativen Wickelwinkel α2. Die Wickelwinkel α1 und α2 betragen beispielsweise ±35°. Der dem Wellenteil 2 abgewandte Abschnitt A3 der jeweiligen Anlagefläche A ist im Wesentlichen dreieckförmig mit abgerundeten Ecken bzw. Kanten ausgebildet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.The following is with reference to 4 a third embodiment described. The bearing elements 10b have a circumferential contour U in the form of a rhombus. The bearing elements 10b are formed axially symmetrical and parallel to the central longitudinal axis 5 oriented. The planar sections A 1 and A 2 of the respective contact surface A form for the fibers 7 two to the central longitudinal axis 5 symmetrically extending fiber directions F 1 and F 2 off. The winding angle α 1 corresponds to the negative winding angle α 2 due to the symmetry. The winding angles α 1 and α 2 are for example ± 35 °. The part of the shaft 2 facing away section A 3 of the respective contact surface A is formed substantially triangular with rounded corners or edges. With regard to the further construction, reference is made to the preceding embodiments.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Grundkörper 9c des jeweiligen Anschlussteils 3 weist mehrere Kaskadenstufen auf. Eine erste Kaskadenstufe 13 mit einem ersten Durchmesser D1 ist dem Wellenteil 2 zugewandt, wohingegen eine zweite Kaskadenstufe 14 mit einem größeren Durchmesser D2 den Anschlusselementen 12 zugewandt ist. Die Lagerelemente 10 der Kaskadenstufen 13 und 14 sind gleich und entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich können die Lagerelemente auch entsprechend dem zweiten und/oder dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein. Die Umfangskontur U1 der Lagerelemente 10 der ersten Kaskadenstufe 13 und die Umfangskontur U2 der Lagerelemente 10 der zweiten Kaskadenstufe 14 weisen die Form eines Parallelogramms auf. Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Anlageflächen mit A11 bis A14 und A21 bis A24 bezeichnet, wobei die erste Ziffer die Kaskadenstufe und die zweite Ziffer den Abschnitt der Anlagefläche A bezeichnet. Entsprechendes gilt für die Faserrichtungen F11 und F12 sowie F21 und F22 sowie für die zugehörigen Wickelwinkel α11 und α12 sowie α21 und α22. Durch die Kaskadenstufen 13 und 14 wird eine zugehörige erste Faserlage 15 und eine zweite Faserlage 16 gebildet, die entsprechend der Form und Anordnung der Lagerelemente 10 in der jeweiligen Kaskadenstufe 13 bzw. 14 orientierte Fasern 7 ausweisen. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.The following is with reference to 5 a fourth embodiment described. The main body 9c of the respective connection part 3 has several cascade stages. A first cascade stage 13 with a first diameter D 1 is the shaft part 2 whereas a second cascade level 14 with a larger diameter D 2 the connection elements 12 is facing. The bearing elements 10 the cascade stages 13 and 14 are the same and formed according to the first embodiment. Alternatively or additionally, the bearing elements can also be designed according to the second and / or third embodiment. The circumferential contour U 1 of the bearing elements 10 the first cascade level 13 and the peripheral contour U 2 of the bearing elements 10 the second cascade stage 14 have the shape of a parallelogram. According to the first embodiment, the contact surfaces are denoted by A 11 to A 14 and A 21 to A 24 , wherein the first digit denotes the cascade stage and the second digit the portion of the contact surface A. The same applies to the fiber directions F 11 and F 12 and F 21 and F 22 and for the associated winding angle α 11 and α 12 and α 21 and α 22 . Through the cascade stages 13 and 14 becomes an associated first fiber layer 15 and a second fiber layer 16 formed according to the shape and arrangement of the bearing elements 10 in the respective cascade stage 13 respectively. 14 oriented fibers 7 identify. With regard to the further construction, reference is made to the preceding embodiments.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Grundkörper 9d des jeweiligen Anschlussteils 3 weist mehrere Kaskadenstufen auf. Die Lagerelemente 10 der ersten Kaskadenstufe 13 sind entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel in Form eines Parallelogramms ausgebildet. Die Umfangskontur U1 dieser Lagerelemente 10 definiert zwei parallele Faserrichtungen F11 und F12, die parallel zueinander und quer zu der Mittellängsachse 5 verlaufen. Die entsprechenden Wickelwinkel α11 und α12 betragen beispielsweise 35°. Die Lagerelemente 10 der zweiten Kaskadenstufe 14 sind ebenfalls in Form eines Parallelogramms ausgebildet, jedoch in umgekehrter Richtung zu den Lagerelementen 10 der ersten Kaskadenstufe 13 orientiert. Die Lagerelemente 10 der zweiten Kaskadenstufe 14 definieren aufgrund ihrer Umfangskontur U2 zwei parallel zueinander verlaufende Faserrichtungen F21 und F22, die relativ zu der Mittellängsachse 5 symmetrisch zu den Faserrichtungen F11 und F12 verlaufen. Die entsprechenden Wickelwinkel α21 und α22 betragen beispielsweise –35°. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen. Insbesondere können die Lagerelemente 10 auch entsprechend dem zweiten und/oder dritten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein, wobei in jeweils einer Kaskadenstufe 13 oder 14 gleiche Lagerelemente 10 angeordnet sind, jedoch in den unterschiedlichen Kaskadenstufen 13 oder 14 gleiche oder unterschiedliche Lagerelemente 10 angeordnet sein können.The following is with reference to 6 a fifth embodiment described. The main body 9d of the respective connection part 3 has several cascade stages. The bearing elements 10 the first cascade level 13 are formed according to the first embodiment in the form of a parallelogram. The circumferential contour U 1 of these bearing elements 10 defines two parallel fiber directions F 11 and F 12 which are parallel to each other and transverse to the central longitudinal axis 5 run. The corresponding winding angles α 11 and α 12 are for example 35 °. The bearing elements 10 the second cascade stage 14 are also in the form of a parallelogram, but in the reverse direction to the bearing elements 10 the first cascade level 13 oriented. The bearing elements 10 the second cascade stage 14 define due to their circumferential contour U 2 two mutually parallel fiber directions F 21 and F 22 , relative to the central longitudinal axis 5 run symmetrically to the fiber directions F 11 and F 12 . The corresponding winding angles α 21 and α 22 are for example -35 °. With regard to the further construction, reference is made to the preceding embodiments. In particular, the bearing elements 10 be formed according to the second and / or third embodiment, wherein in each case a cascade stage 13 or 14 same bearing elements 10 are arranged, but in the different cascade stages 13 or 14 same or different bearing elements 10 can be arranged.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Der Grundkörper 9e des jeweiligen Anschlussteils 3 weist drei Kaskadenstufen auf. Die dem Wellenteil 2 zugewandte erste Kaskadenstufe 13 weist einen ersten Durchmesser D1 auf. Die nachgeordnete zweite Kaskadenstufe 14 weist einen größeren Durchmesser D2 auf und eine weitere nachgeordnete dritte Kaskadenstufe 17 weist einen wiederum größeren Durchmesser D3 auf. In der ersten Kaskadenstufe 13 sind keine Lagerelemente angeordnet. In der zweiten Kaskadenstufe 14 und der dritten Kaskadenstufe 17 sind Lagerelemente 10 angeordnet, die entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel eine Umfangskontur U2 bzw. U3 in Form eines Parallelogramms aufweisen. Die Lagerelemente 10 der zweiten Kaskadenstufe 14 sind schräg zu der Mittellängsachse 5 angeordnet, so dass diese Faserrichtungen F21 und F22 definieren, die parallel zueinander und quer zu der Mittellängsachse 5 verlaufen. Die Faserrichtungen F21 und F22 schließen mit der Mittellängsachse 5 beispielsweise Wickelwinkel α21 und α22 von 35° ein. Die Abschnitte der Anlageflächen A werden entsprechend den vorangegangenen Ausführungsbeispielen mit A21 bis A24 bezeichnet. Die Lagerelemente 10 der dritten Kaskadenstufe 17 sind parallel zu der Mittellängsachse 5 ausgerichtet, so dass die Faserrichtungen F31 und F32 parallel zu dieser verlaufen. Die zugehörigen Wickelwinkel α31 und α32 betragen somit 0°. Die Abschnitte der Anlageflächen A der dritten Kaskadenstufe 17 werden entsprechend den vorangegangenen Ausführungsbeispielen mit A31 bis A34 bezeichnet.The following is with reference to the 7 and 8th a sixth embodiment of the invention described. The main body 9e of the respective connection part 3 has three cascade stages. The part of the shaft 2 facing first cascade stage 13 has a first diameter D 1 . The downstream second cascade stage 14 has a larger diameter D 2 and another downstream third cascade stage 17 has a turn larger diameter D 3 . In the first cascade stage 13 no bearing elements are arranged. In the second cascade stage 14 and the third cascade level 17 are bearing elements 10 arranged according to the first embodiment, a circumferential contour U 2 and U 3 in the form of a parallelogram. The bearing elements 10 the second cascade stage 14 are oblique to the central longitudinal axis 5 arranged so that these fiber directions F 21 and F 22 define, which are parallel to each other and transverse to the central longitudinal axis 5 run. The fiber directions F 21 and F 22 close with the central longitudinal axis 5 for example, winding angle α 21 and α 22 of 35 °. The sections of the contact surfaces A are referred to in accordance with the preceding embodiments with A 21 to A 24 . The bearing elements 10 the third cascade stage 17 are parallel to the central longitudinal axis 5 aligned so that the fiber directions F 31 and F 32 parallel to this. The associated winding angles α 31 and α 32 are thus 0 °. The sections of the contact surfaces A of the third cascade stage 17 are designated according to the preceding embodiments with A 31 to A 34 .

Die erste Kaskadenstufe 13 wird mit den Fasern 7 umwickelt, wobei keine sich in Richtung der Mittellängsachse 5 erstreckende Faserschlaufen ausgebildet werden. Die Faserrichtung F1 der ersten Faserlage 15 verläuft im Wesentlichen in einer Ebene, die senkrecht zu der Mittellängsachse 5 orientiert ist. Der zugehörige Wickelwinkel α1 beträgt annähernd 90°, beispielsweise 88°. Die durch die zweite Kaskadenstufe 14 gebildete zweite Faserlage 16 weist beispielsweise Wickelwinkel von 35° auf, wodurch Torsionskräfte optimal aufnehmbar sind. Die durch die dritte Kaskadenstufe 17 gebildete dritte Faserlage 18 weist Wickelwinkel von 0° auf und eignet sich zur Aufnahme von Biegekräften. Zusätzlich zu den drei Faserlagen 15, 16 und 18 können weitere Umfangsfaserlagen 19 vorgesehen sein, deren Wickelwinkel annähernd 90° betragen. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.The first cascade stage 13 is with the fibers 7 wrapped, with no in the direction of the central longitudinal axis 5 extending fiber loops are formed. The fiber direction F 1 of the first fiber layer 15 runs essentially in a plane perpendicular to the central longitudinal axis 5 is oriented. The associated winding angle α 1 is approximately 90 °, for example 88 °. The through the second cascade stage 14 formed second fiber layer 16 has, for example, winding angle of 35 °, whereby torsional forces are optimally absorbed. The third cascade stage 17 formed third fiber layer 18 has a winding angle of 0 ° and is suitable for absorbing bending forces. In addition to the three fiber layers 15 . 16 and 18 can more peripheral fiber layers 19 be provided, the winding angle is approximately 90 °. With regard to the further construction, reference is made to the preceding embodiments.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Welle 1 weist eine axiale Längenausgleichsfunktion auf. Hierzu ist der Grundkörper 9f eines der Anschlussteile 3f als separate Schiebeaußenhülse 20 ausgebildet. In der Schiebeaußenhülse 20 ist eine Schiebeinnenhülse 21 angeordnet, die axial in der Schiebeaußenhülse 20 verlagerbar ist. Die Schiebeinnenhülse 21 ist einteilig mit dem Ringbund 11 und den daran befestigten Anschlusselementen 12 ausgebildet. An dem Grundkörper 9f sind entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel Lagerelemente 10 ausgebildet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.The following is with reference to the 9 and 10 A seventh embodiment of the invention is described. The wave 1 has an axial length compensation function. For this is the main body 9f one of the connecting parts 3f as a separate sliding outer sleeve 20 educated. In the sliding outer sleeve 20 is a sliding inner sleeve 21 arranged axially in the sliding outer sleeve 20 is relocatable. The sliding inner sleeve 21 is one-piece with the ring collar 11 and the attached connection elements 12 educated. At the base body 9f are according to the first embodiment bearing elements 10 educated. With regard to the further construction, reference is made to the preceding embodiments.

Prinzipiell können die Lagerelemente 10, die Kaskadenstufen 13, 14 und 17 sowie die axiale Längenausgleichsfunktion beliebig miteinander kombiniert werden. Die Form und Anordnung der Lagerelemente 10 kann je nach den aufzunehmenden Kräften bzw. Drehmomenten gewählt werden, so dass sich die gewünschten Faserrichtungen F ergeben. Grundsätzlich gilt, dass die Fasern 7 in der jeweiligen Faserrichtung F am stärksten belastbar sind.In principle, the bearing elements 10 , the cascade stages 13 . 14 and 17 as well as the axial length compensation function can be combined with each other. The shape and arrangement of the bearing elements 10 can be selected depending on the forces to be absorbed or torques, so that the desired fiber directions F result. Basically, the fibers 7 in the respective fiber direction F are the strongest load.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 11 bis 17 eine Herstellungsanlage 22 für die Metall-Faserverbundwerkstoff-Wellen 1 gemäß den 1 bis 10 beschrieben. Die Herstellungsanlage 22 weist ein Untergestellt 23 auf, an dem in einer horizontalen x-Richtung und parallel zueinander verlaufende x-Führungsschienen 24 angeordnet sind. Auf den x-Führungsschienen 24 ist eine Wickeleinrichtung 25 mittels eines ersten x-Antriebsmotors 26 in der x-Richtung verfahrbar angeordnet. An einem ersten Ende des Untergestells 23 ist eine erste Drehspindel 27 befestigt, die zum Spannen und Drehantreiben eines ersten metallischen Anschlussteils 3 dient. Die erste Drehspindel 27 weist ein erstes Spannfutter 28 auf, das mittels eines ersten Spindel-Antriebsmotors 29 um eine Drehachse 30 drehantreibbar ist, die parallel zu der x-Richtung verläuft.The following is with reference to the 11 to 17 a manufacturing plant 22 for the metal fiber composite shafts 1 according to the 1 to 10 described. The manufacturing plant 22 has a subordinate 23 on, at the in a horizontal x-direction and parallel x-guide rails 24 are arranged. On the x-guide rails 24 is a winding device 25 by means of a first x drive motor 26 arranged movable in the x-direction. At a first end of the undercarriage 23 is a first turning spindle 27 attached, for clamping and Drehantreiben a first metallic connector 3 serves. The first turning spindle 27 has a first chuck 28 on, by means of a first spindle drive motor 29 around a rotation axis 30 is rotationally drivable, which runs parallel to the x-direction.

Ein als zweite Drehspindel 31 ausgebildetes Gegenlager ist an einem zweiten Ende des Untergestells 23 auf den x-Führungsschienen 24 angeordnet. Die zweite Drehspindel 31 weist ein zweites Spannfutter 28 auf, das mittels eines zweiten Spindel-Antriebsmotors 33 um die mit der ersten Drehspindel 27 gemeinsame Drehachse 30 drehantreibbar ist. Die zweite Drehspindel 31 dient zum Spannen und Drehantreiben eines zweiten Anschlussteils 3, das über einen Wickelkern 34 mit dem ersten Anschlussteil 3 verbunden ist. Die Wickeleinrichtung 25 ist zwischen den Drehspindeln 27 und 31 angeordnet. Die Drehspindel 31 ist mittels eines zweiten x-Antriebsmotors 35 in der x-Richtung verfahrbar, so dass Wickelkerne 34 unterschiedlicher Länge in den Drehspindeln 27 und 31 aufnehmbar sind.A second turning spindle 31 trained counter bearing is at a second end of the undercarriage 23 on the x-guide rails 24 arranged. The second turning spindle 31 has a second chuck 28 on, by means of a second spindle drive motor 33 with the first turning spindle 27 common axis of rotation 30 is rotary drivable. The second turning spindle 31 serves to tension and Drehantreiben a second connector 3 that has a winding core 34 with the first connection part 3 connected is. The winding device 25 is between the rotary spindles 27 and 31 arranged. The rotary spindle 31 is by means of a second x drive motor 35 movable in the x-direction, so that hubs 34 different length in the rotary spindles 27 and 31 are receivable.

Zum Aufbereiten und Bereitstellen eines Faser-Matrix-Auftrages 36 weist die Herstellungsanlage 22 eine Aufbereitungseinrichtung 37 auf, die an die Wickeleinrichtung 25 angeschlossen ist. Als Faser-Matrix-Auftrag 36 dienen imprägnierte Faser-Rovings, die kurz als Fasern 7 bezeichnet sind. Die Fasern 7 werden in einem Spulengatter 38 aus Einzelfilamenten 39 gebildet und durch eine Wanne 40 geführt. In der Wanne 40 befindet sich eine als Matrix 6 dienende Flüssigkeit zur Imprägnierung. Die unimprägnierten Fasern 7 werden über mehrere Walzen 41 und eine Abstreifeinheit 42 durch die mit der Flüssigkeit zur Imprägnierung gefüllte Wanne 40 geführt, so dass nach der Abstreifeinheit 42 die als Faser-Matrix-Auftrag 36 dienenden imprägnierten Faser-Rovings bzw. Fasern 7 bereitgestellt werden.For preparing and providing a fiber-matrix order 36 indicates the manufacturing plant 22 a processing facility 37 on, attached to the winding device 25 connected. As a fiber matrix order 36 serve impregnated fiber rovings, which are short fibers 7 are designated. The fibers 7 be in a creel 38 from single filaments 39 formed and through a sink 40 guided. In the tub 40 is one as a matrix 6 serving liquid for impregnation. The unimpregnated fibers 7 be over several rolls 41 and a wiper unit 42 through the tub filled with the liquid for impregnation 40 guided, so after the wiper unit 42 as a fiber matrix order 36 serving impregnated fiber rovings or fibers 7 to be provided.

Die Wickeleinrichtung 25 umfasst eine Zuführeinheit 43 zum Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages 36, eine Klemmeinheit 44 zum Klemmen der Fasern 7 zu Beginn des Wickelvorgangs, eine Schneideinheit 45 zum Schneiden der Fasern 7 am Ende des Wickelvorgangs und eine Bestrahlungseinheit 46 zum Aushärten des Faser-Matrix-Auftrages 36 während des Wickelvorgangs. Die Zuführeinheit 43 ist als Ringwickelkopf ausgebildet, an dem umfangsseitig gleichmäßig verteilt mehrere Führungsbohrungen 47 angeordnet sind. Die Führungsbohrungen 47 durchbrechen den Ringwickelkopf 43 und dienen zur Führung der Fasern 7. Der Ringwickelkopf 43 ist an einer Halteplatte 48 befestigt, die als x-Schlitten der Wickeleinrichtung 25 dient und auf den x-Führungsschienen 24 verfahrbar ist. Der Ringwickelkopf 43 bildet zusammen mit der Halteplatte 48 eine Durchführungsöffnung 49 für den Wickelkern 34 aus. Die Bestrahlungseinheit 46 ist in den Ringwickelkopf 43 integriert. Hierzu sind eine Vielzahl von Strahlungsquellen 50, beispielsweise UV-Lampen, ringförmig in dem Ringwickelkopf 43 angeordnet. Die Strahlungsquellen 50 sind in zwei axial versetzten Reihen und über den Umfang des Ringwickelkopfes 43 gleichmäßig verteilt in diesem angeordnet.The winding device 25 includes a feeder unit 43 for applying the fiber matrix order 36 , a clamping unit 44 for clamping the fibers 7 at the beginning of the winding process, a cutting unit 45 for cutting the fibers 7 at the end of the winding process and an irradiation unit 46 for curing the fiber matrix order 36 during the winding process. The feeder unit 43 is designed as a ring winding head, at the circumferentially evenly distributed more guide holes 47 are arranged. The guide holes 47 break through the ring winding head 43 and serve to guide the fibers 7 , The ring winding head 43 is on a retaining plate 48 attached, as x-carriage of the winding device 25 serves and on the x-guide rails 24 is movable. The ring winding head 43 forms together with the retaining plate 48 a passage opening 49 for the winding core 34 out. The irradiation unit 46 is in the ring winding head 43 integrated. These are a variety of radiation sources 50 For example, UV lamps, annular in the ring winding head 43 arranged. The radiation sources 50 are in two axially offset rows and over the circumference of the ring winding head 43 evenly distributed in this arranged.

Die Klemmeinheit 44 ist als Andruckzange ausgebildet und an der zweiten Drehspindel 31 befestigt. Die Andruckzange 44 weist eine erste Zangenhälfte 51 und eine damit verbundene zweite Zangenhälfte 52 auf. Die Zangenhälften 51 und 52 sind mittels eines Schließantriebs 53 um eine parallel zu der x-Richtung verlaufende Schließachse 54 gegeneinander verschwenkbar. Darüber hinaus ist die Andruckzange 44 mittels eines ersten y-Antriebs 55 in einer horizontalen und senkrecht zu der x-Richtung verlaufenden y-Richtung verfahrbar und zu dem Wickelkern 34 hin zustellbar. Der y-Antrieb 55 kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein. Die Zangenhälften 51 und 52 sind hakenförmig ausgebildet und weisen eine Hakenform derart auf, dass der Wickelkern 34 mittels der Andruckzange 44 beidseitig umgreifbar ist. An den Zangenhälften 51 und 52 ist jeweils ein Andruckband 56 bzw. 57 derart gelagert, dass dieses an der jeweiligen Zangenhälfte 51, 52 umlaufen kann. Hierzu weisen die Zangenhälften 51, 52 mehrere drehbar gelagerte Führungsrollen 58 auf. Jeweils eine der Führungsrollen 58 ist mittels einer Feder in einer Linearführung 59 verschiebbar gelagert und dient als Längenausgleich für die Andruckbänder 56 und 57 beim Umgreifen des Wickelkerns 34. 13 zeigt die Andruckzange 44 in einer geöffneten Stellung, wohingegen 17 diese in einer geschlossenen Stellung zeigt.The clamping unit 44 is designed as a pressure pliers and on the second rotating spindle 31 attached. The pressure forceps 44 has a first pliers half 51 and a second pair of pliers connected thereto 52 on. The pliers halves 51 and 52 are by means of a closing drive 53 around a locking axis running parallel to the x-direction 54 pivotable against each other. In addition, the pressure forceps 44 by means of a first y-drive 55 in a horizontal and perpendicular to the x-direction extending y-direction movable and to the winding core 34 can be delivered. The y-drive 55 can be electrical, hydraulic or pneumatic. The pliers halves 51 and 52 are hook-shaped and have a hook shape such that the winding core 34 by means of the pressure forceps 44 can be grasped on both sides. On the pliers halves 51 and 52 is each a pressure belt 56 respectively. 57 stored in such a way that this on the respective pliers half 51 . 52 can run around. For this purpose, the pliers halves 51 . 52 several rotatably mounted guide rollers 58 on. One of the leadership roles 58 is by means of a spring in a linear guide 59 slidably mounted and serves as a length compensation for the Andruckbänder 56 and 57 when embracing the winding core 34 , 13 shows the pressure forceps 44 in an open position, whereas 17 this shows in a closed position.

Die Schneideinheit 45 ist gleichzeitig als Faserfänger ausgebildet. Hierzu weist die Schneideinheit 45 eine Außenhülse 60 und eine Innenhülse 61 auf, die mittels eines Schneidantriebs 62 um die Drehachse 30 drehbar ineinander gelagert sind. Die Schneideinheit 45 ist an der zweiten Drehspindel 31 befestigt und mittels eines x-Antriebs 63 in der x-Richtung verlagerbar. Der x-Antrieb 63 kann elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch ausgebildet sein. Die Außenhülse 60 weist an einer der Andruckzange 44 zugewandten Seite axial verlaufende Längsausnehmungen 64 auf, die in ihrer Anzahl und Anordnung den Führungsbohrungen 47 für die Fasern 7 angepasst sind. Jeder der Längsausnehmungen 64 ist eine Schrägausnehmung 65 zugeordnet, die an der entsprechenden Seite in der Innenhülse 61 ausgebildet sind. Die Schrägausnehmungen 65 verlaufen schräg zu den zugehörigen Längsausnehmungen 64 und erweitern sich in Richtung der Andruckzange 44. In einem Teilbereich weisen die Schrägausnehmungen 65 jeweils eine Schneidkante 66 derart auf, dass durch Verdrehen der Außenhülse 60 und der Innenhülse 61 zueinander durch die Längs- und Schrägausnehmungen 64, 65 verlaufende Fasern 7 durchtrennbar sind. Hierzu wird die Innenhülse 61 relativ zu der Außenhülse 60 in der Drehrichtung 67 verdreht.The cutting unit 45 is also designed as a fiber catcher. For this purpose, the cutting unit 45 an outer sleeve 60 and an inner sleeve 61 on, by means of a cutting drive 62 around the axis of rotation 30 are rotatably mounted in each other. The cutting unit 45 is at the second turning spindle 31 attached and by means of an x-drive 63 displaceable in the x direction. The x-drive 63 can be designed electrically, pneumatically or hydraulically. The outer sleeve 60 indicates one of the pressure pliers 44 facing side axially extending longitudinal recesses 64 in their number and arrangement the guide holes 47 for the fibers 7 are adjusted. Each of the longitudinal recesses 64 is a slanted recess 65 assigned to the corresponding side in the inner sleeve 61 are formed. The oblique recesses 65 run obliquely to the associated longitudinal recesses 64 and expand in the direction of the pliers 44 , In a partial area, the oblique recesses 65 one cutting edge each 66 such that by turning the outer sleeve 60 and the inner sleeve 61 to each other by the longitudinal and oblique recesses 64 . 65 running fibers 7 are severable. For this purpose, the inner sleeve 61 relative to the outer sleeve 60 in the direction of rotation 67 twisted.

Zum Nachbearbeiten des Wellenteils 2 weist die Herstellungsanlage 22 eine Bearbeitungseinrichtung 68 auf, die an dem Untergestell 23 zwischen der ersten Drehspindel 27 und der Wickeleinrichtung 25 angeordnet ist. Die Bearbeitungseinrichtung 68 umfasst einen x-Schlitten 69, der mittels eines dritten x-Antriebsmotors 70 in der x-Richtung auf den x-Führungsschienen 24 verfahrbar ist. An dem x-Schlitten 69 ist ein Werkzeugrevolver 71 angeordnet, der mittels eines y-Antriebsmotors 72 in der y-Richtung zu dem Wellenteil 2 hin zustellbar ist. Der Werkzeugrevolver 71 umfasst einen Revolverantriebsmotor 73, mittels dem eine Revolverscheibe 74 mit Werkzeugen 75 drehbar ist.For reworking the shaft part 2 indicates the manufacturing plant 22 a processing device 68 on, on the underframe 23 between the first turning spindle 27 and the winding device 25 is arranged. The processing device 68 includes an x-slide 69 which by means of a third x drive motor 70 in the x-direction on the x-guide rails 24 is movable. At the x-slide 69 is a tool turret 71 arranged by means of a y-drive motor 72 in the y-direction to the shaft part 2 is deliverable. The tool turret 71 includes a turret drive motor 73 , by means of a revolver disc 74 with tools 75 is rotatable.

Zum Handhaben der Anschlussteile 3 sowie der Wickelkerne 34 ist eine Handhabungseinrichtung 76 vorgesehen, die als Industrieroboter mit einem Greifer 77 ausgebildet ist. Die Handhabungseinrichtung 76 ermöglicht ein Verlagern der Anschlussteile 3 und Wickelkerne 34 in der x-, der y- und einer vertikalen z-Richtung. Die Handhabungseinrichtung 76 ist auf zweiten x-Führungsschienen 78 angeordnet und mittels eines vierten x-Antriebsmotors 79 in der x-Richtung verfahrbar.For handling the connection parts 3 as well as the hubs 34 is a handling device 76 provided as an industrial robot with a gripper 77 is trained. The handling device 76 allows a displacement of the connecting parts 3 and hubs 34 in the x, y and vertical z directions. The handling device 76 is on second x-rails 78 arranged and by means of a fourth x-drive motor 79 movable in the x-direction.

Die Herstellungsanlage 22 weist weiterhin eine Steuereinrichtung 80 auf, mittels der die Herstellung der Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle 1 gesteuert wird. Die Steuereinrichtung 80 ist über Signalleitungen 81 mit den Antriebsmotoren 26, 29, 33, 35, 53, 70, 72, 73 und 79 sowie mit den Antrieben 55 und 64 verbunden. Die Steuereinrichtung 80 ist insbesondere derart ausgebildet, dass beim Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages 36 sich in Richtung der Mittellängsachse 5 bzw. der Drehachse 30 erstreckende Faserschlaufen 8 erzeugbar sind. Hierzu sind die Spindel-Antriebsmotoren 29, 33 und der x-Antriebsmotor 26 für die Wickeleinrichtung 25 entsprechend ansteuer- und verfahrbar.The manufacturing plant 22 also has a control device 80 on, by means of the production of the metal-fiber composite shaft 1 is controlled. The control device 80 is via signal lines 81 with the drive motors 26 . 29 . 33 . 35 . 53 . 70 . 72 . 73 and 79 as well as with the drives 55 and 64 connected. The control device 80 is in particular designed such that when applying the fiber-matrix order 36 in the direction of the central longitudinal axis 5 or the axis of rotation 30 extending fiber loops 8th can be generated. These are the spindle drive motors 29 . 33 and the x drive motor 26 for the winding device 25 accordingly controllable and movable.

Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren der Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle 1 beschrieben. Mit der Handhabungseinrichtung 76 wird zunächst ein erstes Anschlussteil 3 gegriffen und zu der ersten Drehspindel 27 verfahren. Das Anschlussteil 3 wird in dieser aufgespannt. Anschließend wird ein zweites Anschlussteil 3 gegriffen und zu der zweiten Drehspindel 31 verfahren und dort aufgespannt. Die Anschlussteile 3 werden nun mittels eines Wickelkerns 34 miteinander verbunden. Hierzu greift die Handhabungseinrichtung 76 einen Wickelkern 34 und verfährt diesen zu dem in der ersten Drehspindel 27 gespannten Anschlussteil 3. Der Wickelkern 34 wird in das Anschlussteil 3 eingeführt und dort beispielsweise mittels einer Presspassung gehalten. Anschließend wird die Wickeleinrichtung 25 sowie die zweite Drehspindel 31 in Richtung der ersten Drehspindel 27 verfahren, so dass der Wickelkern 34 durch die Durchführungsöffnung 49 geführt und in das Anschlussteil 3 der zweiten Drehspindel 31 eingeführt wird. Der Wickelkern 34 wird in diesem Anschlussteil 3 beispielsweise durch eine Presspassung gehalten. Die Anschlussteile 3 und der Wickelkern 34 sind nun in der Herstellungsanlage 22 aufgespannt.The following is the manufacturing process of the metal-fiber composite shaft 1 described. With the handling device 76 First, a first connection part 3 gripped and to the first rotary spindle 27 method. The connection part 3 is spanned in this. Subsequently, a second connection part 3 gripped and to the second rotary spindle 31 procedure and there spanned. The connecting parts 3 are now using a hub 34 connected with each other. For this purpose, the handling device engages 76 a winding core 34 and moves this to the one in the first spindle 27 tensioned connection part 3 , The winding core 34 gets into the connection part 3 introduced and held there for example by means of a press fit. Subsequently, the winding device 25 as well as the second turning spindle 31 in the direction of the first turning spindle 27 procedure, so that the winding core 34 through the duct opening 49 guided and into the connection part 3 the second rotary spindle 31 is introduced. The winding core 34 is in this connector part 3 for example, held by a press fit. The connecting parts 3 and the winding core 34 are now in the manufacturing plant 22 clamped.

Der Faser-Matrix-Auftrag 36 wird von der Aufbereitungseinrichtung 37 bereitgestellt und über den Ringwickelkopf 43 zugeführt. Hierzu verlaufen die mit dem Matrixmaterial imprägnierten Fasern bzw. Faser-Rovings 7 in Richtung der Drehachse 30 durch die Führungsbohrungen 47. Die Fasern 7 werden nun mittels der Schneideinheit 45, die gleichzeitig als Faserfänger dient, gegriffen. Hierzu werden die Außenhülse 60 und die Innenhülse 61 gemeinsam in Richtung des Ringwickelkopfes 43 verlagert, so dass die Enden der Fasern 7 in die Längsausnehmungen 64 und die Schrägausnehmungen 65 eingeführt werden. Anschließend wird die Innenhülse 61 relativ zu der Außenhülse 60 in Drehrichtung 67 verdreht, wobei die Fasern 7 zwischen der Außenhülse 60 und der Innenhülse 61 geklemmt werden. Daraufhin werden die Außenhülse 60 und die Innenhülse 61 zurück in Richtung der zweiten Drehspindel 31 verfahren, so dass die Schneideinheit 45 und der Ringwickelkopf 43 in axialer Richtung voneinander beabstandet sind.The fiber matrix order 36 is from the processing facility 37 provided and over the ring winding head 43 fed. For this purpose, the fibers or fiber rovings impregnated with the matrix material run 7 in the direction of the axis of rotation 30 through the guide holes 47 , The fibers 7 are now using the cutting unit 45 , which also serves as a fiber catcher, gripped. For this purpose, the outer sleeve 60 and the inner sleeve 61 together in the direction of the ring winding head 43 shifted so that the ends of the fibers 7 in the longitudinal recesses 64 and the oblique recesses 65 be introduced. Subsequently, the inner sleeve 61 relative to the outer sleeve 60 in the direction of rotation 67 twisted, with the fibers 7 between the outer sleeve 60 and the inner sleeve 61 be clamped. Then the outer sleeve 60 and the inner sleeve 61 back towards the second spindle 31 proceed so that the cutting unit 45 and the ring winding head 43 are spaced apart in the axial direction.

Die geöffnete Andruckzange 44 wird nun in Richtung des Wickelkerns 34 verfahren, wobei die Fasern 7 und der Wickelkern 34 durch die Andruckbänder 56, 57 umgriffen werden. Anschließend wird die Andruckzange 44 mittels des Schließantriebs 62 in die in 17 gezeigte geschlossene Stellung gebracht, wobei die Fasern 7 mittels der Andruckbänder 56, 57 an dem Wickelkern 34 geklemmt werden. Dies ist in 16 gezeigt.The opened pressure tool 44 will now be in the direction of the winding core 34 procedure, whereby the fibers 7 and the winding core 34 through the pressure belts 56 . 57 be seized. Then the pressure pliers 44 by means of the closing drive 62 in the in 17 shown closed position, wherein the fibers 7 by means of the pressure belts 56 . 57 at the hub 34 be clamped. This is in 16 shown.

Die Schneideinheit 45 löst die Klemmung der Fasern 7 und fahrt vollständig zurück in Richtung der zweiten Drehspindel 31. Durch Antreiben der Drehspindeln 27, 31 beginnt der Wickelvorgang, wobei die Enden der Fasern 7 zunächst durch diese selbst umwickelt werden, so dass die Fasern 7 an dem Wickelkern 34 gehalten werden. Durch die umlaufenden Andruckbänder 56, 57 werden die Fasern 7 während dieses Wickelvorgangs ständig gehalten. Wird die Andruckzange 44 nicht länger benötigt, so wird diese geöffnet und in der y-Richtung von dem Wickelkern 34 weg verfahren. Nun beginnt der eigentliche Wickelvorgang.The cutting unit 45 releases the clamping of the fibers 7 and drive back completely in the direction of the second spindle 31 , By driving the spindles 27 . 31 begins the winding process, with the ends of the fibers 7 first be wrapped by this themselves, so that the fibers 7 at the hub 34 being held. Through the circulating pressure belts 56 . 57 become the fibers 7 kept constantly during this wrapping process. Will the pressure pliers 44 no longer needed, so this is opened and in the y-direction of the winding core 34 move away. Now the actual winding process begins.

Der Wickelkern 34 und die Anschlussteile 3 werden – je nach der Ausbildung der Welle 1 – in mehreren Faserlagen 15, 16, 18 umwickelt, wobei insbesondere Faserschlaufen 8 ausgebildet werden, die an den Anlageflächen A der Lagerelemente 10 anliegen und so die drehfeste Verbindung zwischen dem Wellenteil 2 und den Anschlussteilen 3 herstellen. Durch den Ringwickelkopf 43 werden gleichzeitig eine Vielzahl von imprägnierten Fasern bzw. Faser-Rovings 7 auf den Wickelkern 34 aufgebracht. Während des Wickelvorgangs wird dieser Faser-Matrix-Auftrag 36 mittels der Bestrahlungseinheit 46 bestrahlt, so dass schon während des Wickelvorgangs ein An- bzw. Aushärten des Faser-Matrix-Auftrages 36 erfolgt.The winding core 34 and the connecting parts 3 be - depending on the training of the wave 1 - in several fiber layers 15 . 16 . 18 wrapped, in particular fiber loops 8th are formed, which at the contact surfaces A of the bearing elements 10 abut and so the non-rotatable connection between the shaft part 2 and the connection parts 3 produce. Through the ring winding head 43 be simultaneously a variety of impregnated fibers or fiber rovings 7 on the winding core 34 applied. During the winding process, this fiber matrix job 36 by means of the irradiation unit 46 irradiated so that even during the winding process on or curing of the fiber-matrix order 36 he follows.

Am Ende des Wickelvorgangs wird die Schneideinheit 45 in Richtung des Ringwickelkopfes 43 verfahren, bis die Fasern 7 wieder in die Längsausnehmungen 64 und die Schrägausnehmungen 65 eingeführt sind. Anschließend wird die Schneideinheit 45 etwas vom dem Ringwickelkopf 43 beabstandet. Die Innenhülse 61 wird relativ zu der Außenhülse 60 in der Drehrichtung 67 derart verdreht, dass die Schneidkanten 66 die Fasern 7 durchtrennen. Durch die Beabstandung vor dem Durchtrennen ist das sichere Greifen der Fasern 7 für die Ausführung eines nachfolgenden Wickelvorgangs gewährleistet. At the end of the winding process, the cutting unit 45 in the direction of the ring winding head 43 proceed until the fibers 7 again in the longitudinal recesses 64 and the oblique recesses 65 are introduced. Subsequently, the cutting unit 45 something from the ring winding head 43 spaced. The inner sleeve 61 becomes relative to the outer sleeve 60 in the direction of rotation 67 twisted so that the cutting edges 66 the fibers 7 cut. By the spacing before cutting is the secure gripping of the fibers 7 guaranteed for the execution of a subsequent winding process.

Das ausgehärtete Wellenteil 2 wird mittels der Bearbeitungseinrichtung 68 – soweit erforderlich – nachbearbeitet, so dass beim Wickelvorgang erzeugte Unwuchten verringert werden. Hierzu wird das Wellenteil 2 mittels der Drehspindeln 27, 31 drehangetrieben. Das Werkzeug 75 der Bearbeitungseinrichtung 68 wird in y-Richtung zugestellt und das Wellenteil 2 nachbearbeitet. Bei der Nachbearbeitung kann es sich beispielsweise um einen Schleif-, Fräs- und/oder Drehvorgang handeln. Das Wickeln, Aushärten und Nachbearbeiten des Wellenteils 2 erfolgt somit in einer Aufspannung.The hardened shaft part 2 is by means of the processing device 68 - If necessary - reworked so that imbalances generated during the winding process can be reduced. For this purpose, the shaft part 2 by means of the turning spindles 27 . 31 rotatably driven. The tool 75 the processing device 68 is delivered in the y-direction and the shaft part 2 reworked. The post-processing can be, for example, a grinding, milling and / or turning operation. The winding, curing and reworking of the shaft part 2 takes place in one setting.

Nach Abschluss des Nachbearbeitens greift die Handhabungseinrichtung 76 das Wellenteil 2. Die Anschlussteile 3 werden nun durch die Spannfutter 28, 32 freigegeben. Die Wickeleinrichtung 25 und die zweite Drehspindel 31 werden von der ersten Drehspindel 27 weg verfahren, so dass das Welleteil 2 sich nicht länger durch die Durchführungsöffnung 49 erstreckt. Die von der Handhabungseinrichtung 76 gehaltene Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle 1 kann nun abgelegt werden, wobei sich der Wickelkern 34 noch in dieser befindet. In einem nachfolgenden Arbeitsschritt wird der Wickelkern 34 entfernt. Die konische Ausbildung des Wickelkerns 34 erleichtert das Entfernen.After completion of the reworking handles the handling device 76 the shaft part 2 , The connecting parts 3 Now be through the chucks 28 . 32 Approved. The winding device 25 and the second rotating spindle 31 be from the first turning spindle 27 Move away, leaving the corrugated part 2 no longer through the duct opening 49 extends. The of the handling device 76 held metal fiber composite shaft 1 can now be stored, with the hub 34 still located in this. In a subsequent step, the winding core 34 away. The conical design of the winding core 34 facilitates removal.

Durch das Wickeln, Aushärten und Nachbearbeiten der Welle 1 in einer Aufspannung sowie durch die Ausbildung der Steuereinrichtung 80, die ein Wickeln der Faserschlaufen 8 um die entsprechenden Lagerelemente 10 ermöglicht, kann die Welle 1 auf einfache Weise und mit im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten Kraft- bzw. Drehmomentübertragungseigenschaften sowie einer deutlich verringerten Rotationsunwuchtigkeit hergestellt werden. Je nach Ausbildung der Steuereinrichtung 80 sowie der Anschlussteile 3 können beliebige der in den 1 bis 10 beschriebenen Metall-Faserverbundwerkstoff-Wellen 1 hergestellt werden.By winding, curing and reworking the shaft 1 in a single clamping and by the formation of the control device 80 wrapping the fiber loops 8th around the corresponding bearing elements 10 allows, the shaft can 1 be produced in a simple manner and with respect to the prior art improved force or torque transmission properties and a significantly reduced Rotationsunwuchtigkeit. Depending on the design of the control device 80 as well as the connecting parts 3 Any of those in the 1 to 10 described metal-fiber composite shafts 1 getting produced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2946530 A1 [0002] DE 2946530 A1 [0002]
  • DE 3027432 A1 [0003] DE 3027432 A1 [0003]

Claims (24)

Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle, umfassend – ein hohlzylinderförmiges und eine Mittellängsachse (5) aufweisendes Wellenteil (2) aus einem Faserverbundwerkstoff mit – einer Matrix (6) und – in der Matrix (6) eingebetteten Fasern (7), wobei die Fasern (7) an einem Wellenteilende (4) mehrere sich in Richtung der Mittellängsachse (5) erstreckende Faserschlaufen (8) bilden, – ein mit dem Wellenteil (2) verbundenes metallisches Anschlussteil (3; 3f) mit – einem hohlzylinderförmigen Grundkörper (9; 9c; 9d; 9e; 9f) und – mehreren umfangsseitig an dem Grundkörper (9; 9c; 9d; 9e; 9f) angeordneten und radial vorspringenden Lagerelementen (10; 10a; 10b) zur Lagerung der Faserschlaufen (8), dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest ein Teil der Lagerelemente (10; 10a; 10b) eine von einer Kreisform abweichende Umfangskontur (U) aufweist und entlang der Umfangskontur (U) verlaufende Anlageflächen (A) ausbildet, und – die Faserschlaufen (8) zur Kraftübertragung zwischen dem Wellenteil (2) und dem Anschlussteil (3; 3f) gegen die Anlageflächen (A) anliegen.Metal fiber composite shaft comprising - a hollow cylindrical and a central longitudinal axis ( 5 ) having wave part ( 2 ) of a fiber composite material with - a matrix ( 6 ) and - in the matrix ( 6 ) embedded fibers ( 7 ), whereby the fibers ( 7 ) at a shaft end ( 4 ) several in the direction of the central longitudinal axis ( 5 ) extending fiber loops ( 8th ), - one with the shaft part ( 2 ) connected metallic connection part ( 3 ; 3f ) with - a hollow cylindrical basic body ( 9 ; 9c ; 9d ; 9e ; 9f ) and - several peripherally on the main body ( 9 ; 9c ; 9d ; 9e ; 9f ) and radially projecting bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ) for storing the fiber loops ( 8th ), characterized in that - at least a part of the bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ) has a peripheral contour (U) deviating from a circular shape and forms abutment surfaces (A) running along the circumferential contour (U), and - the fiber loops ( 8th ) for transmitting power between the shaft part ( 2 ) and the connection part ( 3 ; 3f ) abut against the contact surfaces (A). Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Anlageflächen (A) in Richtung des Wellenteils (2) eine parallel zu der Mittellängsachse (5) verlaufende Faserrichtung (F) definiert.Metal fiber composite shaft according to claim 1, characterized in that at least one of the contact surfaces (A) in the direction of the shaft part ( 2 ) one parallel to the central longitudinal axis ( 5 ) extending fiber direction (F) defined. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Anlageflächen (A) in Richtung des Wellenteils (2) eine quer zu der Mittellängsachse (5) verlaufende Faserrichtung (F) definiert.Metal fiber composite shaft according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the contact surfaces (A) in the direction of the shaft part ( 2 ) one transverse to the central longitudinal axis ( 5 ) extending fiber direction (F) defined. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Anlageflächen (A) in Richtung des Wellenteils (2) zwei unterschiedlich verlaufende Faserrichtungen (F) definiert.Metal fiber composite shaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the contact surfaces (A) in the direction of the shaft part ( 2 ) defines two differently extending fiber directions (F). Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserrichtungen (F) symmetrisch zu der Mittellängsachse (5) verlaufen.Metal-fiber composite shaft according to claim 4, characterized in that the fiber directions (F) symmetrical to the central longitudinal axis ( 5 ). Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Anlageflächen (A) einen im Wesentlichen ebenen Abschnitt (A1, A2) aufweist.Metal fiber composite shaft according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the contact surfaces (A) has a substantially planar portion (A 1 , A 2 ). Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Lagerelemente (10) eine Umfangskontur (U) in Form eines Parallelogramms aufweist.Metal-fiber composite shaft according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the bearing elements ( 10 ) has a peripheral contour (U) in the form of a parallelogram. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Lagerelemente (10a) eine Umfangskontur (U) in Form eines Tropfens aufweist.Metal fiber composite shaft according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the bearing elements ( 10a ) has a peripheral contour (U) in the form of a drop. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Lagerelemente (10b) eine Umfangskontur (U) in Form einer Raute aufweist.Metal-fiber composite shaft according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the bearing elements ( 10b ) has a peripheral contour (U) in the form of a rhombus. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einem der Lagerelemente (10; 10a; 10b) die Anlagefläche (A) in einem dem Wellenteil (2) abgewandten Abschnitt (A3) abgerundet ist.Metal fiber composite shaft according to one of claims 1 to 9, characterized in that in at least one of the bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ) the contact surface (A) in a shaft part ( 2 ) facing away from section (A 3 ) is rounded. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (10; 10a; 10b) in mehreren Kaskadenstufen (13, 14, 17) angeordnet sind.Metal-fiber composite shaft according to one of claims 1 to 10, characterized in that the bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ) in several cascade stages ( 13 . 14 . 17 ) are arranged. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (10; 10a; 10b) in jeweils einer Kaskadenstufe (13, 14, 17) gleich ausgebildet sind.Metal-fiber composite shaft according to claim 11, characterized in that the bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ) in each case in a cascade stage ( 13 . 14 . 17 ) are the same. Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (10; 10a; 10b) in unterschiedlichen Kaskadenstufen (13, 14, 17) unterschiedlich ausgebildet sind.Metal-fiber composite shaft according to claim 11 or 12, characterized in that the bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ) in different cascade stages ( 13 . 14 . 17 ) are formed differently. Herstellungsverfahren für eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle, umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines metallischen Anschlussteils (3; 3f) mit – einem hohlzylinderförmigen Grundkörper (9; 9d; 9e; 9f) und – mehreren umfangsseitig an dem Grundkörper (9; 9d; 9e; 9f) angeordneten und radial vorspringenden Lagerelementen (10; 10a; 10b), wobei zumindest ein Teil der Lagerelemente (10; 10a; 10b) eine von einer Kreisform abweichende Umfangskontur (U) aufweist und entlang der Umfangskontur (U) verlaufende Anlageflächen (A) ausbildet, – Aufspannen des Anschlussteils (3; 3f) und eines mit diesem verbundenen Wickelkerns (34), – Aufbringen eines Faser-Matrix-Auftrages (36) auf den Wickelkern (34) zur Bildung eines hohlzylinderförmigen Wellenteils (2), – wobei gegen die Anlageflächen (A) anliegende und sich in Richtung einer Mittellängsachse (5) des Wellenteils (2) erstreckende Faserschlaufen (8) ausgebildet werden, – wobei die Faserschlaufen (8) das Wellenteil (2) mit dem Anschlussteil (3; 3f) verbinden, – Aushärten des Faser-Matrix-Auftrages (36) zu einem Faserverbundwerkstoff, – Ausspannen des Anschlussteils (3; 3f) und des Wickelkerns (34), und – Entfernen des Wickelkerns (34).Manufacturing method for a metal-fiber composite shaft, comprising the steps: - providing a metallic connection part ( 3 ; 3f ) with - a hollow cylindrical basic body ( 9 ; 9d ; 9e ; 9f ) and - several peripherally on the main body ( 9 ; 9d ; 9e ; 9f ) and radially projecting bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ), wherein at least a part of the bearing elements ( 10 ; 10a ; 10b ) has a peripheral contour (U) deviating from a circular shape and forms abutment surfaces (A) running along the peripheral contour (U), - clamping the connecting part ( 3 ; 3f ) and a winding core connected thereto ( 34 ), - application of a fiber matrix order ( 36 ) on the winding core ( 34 ) to form a hollow cylindrical shaft part ( 2 ), - wherein against the contact surfaces (A) adjacent and in the direction of a central longitudinal axis ( 5 ) of the shaft part ( 2 ) extending fiber loops ( 8th ), - whereby the fiber loops ( 8th ) the shaft part ( 2 ) with the connection part ( 3 ; 3f ) connect, - curing the fiber matrix order ( 36 ) to a fiber composite material, - unclamping the connection part ( 3 ; 3f ) and the winding core ( 34 ), and - removing the winding core ( 34 ). Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten während des Aufbringens des Faser-Matrix-Auftrages (36) erfolgt, wobei das Aushärten durch ein Bestrahlen des Faser-Matrix-Auftrages (36) mit von einer Bestrahlungseinheit (46) emittierter Strahlung initiiert wird.Manufacturing method according to claim 14, characterized in that the curing during the application of the fiber matrix order ( 36 ), wherein the curing by irradiation of the fiber-matrix order ( 36 ) with an irradiation unit ( 46 ) emitted radiation is initiated. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nachbearbeiten des ausgehärteten Wellenteils (2) vor dem Ausspannen erfolgt.Manufacturing method according to claim 14 or 15, characterized in that a reworking of the hardened shaft part ( 2 ) takes place before relaxing. Herstellungsanlage für eine Metall-Faserverbundwerkstoff-Welle mit – einem Untergestell (23), – einer ersten Drehspindel (27) zum Spannen eines metallischen Anschlussteils (3), die – auf dem Untergestell (23) angeordnet ist und – um eine parallel zu einer x-Richtung verlaufende Drehachse (30) mittels eines ersten Spindel-Antriebsmotors (29) drehantreibbar ist, – einem auf dem Untergestell (23) angeordneten Gegenlager (31) zum Lagern eines mit dem Anschlussteil (3) verbundenen Wickelkerns (34), – einer Wickeleinrichtung (25), die – auf dem Untergestell (23) zwischen der Drehspindel (27) und dem Gegenlager (31) angeordnet ist, – in der horizontalen x-Richtung mittels eines ersten x-Antriebsmotors (26) verfahrbar ist, – eine Durchführungsöffnung (49) für den Wickelkern (34) aufweist, – eine Zuführeinheit (43) zum Aufbringen eines Faser-Matrix-Auftrages (36) auf den Wickelkern (34) aufweist und – eine Bestrahlungseinheit (46) zum Aushärten des Faser-Matrix-Auftrages (36) zu einem Wellenteil (2) aus einem Faserverbundwerkstoff aufweist, und – einer Steuereinrichtung (80), die derart ausgebildet ist, dass beim Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages (36) sich in Richtung einer Mittellängsachse (5) des Wellenteils (2) erstreckende Faserschlaufen (8) erzeugbar sind.Manufacturing plant for a metal-fiber composite shaft with - a subframe ( 23 ), - a first rotary spindle ( 27 ) for tensioning a metallic connection part ( 3 ), which - on the undercarriage ( 23 ) is arranged and - about an axis of rotation parallel to an x-direction ( 30 ) by means of a first spindle drive motor ( 29 ) is rotationally drivable, - one on the subframe ( 23 ) arranged abutment ( 31 ) for storing one with the connecting part ( 3 ) connected winding core ( 34 ), - a winding device ( 25 ), which - on the undercarriage ( 23 ) between the rotary spindle ( 27 ) and the counter bearing ( 31 ) is arranged, in the horizontal x-direction by means of a first x-drive motor ( 26 ), - an opening ( 49 ) for the winding core ( 34 ), - a feed unit ( 43 ) for applying a fiber matrix order ( 36 ) on the winding core ( 34 ) and - an irradiation unit ( 46 ) for curing the fiber matrix order ( 36 ) to a shaft part ( 2 ) comprises a fiber composite material, and - a control device ( 80 ), which is designed such that when applying the fiber matrix order ( 36 ) in the direction of a central longitudinal axis ( 5 ) of the shaft part ( 2 ) extending fiber loops ( 8th ) are producible. Herstellungsanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeleinrichtung (25) eine Klemmeinheit (44) zum Klemmen von Fasern (7) des Faser-Matrix-Auftrages (36) an dem Wickelkern (34) aufweist.Manufacturing plant according to claim 17, characterized in that the winding device ( 25 ) a clamping unit ( 44 ) for clamping fibers ( 7 ) of the fiber matrix order ( 36 ) on the winding core ( 34 ) having. Herstellungsanlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeleinrichtung (25) eine Schneideinheit (45) zum Schneiden der Fasern (7) nach dem Aufbringen des Faser-Matrix-Auftrages (36) aufweist.Manufacturing plant according to claim 17 or 18, characterized in that the winding device ( 25 ) a cutting unit ( 45 ) for cutting the fibers ( 7 ) after application of the fiber matrix order ( 36 ) having. Herstellungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (31) als Drehspindel ausgebildet ist, die um die Drehachse (30) mittels eines zweiten Spindel-Antriebsmotors (33) drehantreibbar ist.Manufacturing plant according to one of claims 17 to 19, characterized in that the abutment ( 31 ) is designed as a rotary spindle, which is about the axis of rotation ( 30 ) by means of a second spindle drive motor ( 33 ) is rotary drivable. Herstellungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (31) in der x-Richtung mittels eines zweiten x-Antriebsmotors (35) verfahrbar ist.Manufacturing plant according to one of claims 17 to 20, characterized in that the abutment ( 31 ) in the x direction by means of a second x drive motor ( 35 ) is movable. Herstellungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bearbeitungseinrichtung (68) zum Nachbearbeiten des Wellenteils (2) vorgesehen ist, die an dem Untergestell (23) angeordnet und mittels eines dritten x-Antriebsmotors (70) in der x-Richtung verfahrbar ist.Manufacturing plant according to one of claims 17 to 21, characterized in that a processing device ( 68 ) for reworking the shaft part ( 2 ) provided on the subframe ( 23 ) and by means of a third x-drive motor ( 70 ) is movable in the x-direction. Herstellungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Handhabungseinrichtung (76) zum Handhaben des Anschlussteils (3) und des Wickelkerns (34) vorgesehen ist.Manufacturing plant according to one of claims 17 to 22, characterized in that a handling device ( 76 ) for handling the connection part ( 3 ) and the winding core ( 34 ) is provided. Herstellungsanlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (76) mittels eines vierten x-Antriebsmotors (79) in der x-Richtung verfahrbar ist.Manufacturing plant according to claim 23, characterized in that the handling device ( 76 ) by means of a fourth x drive motor ( 79 ) is movable in the x-direction.
DE102009036509A 2009-08-07 2009-08-07 Metal-fiber composite-shaft has hollow-cylindrical shaped shaft part made of fiber composite, where shaft part has center longitudinal axis Withdrawn DE102009036509A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009036509A DE102009036509A1 (en) 2009-08-07 2009-08-07 Metal-fiber composite-shaft has hollow-cylindrical shaped shaft part made of fiber composite, where shaft part has center longitudinal axis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009036509A DE102009036509A1 (en) 2009-08-07 2009-08-07 Metal-fiber composite-shaft has hollow-cylindrical shaped shaft part made of fiber composite, where shaft part has center longitudinal axis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009036509A1 true DE102009036509A1 (en) 2011-04-14

Family

ID=43734354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009036509A Withdrawn DE102009036509A1 (en) 2009-08-07 2009-08-07 Metal-fiber composite-shaft has hollow-cylindrical shaped shaft part made of fiber composite, where shaft part has center longitudinal axis

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009036509A1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103596792A (en) * 2011-04-15 2014-02-19 Gkn动力传动系统北美有限公司 Composite tubeshaft to metallic interface
DE102014012562B3 (en) * 2014-08-29 2015-10-08 Technische Universität München Method for producing a joint on a component made of a fiber composite material
DE102014208921A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-12 Technische Universität Dresden Engine exterior structure of fiber composite material with integral metallic connection element
DE102014208923A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-12 Technische Universität Dresden A method of connecting an engine casing of fiber composite material to a metal terminal
WO2017053541A1 (en) * 2015-09-22 2017-03-30 Rohr, Inc. Driveshaft for a rotary system
WO2018093710A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Dana Automotive Systems Group, Llc Open composite shaft
EP3617064A1 (en) * 2018-08-24 2020-03-04 Hamilton Sundstrand Corporation Ballistic resistant drive shaft
CN110925276A (en) * 2019-11-21 2020-03-27 东华大学 Fiber reinforced resin matrix composite material barrel connecting structure
EP4345326A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-03 Goodrich Corporation Flexible composite drive shaft

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2946530A1 (en) 1979-11-17 1981-05-27 Felten & Guilleaume Carlswerk AG, 5000 Köln DRIVE SHAFT MADE OF FIBER REINFORCED PLASTIC, WITH FIXED END PIECES
DE3027432A1 (en) 1980-07-19 1982-02-18 Felten & Guilleaume Carlswerk AG, 5000 Köln DRIVE SHAFT MADE OF FIBER REINFORCED PLASTIC, WITH ARTIFICIAL WRAPPED END PIECES
EP0087384B1 (en) * 1982-02-17 1986-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Method of manufacturing a fibre-reinforced pressure bar or tie rod
US4569710A (en) * 1980-12-30 1986-02-11 Societe Anonyme Diamant Boart Process for manufacturing the inner tube element for a double tube coring apparatus
US4704918A (en) * 1985-02-19 1987-11-10 Kamatics Corporation Composite material force or motion transmitting member
JPH0694024A (en) * 1991-12-06 1994-04-05 Toho Rayon Co Ltd Fiber-reinforced-resin-made drive shaft and manufacture thereof
US5605507A (en) * 1993-06-02 1997-02-25 Institut Francais Du Petrole Mechanical linking device made of wound fiber-reinforced resin manufacturing process
DE10022663A1 (en) * 1999-05-11 2000-12-28 Toyoda Automatic Loom Works Fiber reinforced plastic pipe for propeller shafts, has helical wound layer made of reinforced fiber and bond portion of pipe has volume rate of fiber content lower than main body portion
DE102008056002A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Engine shaft made of a fiber composite plastic tube with metallic drive and driven pin

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2946530A1 (en) 1979-11-17 1981-05-27 Felten & Guilleaume Carlswerk AG, 5000 Köln DRIVE SHAFT MADE OF FIBER REINFORCED PLASTIC, WITH FIXED END PIECES
DE3027432A1 (en) 1980-07-19 1982-02-18 Felten & Guilleaume Carlswerk AG, 5000 Köln DRIVE SHAFT MADE OF FIBER REINFORCED PLASTIC, WITH ARTIFICIAL WRAPPED END PIECES
US4569710A (en) * 1980-12-30 1986-02-11 Societe Anonyme Diamant Boart Process for manufacturing the inner tube element for a double tube coring apparatus
EP0087384B1 (en) * 1982-02-17 1986-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Method of manufacturing a fibre-reinforced pressure bar or tie rod
US4704918A (en) * 1985-02-19 1987-11-10 Kamatics Corporation Composite material force or motion transmitting member
JPH0694024A (en) * 1991-12-06 1994-04-05 Toho Rayon Co Ltd Fiber-reinforced-resin-made drive shaft and manufacture thereof
US5605507A (en) * 1993-06-02 1997-02-25 Institut Francais Du Petrole Mechanical linking device made of wound fiber-reinforced resin manufacturing process
DE10022663A1 (en) * 1999-05-11 2000-12-28 Toyoda Automatic Loom Works Fiber reinforced plastic pipe for propeller shafts, has helical wound layer made of reinforced fiber and bond portion of pipe has volume rate of fiber content lower than main body portion
DE102008056002A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Engine shaft made of a fiber composite plastic tube with metallic drive and driven pin

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103596792A (en) * 2011-04-15 2014-02-19 Gkn动力传动系统北美有限公司 Composite tubeshaft to metallic interface
DE102014208921B4 (en) * 2014-05-12 2017-10-19 Technische Universität Dresden Engine exterior structure of fiber composite material with integral metallic connection element
DE102014208923B4 (en) * 2014-05-12 2017-10-19 Technische Universität Dresden A method of connecting an engine casing of fiber composite material to a metal terminal
DE102014208921A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-12 Technische Universität Dresden Engine exterior structure of fiber composite material with integral metallic connection element
DE102014208923A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-12 Technische Universität Dresden A method of connecting an engine casing of fiber composite material to a metal terminal
WO2016030134A2 (en) 2014-08-29 2016-03-03 Technische Universität München Method for producing a joint on a component consisting of a fibre-composite material
WO2016030134A3 (en) * 2014-08-29 2016-06-23 Technische Universität München Method for producing a joint on a component consisting of a fibre-composite material
DE102014012562B3 (en) * 2014-08-29 2015-10-08 Technische Universität München Method for producing a joint on a component made of a fiber composite material
WO2017053541A1 (en) * 2015-09-22 2017-03-30 Rohr, Inc. Driveshaft for a rotary system
CN108026958A (en) * 2015-09-22 2018-05-11 罗尔公司 Drive shaft for rotary system
WO2018093710A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Dana Automotive Systems Group, Llc Open composite shaft
CN109952187A (en) * 2016-11-18 2019-06-28 德纳汽车系统集团有限责任公司 Open composite shaft
CN109952187B (en) * 2016-11-18 2021-06-18 德纳汽车系统集团有限责任公司 Open type composite shaft
DE112017005843B4 (en) 2016-11-18 2023-11-09 Dana Automotive Systems Group, Llc Composite shaft arrangement, composite shaft end piece and method for producing a composite shaft
EP3617064A1 (en) * 2018-08-24 2020-03-04 Hamilton Sundstrand Corporation Ballistic resistant drive shaft
CN110925276A (en) * 2019-11-21 2020-03-27 东华大学 Fiber reinforced resin matrix composite material barrel connecting structure
EP4345326A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-03 Goodrich Corporation Flexible composite drive shaft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009036509A1 (en) Metal-fiber composite-shaft has hollow-cylindrical shaped shaft part made of fiber composite, where shaft part has center longitudinal axis
EP0443470B1 (en) Method and apparatus for producing fribre reinforced composite members
DE102009008329B4 (en) Preform device for preforming a semifinished textile product
DE10022663A1 (en) Fiber reinforced plastic pipe for propeller shafts, has helical wound layer made of reinforced fiber and bond portion of pipe has volume rate of fiber content lower than main body portion
EP2247435B1 (en) Method and device and the use thereof for producing a fiber composite part
DE102010005987B4 (en) Process for producing hollow bodies with collar-shaped reinforcements
EP2927908A1 (en) Chopper blade and device and method for its manufacture
EP3046739B1 (en) Method for producing a fiber-composite semi-finished product
EP3723963B1 (en) Method for producing a component, and component
DE102012101724B4 (en) Fiber material blank for the production of a fiber composite material component
DE68913121T2 (en) Thread winding device.
EP3012093B1 (en) Method and assembly for manufacturing a flat spring
WO2009112017A2 (en) Method for producing a rotor blade for a wind power plant and a rotor blade produced according to said method
DE102020111783A1 (en) Carrier assembly, in particular tool carrier assembly and method for their assembly
DE102009041177A1 (en) Method for the production of a three-dimensional fiber composite part, comprises providing a base textile on a support and processing the base textile to form a fiber perform during the base textile is rotated with the support
DE102012218178A1 (en) Device useful for producing fiber preforms, preferably a precursor in the preparation of fiber-reinforced plastic components, comprises many unwinding stations for providing many yarns, rovings or ribbons, and many grippers
EP3389926A1 (en) Grinding body having reduced weight
EP0442092B1 (en) Method of manufacturing fibre reinforced products
DE102012101726B4 (en) Process for producing a fiber material blank
DE102012101721B4 (en) Use of a winding frame for producing a fiber composite component
EP3268197B1 (en) Method for producing a preform
DE102015103161B4 (en) Filament winding plant and method for producing a fiber material blank
DE102012109222B4 (en) Device and method for automated connection of two components in a joint area
DE2128294C2 (en) Roll shell and process for its manufacture
EP3819054A1 (en) Support assembly, in particular tool support assembly, and method for its assembly

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee