DE102012106118B3 - One-piece Cardan joint component for transferring torques and rotational movements in e.g. motor car manufacturing application, has fork-type joint arranged at end section, and connecting flange arranged at another opposite end section - Google Patents

One-piece Cardan joint component for transferring torques and rotational movements in e.g. motor car manufacturing application, has fork-type joint arranged at end section, and connecting flange arranged at another opposite end section Download PDF

Info

Publication number
DE102012106118B3
DE102012106118B3 DE201210106118 DE102012106118A DE102012106118B3 DE 102012106118 B3 DE102012106118 B3 DE 102012106118B3 DE 201210106118 DE201210106118 DE 201210106118 DE 102012106118 A DE102012106118 A DE 102012106118A DE 102012106118 B3 DE102012106118 B3 DE 102012106118B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
joint
fiber
component
yoke
fork
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.)
Active
Application number
DE201210106118
Other languages
German (de)
Inventor
Oliver Fischer
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.)
Xperion GmbH
Original Assignee
Xperion GmbH
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 Xperion GmbH filed Critical Xperion GmbH
Priority to DE201210106118 priority Critical patent/DE102012106118B3/en
Priority to PCT/DE2013/100250 priority patent/WO2014005584A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102012106118B3 publication Critical patent/DE102012106118B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • 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
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • 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
    • 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
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/382Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another constructional details of other than the intermediate member
    • 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
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/382Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another constructional details of other than the intermediate member
    • F16D3/387Fork construction; Mounting of fork on shaft; Adapting shaft for mounting of fork
    • 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
    • F16D2200/00Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/006Materials; Production methods therefor containing fibres or particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

The component has a fork-type joint (11) arranged at an end section. A connecting flange (12) is arranged at another opposite end section. The component is formed from a fiber-plastic-composite material. Fibers of the material in component sections include different fiber orientations, respectively. The predominant fibers of different fiber types are arranged in respective composite material regions. The fiber types are different relative to fiber lengths. One of the component sections includes an outer edge region of the joint. The other section includes an inner region of the joint. The fork-type joint is a flange-side fork-type joint. Independent claims are also included for the following: (1) a joint shaft arrangement (2) a method for manufacturing a one-piece joint component.

Description

Die Erfindung betrifft Technologien auf dem Gebiet der Gelenkwellen.The invention relates to technologies in the field of propeller shafts.

Hintergrundbackground

Gelenkwellen dienen üblicherweise zur Übertragung von Drehmomenten oder Drehbewegungen, sei es zum Beispiel im allgemeinen Maschinenbau oder speziell im Fahrzeugbau. In einer Ausbildung verfügt die Gelenkwelle über einen rohrförmigen Gelenkwellenkörper, an dem endseitig wenigstens eine Gelenkgabel angeordnet ist, die nutzbar ist, eine Gelenkwellenanordnung herzustellen, bei der in die Gelenkwelle ein Gelenk integriert ist, derart, dass das Gelenk unter Einbeziehung der Gelenkgabel an dem Gelenkwellenkörper angeordnet ist.Cardan shafts are usually used for the transmission of torques or rotational movements, be it for example in general mechanical engineering or especially in vehicle construction. In one embodiment, the propeller shaft has a tubular cardan shaft body, at the end of which at least one yoke is arranged, which is usable to produce a propeller shaft assembly in which a joint is integrated in the propeller shaft, such that the joint including the yoke on the propeller shaft body is arranged.

Zum Zwecke der Gewichtsredzierung wurde vorgeschlagen, metallische Gelenkwellen durch Gelenkwellen zu ersetzen, bei denen der rohrförmige Gelenkwellenkörper aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial (FKV, Composite Material) besteht. Als Faser-Kunststoff-Verbundmaterialen kommen insbesondere kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) zum Einsatz.For the purpose of Gewichtsredzierung has been proposed to replace metallic propeller shafts by propeller shafts, in which the tubular cardan shaft body consists of a fiber-plastic composite material (FKV, Composite Material). Carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP) or glass-fiber reinforced plastic (GRP) are used in particular as fiber-plastic composite materials.

In die Gelenkwelle können unterschiedliche Arten von Gelenken integriert werden, die beispielsweise auch einen Ausgleich eines Winkelversatzes und/oder einen Axialversatz im Einbau- und Betriebszustand ermöglichen können. Zu den Gelenkarten gehören insbesondere Kardangelenke, Gummigelenkscheiben, Gleichlaufgelenke, Lamellenkupplungen und dergleichen.In the propeller shaft different types of joints can be integrated, which can for example also allow compensation of angular misalignment and / or axial misalignment in installation and operating condition. Cardan joints, rubber disc washers, constant velocity joints, multi-plate clutches and the like belong in particular to the joint types.

Ist der rohrförmige Gelenkwellenkörper aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt, so besteht eine besondere Herausforderung darin, den Übergang zum Gelenk funktionsgerecht herzustellen. Ist das zu integrierende Gelenk aus Metall, so findet im Bereich der Anbindung des Gelenkes an den rohrförmigen Gelenkwellenkörper ein Wechsel des Werkstoffes statt, nämlich vom Faser-Kunststoff-Verbundmaterial zum Metall. In dem Dokument DE 30 07 896 A1 ist eine Anschlussverbindung für Faserkunststoffrohre, insbesondere Hohlwellen von Kraftfahrzeugen, beschrieben, die sich mit diesem Problem beschäftigt. Es ist dort ein längsverzahnter Pressverband vorgesehen. Ein Nachteil dieser Technologie besteht in der Notwendigkeit eines Überlappungsbereiches zur Krafteinleitung zwischen dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper aus dem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial und dem metallischen Anschlussstück, wobei wegen des erforderlichen Fugendruckes eine relativ hohe Wanddicke des metallischen Anschlussstückes notwendig ist. Dieses führt zu einem recht hohen Gewicht des Krafteinleitungsbereiches. Außerdem ist die Herstellung eines geeigneten Pressverbandes aufgrund geringer zulässiger Toleranzen, der Herstellung der Längsverzahnung und des Fügeprozesses mit hohen Kräften kostenaufwendig.If the tubular cardan shaft body is made of a fiber-plastic composite material, then a particular challenge is to functionally produce the transition to the joint. Is the joint to be integrated metal, so takes place in the region of the connection of the joint to the tubular drive shaft body, a change of the material, namely from the fiber-plastic composite material to the metal. In the document DE 30 07 896 A1 is a connection connection for fiber plastic tubes, in particular hollow shafts of motor vehicles, described, which deals with this problem. There is provided there a longitudinally toothed interference fit. A disadvantage of this technology is the need for an overlap region for the introduction of force between the tubular drive shaft body of the fiber-plastic composite material and the metallic connector, wherein due to the required joint pressure, a relatively high wall thickness of the metallic connector is necessary. This leads to a fairly high weight of the force introduction area. In addition, the production of a suitable interference fit due to low tolerances, the production of splines and the joining process with high forces is expensive.

Aufgrund der hohen lokalen Kräfte zwischen der Gelenkgabel am rohrförmigen Gelenkwellenkörper einerseits und dem hieran koppelnden Gelenkkreuz andererseits weisen die Gelenkgabeln bei metallischen Gelenken, beispielweise Kardangelenken, eine recht hohe Wanddicke auf und sind entsprechend schwer. Dieser metallische rohrförmige Gelenkwellenkörper bei einer rein metallischen Kardangelenkwelle benötigt zur Drehmomentübertragung jedoch nur eine weitaus geringere Wanddicke. Fertigungstechnisch führt dies in der Serienproduktion meist zu gezogenen Rohren und geschmiedeten Gelenkgabeln, die mittels Schweißverfahren miteinander verbunden sind. Für kleine Serien und Einzelstücke werden die Gelenkgabeln auch mit Hilfe spanender Bearbeitung aus Vollmaterial erzeugt. Dies ist mit hohen Kosten verbunden, insbesondere für ein Schmiedewerkzeug aber auch für die spanende Bearbeitung und den Fügeprozess. Insgesamt sind metallische Gelenkgabeln relativ teure Bauteile.Due to the high local forces between the yoke on the tubular shaft body on the one hand and the articulated cross coupling thereto on the other hand, the joint forks in metallic joints, such as universal joints, a fairly high wall thickness and are correspondingly heavy. However, this metallic tubular cardan shaft body in a purely metallic cardan shaft requires only a much smaller wall thickness for torque transmission. In terms of production technology, this usually results in drawn tubes and forged joint forks, which are connected to one another by means of welding processes. For small series and individual pieces, the joint forks are also produced by machining from solid material. This is associated with high costs, especially for a forging tool but also for the machining and the joining process. Overall, metallic joint forks are relatively expensive components.

Eine Gewichtsreduzierung konnte erreicht werden, indem die an dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper der Gelenkwelle angeordnete Gelenkgabel aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt wird. Das Dokument DE 10 2009 026 013 A1 schlägt in diesem Zusammenhang vor, die Gelenkgabel zunächst getrennt von dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper in Form von zwei Gabelhälften herzustellen. Als Fertigungsverfahren zur getrennten Herstellung der beiden Gabelhälften werden die Faserwickeltechnik sowie das Press- oder Injektionsverfahren zum Herstellen eines Faserverbundmaterials genannt. Die beiden Gabelhälften werden jeweils als ein Faserverbund-Biegeträger ausgestaltet und anschließend mit Hilfe eines Spannringes an dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper endseitig montiert. Das Herstellungsverfahren erfordert ein getrenntes Fertigen des rohrförmigen Gelenkwellenkörpers einerseits und der Gelenkgabel andererseits, die darüber hinaus auch noch mehrteilig ausgeführt ist. Die getrennt hergestellten Teile der Gelenkwelle müssen anschließend miteinander gefügt werden.A weight reduction could be achieved by making the joint fork arranged on the tubular cardan shaft body of the cardan shaft of a fiber composite material. The document DE 10 2009 026 013 A1 suggests in this context, first to produce the yoke separately from the tubular cardan shaft body in the form of two fork halves. As a manufacturing method for the separate production of the two fork halves, the fiber winding technique and the pressing or injection process for producing a fiber composite material may be mentioned. The two fork halves are each designed as a fiber composite bending beam and then mounted with the aid of a clamping ring on the tubular cardan shaft body end. The manufacturing process requires a separate manufacturing of the tubular drive shaft body on the one hand and the yoke on the other hand, which is also designed in several parts beyond. The separately produced parts of the PTO shaft must then be joined together.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, neue Technologien auf dem Gebiet der Gelenkwellen, die wenigstens teilweise aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial bestehen, anzugeben, mit denen eine aufwandsgeminderte und kostengünstigere Herstellung von Gelenkwellen oder Teilen hiervon ermöglicht ist. Darüber hinaus sollen die Bauteile ein möglichst geringes Gewicht aufweisen.The object of the invention is to provide new technologies in the field of propeller shafts, which consist at least partially of a fiber-plastic composite material, with which an effort-reduced and more cost-effective production of propeller shafts or parts thereof is possible. In addition, the components should have the lowest possible weight.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein einstückiges Gelenkbauteil nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weiterhin sind eine Gelenkwellenanordnung nach dem unabhängigen Anspruch 8 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Gelenkbauteils nach dem unabhängigen Anspruch 9 vorgesehen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen. This object is achieved by a one-piece joint component according to the independent claim 1. Furthermore, a propeller shaft assembly according to independent claim 8 and a method for producing a joint member according to independent claim 9 are provided. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.

Es ist ein einstückiges Gelenkbauteil aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial geschaffen, welches eine an einem Endabschnitt angeordnete Gelenkgabel und einen an einem gegenüberliegenden Endabschnitt angeordneten Verbindungsflansch aufweist. Mit Hilfe der Gelenkgabel ist das einstückige Gelenkbauteil an ein Kopplungsbauteil eines Gelenkes, insbesondere eines Kardangelenkes, koppelbar, um so in das Gelenk integriert zu werden. Andererseits ist das einstückige Gelenkbauteil über den auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Verbindungsflansch mit Bauteilen oder Elementen verbindbar, die an ein Gelenk koppeln sollen. Insoweit kann das einstückige Gelenkbauteil auch als flanschseitiges Gelenkbauteil bezeichnet werden.There is provided a one-piece hinge member made of a fiber-plastic composite material, which has a joint arranged at one end of a fork and a joint arranged at an opposite end connecting flange. With the aid of the yoke, the one-piece joint component can be coupled to a coupling component of a joint, in particular a universal joint, so as to be integrated into the joint. On the other hand, the one-piece joint component can be connected via the connecting flange arranged on the opposite side to components or elements which are intended to couple to a joint. In that regard, the one-piece joint component may also be referred to as a flange-side joint component.

Nach einem weiteren Aspekt ist eine Gelenkwellenanordnung mit dem einstückigen Gelenkbauteil geschaffen. Bei der Gelenkwellenanordnung ist auf einer sich axial erstreckenden Gelenkwelle endseitig ein gelenkwellenseitiges Gelenkbauteil angeordnet. Hieran koppelt ein Gelenkkopplungselement, beispielsweise ein Gelenkkreuz, welches andererseits an das flanschseitige Gelenkbauteil koppelt, sodass die Gelenkwelle mit einem Gelenk versehen ist, insbesondere einem Kardangelenk.According to another aspect, a cardan shaft assembly is provided with the one-piece hinge member. In the propeller shaft assembly, a joint-shaft-side joint component is arranged on an axially extending propeller shaft end. This is coupled to a joint coupling element, for example a spider, which on the other hand couples to the flange-side joint component, so that the propeller shaft is provided with a joint, in particular a universal joint.

Weiterhin ist ein Verfahren zum Herstellen eines Gelenkbauteils geschaffen, bei dem das Gelenkbauteil an einem Endabschnitt mit einer Gelenkgabel und einem gegenüberliegenden Endabschnitt mit einem Verbindungsflansch und als einstückiges Bauteil aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt wird.Furthermore, a method for producing a joint component is provided, in which the joint component is produced at an end portion with a yoke and an opposite end portion with a connecting flange and as a one-piece component made of a fiber-plastic composite material.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht einen ersten Bauteilabschnitt, in welchem Fasern des Faser-Kunststoff-Verbundmaterials eine erste Faserorientierung aufweisen, und einen zweiten Bauteilabschnitte vor, in welchem Fasern des Faser-Kunststoff-Verbundmaterials eine zweite Faserorientierung aufweisen, die von der ersten Faserorientierung verschieden ist. Die jeweilige Faserorientierung ist zweckmäßig als eine Vorzugsorientierung gebildet, bei der ein überwiegender Anteil der Fasern, beispielsweise wenigstens 50%, im Wesentlichen der Vorzugsorientierung entsprechend ausgerichtet sind. Eine mögliche Faserorientierung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bauteilabschnitt eine zufällige oder ungeordnete Orientierung der Fasern gebildet ist. In diesem Fall verfügen dann vorzugsweise wenigstens 50% der Fasern über eine Zufallsorientierung.A preferred embodiment provides a first component portion in which fibers of the fiber-plastic composite have a first fiber orientation and a second component portions in which fibers of the fiber-plastic composite have a second fiber orientation different from the first fiber orientation. The respective fiber orientation is expediently formed as a preferred orientation, in which a predominant proportion of the fibers, for example at least 50%, are aligned substantially in accordance with the preferred orientation. A possible fiber orientation is also characterized in that a random or disordered orientation of the fibers is formed in the component section. In this case, then preferably at least 50% of the fibers have a random orientation.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung können ein erster Verbundmaterialbereich, in welchem überwiegend Fasern einer ersten Faserart angeordnet sind, und ein zweiter Verbundmaterialbereich vorgesehen sein, in welchem überwiegend Fasern einer zweiten Faserart angeordnet sind, die von der ersten Faserart verschieden ist. Die erste und die zweite Faserart können sich hinsichtlich einer oder mehrer Fasereigenschaften unterscheiden. Hierzu gehört beispielsweise das Material, aus dem die Fasern bestehen. So können zum Beispiel Kohlenstofffasern und Glasfasern zum Einsatz kommen. Aber auch eine Variation der Dicke bei Fasern, die aus demselben Material bestehen, kann zur Unterscheidung von Faserarten führen.In an expedient embodiment, a first composite material region, in which mainly fibers of a first type of fiber are arranged, and a second composite material region may be provided, in which predominantly fibers of a second type of fiber are arranged, which is different from the first type of fiber. The first and second types of fibers may differ in one or more fiber properties. This includes, for example, the material from which the fibers are made. For example, carbon fibers and glass fibers can be used. But also a variation in the thickness of fibers made of the same material can lead to the distinction of fiber types.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass sich die erste und die zweite Faserart wenigstens hinsichtlich der Faserlänge unterscheiden. Es können beispielsweise einerseits Endlosfasern und andererseits Langfasern als unterschiedliche Faserarten zum Einsatz kommen. Im Unterschied zu Langfasern sind Endlosfasern hierbei Fasern mit einer Länge, die sich über die gesamte Baulänge des Bauteils erstreckt. Langfasern können zum Beispiel eine Länge zwischen etwa 0.5 cm und etwa 5 cm aufweisen.An advantageous embodiment provides that the first and the second type of fiber differ at least with regard to the fiber length. For example, on the one hand continuous fibers and on the other hand long fibers can be used as different types of fibers. In contrast to long fibers, continuous fibers are fibers with a length that extends over the entire structural length of the component. Long fibers may, for example, have a length between about 0.5 cm and about 5 cm.

Bevorzugt sieht eine Fortbildung vor, dass der erste Bauteilabschnitt einen äußeren Randbereich der Gelenkgabel und der zweite Bauteilabschnitt einen inneren Bereich der Gelenkgabel umfasst. Der innere Bereich der Gelenkgabel kann mit einem oder mehreren Durchbrüchen versehen sein, die auch als Bolzenauge bezeichnet werden können. Der Durchbruch dient zum Beispiel der Aufnahme eines Gelenkkopplungsbauteils, insbesondere eines Gelenkkreuzes. Es kann dann vorgesehen sein, dass Fasern im Loch- oder Augennahbereich eine Vorzugsorientierung in radialer Richtung haben.Preferably, a further development provides that the first component section comprises an outer edge region of the joint fork and the second component section comprises an inner region of the joint fork. The inner region of the yoke may be provided with one or more apertures, which may also be referred to as a pin eye. The breakthrough serves, for example, the inclusion of a joint coupling component, in particular a spider. It can then be provided that fibers in the hole or eye near area have a preferred orientation in the radial direction.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der erste Verbundmaterialbereich den äußeren Randbereich der Gelenkgabel und der zweite Verbundmaterialbereich den inneren Bereich der Gelenkgabel umfasst. Bei einer Ausführungsform sind im äußeren Randbereich der Gelenkgabel überwiegend oder ausschließlich Endlosfaserstränge angeordnet. Hierdurch ist es ermöglicht, im Außenbereich eine schlaufenartige Verstärkung des Kunststoffmaterials zu bilden. Im inneren Bereich der Gelenkgabel, beispielsweise um den Durchbruch herum, werden bevorzugt Langfasern eingebracht, die beispielsweise eine Zufallsorientierung aufweisen können.In an advantageous embodiment it can be provided that the first composite material region comprises the outer edge region of the joint fork and the second composite material region the inner region of the joint fork. In one embodiment, predominantly or exclusively endless fiber strands are arranged in the outer edge region of the yoke. This makes it possible to form a loop-like reinforcement of the plastic material in the outer region. In the inner region of the yoke, for example, around the breakthrough, long fibers are preferably introduced, which may have, for example, a random orientation.

Eine Weiterbildung kann vorsehen, dass das Gelenkbauteil als ein Faser-Kunststoff-Pressbauteil ausgeführt ist. Bei der Herstellung des einstückigen Gelenkbauteils kann vorgesehen sein, in einem oder mehreren Press-Formschritten eine Faser-Kunststoff-Pressmasse in ein Formwerkzeug einzubringen und zur Formgebung mit Druck zu beaufschlagen, beispielsweise unter Verwendung eines Stempels und/oder eines Pressbauteils. Hierbei kann vorgesehen sein, dass vor dem Einbringen der Faser-Kunststoff-Pressmasse Fasern in den Formhohlraum eingelegt werden, die sich dann mit der Faser-Kunststoff-Pressmasse verbinden. A further development can provide that the joint component is designed as a fiber-plastic press component. In the production of the one-piece joint component, it may be provided to introduce a fiber-plastic molding compound into a molding tool in one or more press-molding steps and to apply pressure to the molding, for example using a stamp and / or a pressing component. It can be provided that fibers are inserted into the mold cavity before the introduction of the fiber-plastic molding compound, which then combine with the fiber-plastic molding compound.

Im Prozess der Herstellung des einstückigen Gelenkbauteils kann vorgesehen sein, dass zuvor ausgehärtete Formteil nachzubearbeiten, beispielsweise mittels spanender Bearbeitung, um zum Beispiel einen oder mehrere Durchbrüche, insbesondere Löcher, einzubringen, was sowohl im Bereich der Gelenkgabel als auch im Bereich der Flanschverbindung der Fall sein kann. Im Bereich der Gelenkgabel können auf diese Weise ein oder mehrere Bolzenaugen geschaffen werden, um hierdurch eine Aufnahmeeinrichtung für ein Gelenkkopplungsteil zu schaffen, beispielsweise ein Gelenkkreuz. Im Bereich der Flanschverbindung können ein oder mehrere Löcher vorgesehen sein, um so die Flanschverbindung für eine Schraub- oder Bolzenverbindung vorzubereiten.In the process of producing the one-piece joint component, it may be provided that the previously hardened molded part be reworked, for example by machining to introduce, for example, one or more openings, in particular holes, which will be the case both in the area of the joint fork and in the area of the flange connection can. In the region of the yoke, one or more pin bosses can be created in this way, thereby creating a receiving device for a joint coupling part, for example a spider. One or more holes may be provided in the area of the flange connection so as to prepare the flange connection for a screw or bolt connection.

Das einstückige Gelenkbauteil kann kombiniert werden mit einer Gelenkwelle, welche einen sich axial erstreckenden Gelenkwellenkörper und eine Gelenkgabel aufweist, die endseitig an dem Gelenkwellenkörper angeordnet ist. Gelenkwellenkörper und Gelenkgabel sind über eine drehschlüssige Verbindung miteinander verbunden, bei der zur Ausbildung der Verbindung ein wellenkörperseitiges Verbindungselement und ein gabelseitiges Verbindungselement miteinander verbunden sind. Das wellenkörperseitige Verbindungselement an dem Gelenkwellenkörper und/oder das gabelseitige Verbindungselement an der Gelenkgabel sind als ein Faser-Kunststoff-Presselement gebildet.The one-piece joint member may be combined with a propeller shaft having an axially extending propeller shaft body and a yoke disposed end to the propeller shaft body. Pivot shaft body and yoke are connected to each other via a rotationally locking connection, in which the formation of the connection a shaft body side connecting element and a fork-side connecting element are interconnected. The shaft-body-side connecting element on the cardan shaft body and / or the fork-side connecting element on the yoke are formed as a fiber-plastic pressing element.

Die Gelenkwelle kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, bei dem ein sich axial erstreckender Gelenkwellenkörper mit einem wellenkörperseitigen Verbindungselement sowie eine Gelenkgabel mit einem gabelseitigen Verbindungselement bereitgestellt werden. Gelenkwellenkörper und Gelenkgabel werden dann mit Hilfe einer drehschlüssigen Verbindung miteinander verbunden. Bei der drehschlüssigen Verbindung wird die Gelenkgabel endseitig an dem Gelenkwellenkörper angeordnet. Das wellenkörperseitige Verbindungselement und das gabelseitige Verbindungselement werden beim Ausbilden der drehschlüssigen Verbindung miteinander verbunden. Das wellenkörperseitige Verbindungselement an dem Gelenkwellenkörper und/oder das gabelseitige Verbindungselement an der Gelenkgabel werden mittels Formpressen und Aushärten einer Faser-Kunststoff-Pressmasse als ein Faser-Kunststoff-Presselement hergestellt. Es kann vorgesehen sein, dass das wellenkörperseitige Verbindungselement und das gabelseitige Verbindungselement relativ zueinander in axialer Richtung verschiebbar verbunden werden, so dass zum Beispiel zur betriebsbedingten Gelenkwellen-Längenänderung eine axiale Relativbewegung zwischen Gelenkgabel und Gelenkwellenkörper ermöglicht ist.The PTO shaft may be manufactured by a method in which an axially extending PTO shaft body having a shaft body side connector and a yoke having a fork side connector are provided. Cardan shaft body and yoke are then connected together by means of a rotational connection. In the rotational connection, the yoke is arranged end to the propeller shaft body. The shaft-body-side connecting element and the fork-side connecting element are connected to each other in forming the rotational connection. The shaft-body-side connecting element on the cardan shaft body and / or the fork-side connecting element on the hinged fork are produced by means of compression molding and curing of a fiber-plastic molding compound as a fiber-plastic pressing element. It can be provided that the shaft-body-side connecting element and the fork-side connecting element are slidably connected relative to each other in the axial direction, so that, for example, for operational propeller shaft length change, an axial relative movement between the joint fork and the cardan shaft body is made possible.

Die hier beschriebene Gelenkwelle kann in der oben erläuterten Gelenkwellenanordnung verwendet werden.The PTO shaft described herein may be used in the PTO shaft assembly discussed above.

Nachfolgend werden weitere Aspekte zu der Gelenkwelle, bei der Gelenkwellenkörper und Gelenkgabel über eine drehschlüssige Verbindung verbunden sind, sowie deren Herstellung erläutert.In the following, further aspects of the propeller shaft, in which the propeller shaft body and the yoke are connected via a rotational connection, and their production are explained.

Die drehschlüssige Verbindung zwischen Gelenkwellenkörper und Gelenkgabel bedeutet insbesondere, dass eine Drehbewegung von Gelenkwellenkörper oder Gelenkgabel das Mitdrehen des anderen Gelenkelementes zur Übertragung eines Torsionsmomentes erzwingt. Es können unterschiedliche Materialien für den Gelenkwellenkörper zum Einsatz kommen, wozu insbesondere metallische Materialien oder Faser-Kunststoff-Verbundmaterialien gehören. Der Gelenkwellenkörper ist als rohrförmiger Körper ausführbar.The rotational connection between the cardan shaft body and the yoke means, in particular, that a rotational movement of the cardan shaft body or yoke forces the co-rotation of the other joint member to transmit a torsional moment. Different materials can be used for the cardan shaft body, including in particular metallic materials or fiber-plastic composite materials. The cardan shaft body is executable as a tubular body.

Vorzugsweise ist das wellenkörperseitige Verbindungselement auf einer äußeren Oberfläche des Gelenkwellenkörpers hergestellt und wirkt dann mit einem innenseitig an der Gelenkgabel hergestellten gabelseitigen Verbindungselement zusammen. Aber auch eine umgekehrte Ausbildung kann vorgesehen sein, bei der dann das gabelseitige Verbindungselement auf einer äußeren Oberfläche hergestellt ist.The shaft-body-side connecting element is preferably produced on an outer surface of the cardan shaft body and then cooperates with a fork-side connecting element which is produced on the inside of the yoke. But also a reverse training can be provided, in which then the fork-side connecting element is made on an outer surface.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass sowohl das wellenkörperseitige Verbindungselement an dem Gelenkwellenkörper als auch das gabelseitige Verbindungselement an der Gelenkgabel als ein Faser-Kunststoff-Presselement gebildet sind. Zum Ausbilden des Faser-Kunststoff-Presselementes wird bei den verschiedenen Ausführungen eine Faser-Kunststoff-Pressmasse verwendet, bei der eine oder mehrere Faserarten in ein formbares Kunststoffmaterial eingebettet sind, welches nach dem Pressformen auf dem jeweils zugeordneten Bauteil aushärtet. Als Fasern können beispielsweise Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern zum Einsatz kommen. Vorzugsweise ist die Verteilung der Fasern in der Kunststoffmasse zufällig.A preferred development provides that both the shaft-body-side connecting element on the cardan shaft body and the fork-side connecting element on the yoke are formed as a fiber-plastic pressing element. To form the fiber-plastic pressing element, a fiber-plastic molding compound is used in the various embodiments, in which one or more types of fibers are embedded in a moldable plastic material, which cures after pressing on the respective associated component. For example, carbon fibers and / or glass fibers can be used as fibers. Preferably, the distribution of the fibers in the plastic mass is random.

Es kann vorgesehen sein, dass das wellenkörperseitige Verbindungselement und das gabelseitige Verbindungselement in der drehschlüssigen Verbindung relativ zueinander in axialer Richtung verschiebbar sind, so dass eine axiale Relativbewegung zwischen Gelenkgabel und Gelenkwellenkörper ermöglicht ist. Hierdurch ist – bei Überwindung einer die Verbindungselemente in der jeweiligen Relativlage zueinander sichernden Verbindungskraft, die wesentlich von Reibungskräften bestimmt wird, – eine axiale Relativbewegung zwischen Gelenkgabel und Gelenkwellenkörper ermöglicht, zum Beispiel zu Zwecken der Montage und/oder zur betriebsbedingten Gelenkwellen-Längenänderung. Die drehschlüssige Verbindung zwischen dem Gelenkwellenkörper und der Gelenkgabel ist bei dieser Ausgestaltung derart ausgeführt, dass beim Auftreten von Kräften, die eine konstruktiv einstellbare Grenzkraft überschreiten, Gelenkwellenkörper und Gelenkgabel relativ zueinander in axialer Richtung verlagert werden, sodass sich die Länge der Gelenkwelle ändert. Hierdurch ist es ermöglicht, dass sich die Gelenkwelle hinsichtlich ihrer Länge flexibel an Restriktionen bei der Montage und/oder an die Betriebsbedingungen beim jeweiligen Einsatz anpasst. It can be provided that the shaft-body-side connecting element and the fork-side connecting element are displaceable relative to each other in the rotational connection in the axial direction, so that an axial relative movement between the joint fork and the cardan shaft body is made possible. In this way - when overcoming the connecting elements in the respective relative position to each other securing connection force, which is essentially determined by frictional forces, - allows axial relative movement between the joint fork and propeller shaft body, for example, for purposes of assembly and / or operational propeller shaft length change. The rotationally locked connection between the cardan shaft body and the yoke is designed in this embodiment such that upon occurrence of forces exceeding a constructionally adjustable limit force, the cardan shaft body and yoke are displaced relative to each other in the axial direction, so that the length of the propeller shaft changes. This makes it possible that the PTO shaft flexibly adapts in terms of their length to restrictions during installation and / or to the operating conditions in each case.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das wellenkörperseitige Verbindungselement und das gabelseitige Verbindungselement auf einander zugeordneten Oberflächen mit zueinander korrespondierenden und wenigstens teilweise im Eingriff miteinander stehenden Oberflächenstrukturierungen versehen sind. In einer Ausgestaltung sind die Oberflächenstrukturierungen mit einer jeweiligen Zahnstruktur gebildet, wobei sich durchgehende oder unterbrochene Zahnstege vorzugsweise in axialer Richtung des Gelenkwellenkörpers erstrecken. Es kann vorgesehen sein, die Oberflächenstrukturierungen an dem Gelenkwellenkörper und/oder an der Gelenkgabel auf der jeweiligen Oberfläche umlaufend hergestellt sind.In an expedient embodiment, it can be provided that the shaft-body-side connecting element and the fork-side connecting element are provided on mutually associated surfaces with mutually corresponding and at least partially engaged surface structures. In one embodiment, the surface structures are formed with a respective tooth structure, with continuous or interrupted tooth webs preferably extending in the axial direction of the propeller shaft body. It can be provided that the surface structuring on the cardan shaft body and / or on the yoke on the respective surface are made circumferentially.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die drehschlüssige Verbindung unter Ausbildung einer oder mehrerer Zentrierhilfen hergestellt ist. Es kann vorgesehen sein, die eine oder die mehreren Zentrierhilfen, die am Gelenkwellenkörper und/oder der Gelenkgabel gebildet sein können, umlaufend auszuführen.An advantageous embodiment provides that the rotational connection is made to form one or more centering aids. It may be provided that the one or more centering aids, which may be formed on the cardan shaft body and / or the yoke, circumferentially execute.

Bevorzugt sieht eine Fortbildung vor, dass der Gelenkwellenkörper aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial besteht. In einer Ausgestaltung ist der Gelenkwellenkörper als fasergewickelter Körper ausgeführt, beispielsweise ein mit Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern verstärktes Rohr.Preferably, a further development provides that the cardan shaft body consists of a fiber-plastic composite material. In one embodiment, the cardan shaft body is embodied as a fiber-wound body, for example a tube reinforced with carbon fibers and / or glass fibers.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Gelenkgabel aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial besteht.In an advantageous embodiment it can be provided that the yoke consists of a fiber-plastic composite material.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das wellenkörperseitige Verbindungselement und/oder das gabelseitige Verbindungselement auf einer dem anderen Verbindungselement zugewandten Oberfläche zumindest abschnittsweise eine Gleitschicht aufweist.In an expedient embodiment, it may be provided that the shaft-body-side connecting element and / or the fork-side connecting element has, at least in sections, a sliding layer on a surface facing the other connecting element.

In Verbindung mit dem Verfahren zum Herstellen der Gelenkwelle können die vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen entsprechend vorgesehen sein.In connection with the method for producing the propeller shaft, the embodiments described above may be provided accordingly.

Es kann vorgesehen sein, bei der Gelenkwelle das gegenüberliegende Ende einstückig mit einer Gelenkgabel auszuführen.It can be provided, in the propeller shaft, the opposite end in one piece with a yoke.

Das einstückige Gelenkbauteil kann weiterhin kombiniert werden mit einer Gelenkwelle, insbesondere Kardangelenkwelle, aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial, bei deren Herstellung ein rohrförmiger Gelenkwellenkörper und eine an dem Gelenkwellenkörper endseitig angeordnete Gelenkgabel, die mit einer Aufnahmevorrichtung für ein Gelenkelement gebildet wird, mittels Faserwickelverfahren einstückig hergestellt werden.The one-piece joint component may further be combined with a propeller shaft, in particular universal joint shaft, of a fiber-plastic composite material, in the manufacture of which a tubular cardan shaft body and an articulated fork arranged at the end of the cardan shaft body, which is formed with a receiving device for a joint element, by means of fiber winding process in one piece getting produced.

Die Gelenkwelle, insbesondere Kardangelenkwelle, ist dann aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial geschaffen und weist einen rohrförmigen Gelenkwellenkörper und eine an den Gelenkwellenkörper endseitig angeordnete Gelenkgabel auf, die eine Aufnahmevorrichtung für ein Gelenkelement aufweist, wobei der Gelenkwellenkörper und die Gelenkgabel als einstückiges, fasergewickeltes Bauteil ausgeführt sind.The propeller shaft, in particular universal joint shaft, is then made of a fiber-plastic composite material and has a tubular cardan shaft body and an end of the hinge shaft body arranged joint fork, which has a receiving device for a joint element, wherein the cardan shaft body and the yoke as a one-piece, fiber-wound component are executed.

Darüber hinaus ist eine Gelenkwellenanordnung mit der Gelenkwelle, die einen rohrförmigen Gelenkwellenkörper und eine an dem Gelenkwellenkörper endseitig angeordnete Gelenkgabel aufweist, und einem Gelenk geschaffen, welches unter Beteiligung der Gelenkgabel gebildet ist, derart, dass eine der an dem Gelenkwellenkörper endseitig angeordneten Gelenkgabel zugeordnete Gelenkgabel, die mit dem oben in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben Gelenkbauteil gebildet ist, über ein Gelenkelement an eine Aufnahmevorrichtung gelenkig koppelt, die an der Gelenkgabel gebildet ist, wobei der Gelenkwellenkörper und die Gelenkgabel als einstückiges, fasergewickeltes Bauteil ausgeführt sind.Moreover, an articulated shaft arrangement is provided with the articulated shaft, which has a tubular articulated shaft body and an articulated fork end disposed on the articulated shaft body, and a joint, which is formed with the involvement of the yoke, such that one of the articulated fork associated with the articulated shaft body at the articulated shaft body, which is formed with the hinge component described above in various embodiments, articulated via a hinge member to a receiving device which is formed on the yoke, wherein the cardan shaft body and the yoke are designed as a one-piece, fiber-wound component.

Die Nutzung des Faserwickelverfahrens, welches in verschiedenen Ausgestaltungen als solches bekannt ist und auch als „Filament Winding” bezeichnet wird, ermöglicht hier das Herstellen von rohrförmigem Gelenkwellenkörper und hieran gebildeter Gelenkgabel in einem Arbeitsschritt, derart, dass ein einstückiges, fasergewickeltes Bauteil hergestellt wird. Sowohl rohrförmiger Gelenkwellenkörper als auch endseitige Gelenkgabel bestehen aus Faser-Kunststoff-Verbundmaterial, was ein möglichst geringes Gewicht der Gelenkwelle unterstützt. Die einstückige Herstellung mittels Faserwickeln ermöglicht die Herstellung eines Bauteils, bei dem die Integration der Gelenkankoppelung in Form der Gelenkgabel in die Gelenkwelle an dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper optimiert herstellbar ist. Es entsteht ein einstückiger Verbund von rohrförmigem Gelenkwellenkörper einerseits und Gelenkgabel andererseits, der trotzt geringen Gewichts hohen mechanischen Ansprüchen genügt. Das Faserwickelverfahren ermöglicht eine individuelle Anpassung des Herstellungsprozesses an unterschiedliche Arten von Gelenkwellen, beispielsweise mittels Auswahl der zum Wickeln genutzten Fasern und/oder der jeweils genutzten Art des Aufwickelns der Fasern. Zum Einsatz kommen können insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffmaterialien, aber auch glasfaserverstärkte Kunststoffmaterialen können genutzt werden.The use of the fiber winding method, which is known as such in various embodiments and is also referred to as "filament winding", allows the production of tubular cardan shaft body and joint yoke formed thereon in one step, such that a one-piece, fiber-wound component is produced. Both tubular cardan shaft body and end yoke are made of fiber Plastic composite material, which supports the lowest possible weight of the PTO shaft. The one-piece production by means of fiber coils allows the production of a component in which the integration of the joint coupling in the form of the yoke in the propeller shaft to the tubular cardan shaft body can be produced optimized. The result is a one-piece composite of tubular shaft body on the one hand and yoke on the other hand, which defies low weight meets high mechanical demands. The fiber winding method allows individual adaptation of the manufacturing process to different types of propeller shafts, for example by selecting the fibers used for winding and / or the type of winding of the fibers used in each case. In particular, carbon fiber reinforced plastic materials can be used, but also glass fiber reinforced plastic materials can be used.

Ein weiterer Vorteil des Wickelverfahrens besteht im Unterschied zum Injektionsverfahren darin, dass kostengünstig die Rohstoffe Faser und Matrix-Harz in einem Verfahrensschritt zu einem Bauteil verarbeitet werden. Beim Injektionsverfahren muss in einem ersten Verfahrensschritt zunächst ein flächiges textiles Halbzeug (Gewebe, Gelege, Matte) hergestellt werden, welches dann in einem zweiten Verfahrensschritt durch Injektion des Harzes im Werkzeug imprägniert wird. Die Materialkosten sind deshalb beim Wickelverfahren deutlich niedriger.Another advantage of the winding method, in contrast to the injection method, is that the raw materials fiber and matrix resin are processed at low cost into a component in one method step. In the injection method, in a first method step, first a flat semifinished textile product (fabric, scrim, mat) must be produced, which is then impregnated in a second method step by injection of the resin in the tool. The material costs are therefore significantly lower in the winding process.

Zudem benötigt das Faserwickelverfahren kein mehrteiliges Werkzeug, welches hohe Kosten verursacht, sondern lediglich einen zylindrischen Wickelkern, der relativ einfach und kostengünstig herzustellen ist. Dadurch sind insgesamt auch die Werkzeugkosten deutlich niedriger als beim Injektions- oder Pressverfahren.In addition, the fiber winding process requires no multi-part tool, which causes high costs, but only a cylindrical winding core, which is relatively easy and inexpensive to manufacture. As a result, the total tool costs are significantly lower than in the injection or pressing process.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass endseitig, zumindest im Bereich der Gelenkgabel eine Materialaufdickung hergestellt wird. Mit Hilfe der Materialaufdickung kann der direkte Übergang von dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper in die endseitige Gelenkgabel ausgeführt werden. Der rohrförmige Gelenkwellenkörper weist eine seiner Funktion entsprechende Wanddicke auf. Um nun die Kraftübertragung und die Krafteinleitung im Bereich der endseitigen Gelenkgabel zu berücksichtigen, kann eine entsprechende Materialaufdickung genutzt werden. Die Materialaufdickung kann als fasergewickelte Materialaufdickung ausgeführt werden, was bedeutet, dass im Bereich der Materialaufdickung zusätzliche Fasern aufgewickelt werden.A preferred development provides that at the end, at least in the region of the yoke, a material thickening is produced. By means of the material thickening, the direct transition from the tubular cardan shaft body into the end-side yoke can be carried out. The tubular cardan shaft body has a wall thickness corresponding to its function. In order to take into account the power transmission and the introduction of force in the area of the end joint yoke, a corresponding material thickening can be used. The material thickening can be carried out as a fiber-wound material thickening, which means that additional fibers are wound up in the region of the material thickening.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass beim Ausbilden der Materialaufdickung Fasern in Umfangsrichtung lokal aufgewickelt und/oder textile Halbzeuge lokal eingelegt werden. Das Einlegen textiler Halbzeuge kann alternativ oder ergänzend zur in Umfangsrichtung fasergewickelten Materialaufdickung zum Einsatz kommen. Als textile Halbzeuge können zum Beispiel Gewebe oder sogenannte multiaxiale Gelege verwendet werden.In an expedient embodiment, it can be provided that fibers are wound locally in the peripheral direction during formation of the material thickening and / or textile semifinished products are loaded locally. The insertion of textile semi-finished products can be used as an alternative or in addition to the fiber-wound in the circumferential direction material thickening. As textile semi-finished products, for example, tissue or so-called multiaxial scrims can be used.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Faser-Kunststoff-Verbundmaterial nach dem Aushärten mittels spanender Bearbeitung nachbearbeitet wird. Mit Hilfe der spanenden Bearbeitung kann zum Beispiel eine Kantenbearbeitung ausgeführt werden. Aber auch das Herausarbeiten von Ausnehmungen und/oder Durchbrüchen kann vorgesehen sein.An advantageous embodiment provides that the fiber-plastic composite material is post-processed after curing by machining. By means of machining, for example, edge processing can be carried out. But also the working out of recesses and / or breakthroughs can be provided.

Bevorzugt sieht eine Fortbildung vor, dass an der Gelenkgabel die Aufnahmevorrichtung für das Gelenkelement mit einander gegenüberliegenden Bolzenaugen hergestellt wird. Beispielsweise dienen die Bolzenaugen zur Lagerung eines Gelenkelementes, bei dem es sich um ein Gelenkkreuz handelt, zum Beispiel ein Gelenkkreuz eines Kardangelenkes.Preferably, a training provides that the receiving device for the joint element is made with opposing pin bosses on the yoke. For example, the pin bosses are used for supporting a joint element, which is a spider, for example, a spider of a universal joint.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass im Bereich der endseitig angeordneten Gelenkgabel Ausnehmungen zum Eingreifen einer der Gelenkgabel zugeordneten Gelenkgabel gebildet werden. Bei dieser Ausführungsform werden im Bereich der endseitigen Gelenkgabel der Gelenkwelle und/oder benachbart hierzu Ausnehmungen hergestellt, beispielsweise mittels nachträglicher spanender Bearbeitung, um so einen Aufnahmeraum herzustellen, in welchen dann eine Gelenkgabel eingreift, die der endseitig an dem Gelenkkörper gebildeten Gelenkgabel im auszubildenden Gelenk zugeordnet ist, also mit dieser im Gelenk zusammenwirkt über ein oder mehrere die Gabeln koppelnde Gelenkelemente. Zum Beispiel können die Ausnehmungen die Form eines Halbkreises oder eine Halbellipse aufweisen.In an advantageous embodiment, provision can be made for recesses for engaging a joint fork assigned to the joint fork to be formed in the area of the joint fork arranged at the end. In this embodiment, in the region of the end joint yoke of the propeller shaft and / or adjacent thereto recesses are produced, for example by means of subsequent machining, so as to produce a receiving space, in which then engages a yoke, which is assigned to the joint end formed on the joint body in the trainee joint is, so cooperates with this in the joint via one or more of the forks coupling joint elements. For example, the recesses may be in the form of a semicircle or a semi-ellipse.

Eine Weiterbildung kann vorsehen, dass die endseitig angeordnete Gelenkgabel umlaufend geschlossen gebildet wird. Bei dieser Ausgestaltung ist die Gelenkwelle im Bereich der endseitig angeordneten Gelenkgabel umlaufend geschlossen hergestellt. Es fehlt also gerade an Ausnehmungen, die bei der Gelenkausbildung dem Aufnehmen der flanschseitigen Gelenkgabel dienen. Eine derart ausgeführte Gelenkgabel ermöglicht zum Beispiel die Aufnahme eines asymmetrischen Gelenkkreuzes an der Gelenkwelle. Das asymmetrische Gelenkkreuz weist sich kreuzende Gelenkarme unterschiedlicher Länge auf. Das Gelenkkreuz erstreckt sich also in einer Richtung in geringerem Umfang als in der Querrichtung hierzu. Die sich in der jeweiligen Richtung vom Mittelpunkt des Gelenkkreuzes erstreckenden Gelenkarme sind in der jeweiligen Richtung jedoch zum Mittelpunkt symmetrisch.A development may provide that the end-mounted joint fork is formed circumferentially closed. In this embodiment, the propeller shaft in the region of the end arranged joint fork is made circumferentially closed. So it just lacks recesses, which serve in the joint training the receiving the flange-side yoke. For example, such a hinged fork allows the inclusion of an asymmetric spider on the propeller shaft. The asymmetrical spider has crossed articulated arms of different lengths. The spider thus extends in one direction to a lesser extent than in the transverse direction thereto. The extending in the respective direction from the center of the spider However, articulated arms are symmetrical in the respective direction to the center.

In Verbindung mit der Gelenkwelle sowie der Gelenkwellenanordnung gelten die vorangehenden Ausführungen hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen entsprechend.In conjunction with the propeller shaft and the propeller shaft arrangement, the foregoing statements apply accordingly with regard to advantageous embodiments.

Bei der Gelenkwellenanordnung ist die Gelenkwelle integriert mit einem Gelenk gebildet, welches unter Beteiligung der am rohrförmigen Gelenkwellenkörper endseitig angeordneten Gelenkgabel gebildet ist, beispielsweise derart, dass eine flanschseitige Gelenkgabel über das Gelenkelement, beispielsweise ein Gelenkkreuz, an die Gelenkgabel am rohrförmigen Gelenkwellenkörper koppelt. Die flanschseitige Gelenkgabel ist an einem Anschlussflansch des Gelenkes gebildet, welcher vorzugsweise auch aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial besteht. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Anschlussflansch mit der flanschseitigen Gelenkgabel als einstückiges Pressformteil ausgeführt ist.In the propeller shaft assembly, the propeller shaft is integrally formed with a joint which is formed with the participation of the tubular cardan shaft end end arranged yoke, for example, such that a flange-side yoke via the joint member, for example, a spider, coupled to the yoke on the tubular cardan shaft body. The flange-side yoke is formed on a connecting flange of the joint, which preferably also consists of a fiber-plastic composite material. It can be provided that the connecting flange is designed with the flange-side yoke as a one-piece molded part.

Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred embodiments

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:Hereinafter, preferred embodiments will be explained with reference to figures of a drawing. Hereby show:

1 eine perspektivische Darstellung eines Abschnittes einer Gelenkwellenanordnung mit einer Gelenkwelle und einem hieran gebildeten Gelenk, 1 3 a perspective view of a section of a cardan shaft arrangement with a cardan shaft and a joint formed thereon,

2 eine schematische Darstellung des Abschnitts der Gelenkwellenanordnung aus 1 von vorn, 2 a schematic representation of the portion of the propeller shaft assembly 1 from the beginning,

3 eine schematische Schnittdarstellung des Abschnitts der Gelenkwellenanordnung aus den 1 und 2, 3 a schematic sectional view of the portion of the propeller shaft assembly of the 1 and 2 .

4 eine schematische Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene durch ein als symmetrisches Gelenkkreuz ausgeführtes Gelenkelement bei der Gelenkwellenanordnung aus den 1 und 2, 4 a schematic sectional view along a sectional plane through a designed as a symmetrical spider joint element in the propeller shaft assembly of the 1 and 2 .

5 eine perspektivische Darstellung eines Abschnittes einer weiteren Gelenkwellenanordnung mit einer Gelenkwelle und einem hieran gebildeten Gelenk mit einem Ausbruch zwecks besserer Sichtbarkeit des Gelenkkreuzes, 5 3 a perspective view of a section of a further cardan shaft arrangement with a cardan shaft and a joint formed thereon with an outbreak for better visibility of the spider,

6 eine schematische Darstellung des Abschnitts der weiteren Gelenkwellenanordnung aus 5 von vorn, 6 a schematic representation of the portion of the further propeller shaft assembly 5 from the beginning,

7 eine schematische Schnittdarstellung des Abschnitts der weiteren Gelenkwellenanordnung aus den 5 und 6, 7 a schematic sectional view of the portion of the further propeller shaft assembly of the 5 and 6 .

8 eine schematische Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene durch ein als asymmetrisches Gelenkkreuz ausgeführtes Gelenkelement bei der weiteren Gelenkwellenanordnung aus den 5 und 6, 8th a schematic sectional view taken along a sectional plane through an executed as an asymmetric spider joint element in the further propeller shaft assembly of the 5 and 6 .

9 eine schematische Darstellung eines Gelenkbauteils aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial von vorn, 9 a schematic representation of a joint component of a fiber-plastic composite material from the front,

10 eine schematische Darstellung des Gelenkbauteils aus 9 von oben, 10 a schematic representation of the joint component 9 from above,

11 eine schematische Darstellung zu einem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils aus den 9 und 10, wobei ein Vorformwerkzeug zum Vorformen mit einem Stempelwerkzeug gezeigt ist, 11 a schematic representation of a method for producing the joint component of the 9 and 10 showing a preforming tool for preforming with a stamping tool,

12 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei eine vorgeformte Faser-Kunststoff-Pressmasse im Vorformwerkzeug eingebracht wird, 12 a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein a preformed fiber-plastic molding compound is introduced in the preforming tool,

13 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei die Faser-Kunststoff-Pressmasse vorgeformt wird, 13 a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein the fiber-plastic molding compound is preformed,

14 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei eine nicht vorgeformte Faser-Kunststoff-Pressmasse im Vorformwerkzeug eingebracht wird, 14 a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein a non-preformed fiber-plastic molding compound is introduced in the preforming tool,

15 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei ein Vorformling für das Gelenkbauteil gezeigt ist, 15 1 is a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein a preform for the joint component is shown,

16 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei der Vorformling in einem weiteren Presswerkzeug eingebracht wird, 16 a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein the preform is introduced in a further pressing tool,

17 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei ein Halbzeug gezeigt ist, 17 a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein a semifinished product is shown,

18 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei das mittels Endbearbeitung aus dem Halbzeug in 17 hergestellte Gelenkbauteil gezeigt ist, 18 a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein the means of finishing of the semi-finished in 17 shown hinged component is shown

19 eine weitere schematische Darstellung zu dem Verfahren zum Herstellen des Gelenkbauteils, wobei eine weitere Darstellung des Halbzeugs aus 17 gezeigt ist, 19 a further schematic representation of the method for producing the joint component, wherein a further representation of the semifinished product from 17 is shown

20 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Gelenkwellenkörpers von vorn und von der Seite, 20 a schematic representation of a portion of a drive shaft body from the front and from the side,

21 eine schematische Darstellung des Abschnitts des Gelenkwellenkörpers aus 20 von vorn und von der Seite, wobei zum Ausbilden eines wellenkörperseitigen Verbindungselementes eine Faser-Kunststoff-Pressmasse aufgebracht ist, 21 a schematic representation of the portion of the propeller shaft body 20 from the front and from the side, wherein a fiber-plastic molding compound is applied for forming a shaft-body-side connecting element,

22 eine schematische Darstellung des Abschnitts des Gelenkwellenkörpers nach 21 von vorn und von der Seite, wobei zum Ausbilden des wellenkörperseitigen Verbindungselementes eine mehrteilige Pressform gezeigt ist, 22 a schematic representation of the portion of the cardan shaft body 21 from the front and from the side, wherein a multi-part mold is shown for forming the shaft-body-side connecting element,

23 eine schematische Darstellung des Abschnitts des Gelenkwellenkörpers nach 22 von vorn und von der Seite nach dem Abnehmen der mehrteiligen Pressform, 23 a schematic representation of the portion of the cardan shaft body 22 from the front and from the side after removing the multi-part mold,

24a und b schematische Darstellungen einer Anordnung mit einem Wickelkern und einer hierauf angeordneten Formschale von vorn und von der Seite, 24a and b schematic representations of an arrangement with a winding core and a molded shell arranged thereon from the front and from the side,

25a und b schematische Darstellungen der Anordnung aus 24a und 24b, wobei im Bereich der Formschale eine Faser-Kunststoff-Pressmasse aufgetragen ist, 25a and b schematic representations of the arrangement 24a and 24b , wherein in the area of the shell mold a fiber-plastic molding compound is applied,

26a und b schematische Darstellungen der Anordnung aus 25a und 25b, wobei ein Traglaminat mittels Faserwickeln aufgetragen ist, 26a and b schematic representations of the arrangement 25a and 25b in which a supporting laminate is applied by means of filament winding,

27a und b schematische Darstellungen der Anordnung aus 26a und 26b von vorn und von der Seite, wobei lokale Verstärkungen mittels Faserwickeln ausgebildet sind, 27a and b schematic representations of the arrangement 26a and 26b from the front and from the side, where local reinforcements are formed by means of filament winding,

28 eine schematische Darstellung der Anordnung aus 27b von der Seite, wobei der Wickelkern und die Formschale entfernt werden, 28 a schematic representation of the arrangement 27b from the side, with the winding core and the shell mold removed,

29 eine schematische Darstellung einer Gelenkgabel, 29 a schematic representation of a yoke,

30 eine schematische Darstellung eines Abschnittes einer Gelenkwelle mit dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper, auf dem endseitig die Gelenkgabel angeordnet ist, und 30 a schematic representation of a portion of a propeller shaft with the tubular cardan shaft body, on the end of the yoke is arranged, and

31 eine schematische Darstellung eines Abschnittes der Gelenkwellenanordnung aus 30 im Schnitt entlang einer Linie AA' in 30. 31 a schematic representation of a portion of the propeller shaft assembly 30 in section along a line AA 'in 30 ,

1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Gelenkwellenanordnung 1 mit einer Gelenkwelle 2, an der ein Gelenk 3 angeordnet ist, welches in der dargestellten Ausführungsform als Kardangelenk gebildet ist. Die Gelenkwelle 2 verfügt über einen rohrförmigen Gelenkwellenkörper 4, an dem endseitig eine Gelenkgabel 5 im Bereich einer Materialaufdickung 6 hergestellt ist. Im Bereich der Materialaufdickung 6 verfügt die Gelenkwelle 2 über eine erhöhte Wanddicke, wobei ein direkter und allmählicher Übergang 7 zwischen dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper 2 und der endseitigen Materialaufdickung 6 hergestellt ist. 1 shows a perspective view of a portion of a propeller shaft assembly 1 with a propeller shaft 2 at the joint 3 is arranged, which is formed in the illustrated embodiment as a universal joint. The PTO shaft 2 has a tubular cardan shaft body 4 , at the end a yoke 5 in the area of material thickening 6 is made. In the area of material thickening 6 has the PTO shaft 2 over an increased wall thickness, with a direct and gradual transition 7 between the tubular cardan shaft body 2 and the end material thickening 6 is made.

Die Gelenkwelle 2 mit dem rohrförmigen Gelenkwellenkörper 4 und der Gelenkgabel 5 ist mittels Faserwickelverfahren einstückig hergestellt. Faserwickelverfahren sind als solche in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Zur Herstellung des rohrförmigen Gelenkwellenkörpers 4 kann ein Wickelverfahren mit einem klassischen Verlegeauge oder mit einem Ringfadenauge zum Einsatz kommen. Die endseitige Materialaufdickung 6 kann im Wickelverfahren mit einem klassischen Verlegeauge oder mittels einer zusätzlichen Vorrichtung an der Wickelmaschine, mit der bandförmige textile Halbzeuge aufgewickelt werden können, hergestellt werden.The PTO shaft 2 with the tubular cardan shaft body 4 and the yoke 5 is manufactured in one piece by means of fiber winding method. Filament winding methods are known as such in various embodiments. For producing the tubular cardan shaft body 4 a winding method with a classic laying eye or with a ring thread eye can be used. The end material thickening 6 Can be produced in the winding process with a classic laying eye or by means of an additional device on the winding machine, can be wound with the band-shaped textile semi-finished products.

Vorzugsweise werden im Wickelverfahren Kohlenstofffasern eingesetzt. Aber auch die zumindest teilweise Verwendung von Glasfasern kann vorgesehen sein. Die Materialaufdickung 6 kann mittels zusätzlicher Faserwicklungen und/oder mittels Einlegen von Fasern und/oder textiler Halbzeuge im lokalen Bereich der Materialaufdickung 6 hergestellt werden.Preferably, carbon fibers are used in the winding process. But also the at least partial use of glass fibers can be provided. The material thickening 6 can by means of additional fiber windings and / or by inserting fibers and / or textile semi-finished products in the local area of material thickening 6 getting produced.

Bei der Ausführungsform in 1 verfügt die Gelenkgabel 5 über zwei Bolzenaugen 8, 9, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und ein als Gelenkkreuz ausgeführtes Gelenkelement 10 aufnehmen. Über das Gelenkelement 10 koppelt die Gelenkgabel 5 an eine dieser zugeordnete Gelenkgabel 11, die mit einem Anschlussflansch 12 verbunden ist. Insoweit handelt es sich bei der zugeordneten Gelenkgabel 11 um eine flanschseitige Gelenkgabel. Die zugeordnete Gelenkgabel 11 koppelt ebenfalls an das Gelenkkreuz 10, so dass zur Ausbildung des Gelenkes die Gelenkgabel 5 und die zugeordnete Gelenkgabel 11 über das Gelenkelement 10 gelenkig verbunden sind.In the embodiment in 1 has the yoke 5 over two pin bosses 8th . 9 , Which are arranged opposite to each other and designed as a spider joint element 10 take up. About the joint element 10 couples the yoke 5 to one of these associated yoke 11 that with a connection flange 12 connected is. In that regard, it is in the associated yoke 11 around a flange-side yoke. The associated joint fork 11 also couples to the spider 10 , so that to form the joint, the yoke 5 and the associated yoke fork 11 over the joint element 10 are hingedly connected.

Zur Aufnahme der zugeordneten Gelenkgabel 11 sind im Bereich der Materialaufdickung 6 benachbart zur Gelenkgabel 5 Ausnehmungen 13, 14 hergestellt. Die Herstellung der Ausnehmungen 13, 14 erfolgt beispielsweise mittels nachträglicher spanender Bearbeitung des zuvor mittels Faserwickelverfahren hergestellten Halbzeugs.For receiving the associated joint fork 11 are in the area of material thickening 6 adjacent to the yoke 5 recesses 13 . 14 produced. The production of the recesses 13 . 14 For example, by means of subsequent machining of the semi-finished product previously produced by means of fiber winding process.

Die 2 und 3 zeigen den Abschnitt der Gelenkwellenanordnung 1 aus 1 von vorn und im Schnitt. 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene durch das als Gelenkkreuz ausgeführte Gelenkelement 10 hindurch. Es ergibt sich, dass Gelenkelementarme 10a, 10b eine gleiche Länge aufweisen und jeweils symmetrisch zur Mitte des Gelenkelementes 10 angeordnet sind. Diese Ausführung kann auch als symmetrisches Gelenkelement bezeichnet werden, wodurch dann ein symmetrisches Gelenk an der Gelenkwelle 2 angebracht ist.The 2 and 3 show the section of the cardan shaft assembly 1 out 1 from the front and on average. 4 shows a sectional view along a cutting plane through that as a spider executed joint element 10 therethrough. It turns out that joint element arms 10a . 10b have an equal length and in each case symmetrically to the center of the joint element 10 are arranged. This embodiment can also be referred to as a symmetrical joint element, whereby then a symmetrical joint on the propeller shaft 2 is appropriate.

Im Unterschied dazu zeigen die 5 bis 8 eine Ausführungsform, bei dem die Gelenkelementarme 10a, 10b zwar jeweils auch symmetrisch zur Mitte des Gelenkelementes 10 angeordnet sind, jedoch von unterschiedlicher Länge sind (vgl. insbesondere 8). Es ist so ein asymmetrisches Gelenkelement hergestellt, was zu einem asymmetrischen Gelenk an der Gelenkwelle 2 führt. Bei dieser Ausführungsform ist die Gelenkwelle 2 dann umlaufend im Bereich der Materialaufdickung 6 frei von den Ausnehmungen 13, 14 (vgl. 1). Deren Ausbildung ist aufgrund der ungleichen Längen der Gelenkelementarme 10a, 10b nicht notwendig. Es ist so die mechanische Stabilität der Gelenkwelle 2 im Bereich der Aufdickung 6 nicht beeinflusst durch die Ausnehmungen 13, 14.In contrast, the show 5 to 8th an embodiment in which the joint element arms 10a . 10b Although in each case symmetrical to the center of the joint element 10 are arranged, but are of different lengths (see, in particular 8th ). It is made as an asymmetric joint element, resulting in an asymmetrical joint on the propeller shaft 2 leads. In this embodiment, the propeller shaft 2 then circumferential in the area of material thickening 6 free from the recesses 13 . 14 (see. 1 ). Their training is due to the unequal lengths of the joint element arms 10a . 10b unnecessary. It is the mechanical stability of the PTO shaft 2 in the area of thickening 6 not influenced by the recesses 13 . 14 ,

Unter Bezugnahme auf die 9 bis 19 werden nachfolgend ein Gelenkbauteil 20 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial beschrieben.With reference to the 9 to 19 subsequently become a joint component 20 and a method for its production from a fiber-plastic composite material described.

Das Gelenkbauteil 20 kann bei den vorangehend beschriebenen Gelenkwellenanordnungen als das Bauteil mit der zugeordneten Gelenkgabel 11 und dem hiermit verbundenen Flansch 12 eingesetzt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Gelenkbauteil in Verbindung mit anderen Gelenkwellen zu verwenden, beispielsweise Gelenkwellen, die ganz oder teilweise aus Metall bestehen. Also zum Beispiel bei Gelenkwellen, die über einen rohrförmigen Gelenkwellenkörper aus Faserverbundkunststoffmaterial und eine metallische Gelenkgabel verfügen. Aber auch die Nutzung bei einer vollständig aus Metall bestehenden Gelenkwelle kann vorgesehen sein, an die dann über ein oder mehrere Gelenkelemente das Gelenkbauteil 20 koppelt.The joint component 20 can in the above-described propeller shaft assemblies as the component with the associated yoke 11 and the associated flange 12 be used. But it can also be provided that to use the joint component in conjunction with other propeller shafts, such as propeller shafts, which consist wholly or partly of metal. For example, in propeller shafts, which have a tubular shaft body made of fiber composite plastic material and a metallic yoke. But also the use of a completely made of metal propeller shaft can be provided to the then via one or more joint elements, the joint component 20 coupled.

Die 9 und 10 zeigen das Gelenkbauteil 20 von vorn und von oben. Eine Gelenkgabel 21 ist über einen Übergangsbereich 22 mit einem Flansch 23 einstückig verbunden. Die Gelenkgabel 21 verfügt über einen Augenbereich 24, in welchem zwei Bolzenaugen 25, 26 hergestellt sind. Die Bolzenaugen 25, 26 dienen zum Beispiel zur Aufnahme eines Gelenkkreuzes, wie dieses oben in Verbindung mit den Ausgestaltungen in den 1 bis 8 beschrieben wurde.The 9 and 10 show the joint component 20 from the front and from the top. A yoke 21 is over a transitional area 22 with a flange 23 integrally connected. The joint fork 21 has an eye area 24 in which two pin eyes 25 . 26 are made. The bolt eyes 25 . 26 serve for example for receiving a spider, as this above in connection with the embodiments in the 1 to 8th has been described.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 11 bis 18 die Herstellung des Gelenkbauteils 20 aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial beschrieben.The following is with reference to the 11 to 18 the manufacture of the joint component 20 described from a fiber-plastic composite material.

Gemäß 11 ist ein Vorformwerkzeug 30 mit einer Kavität 31 bereitgestellt, in die mit Matrixharz imprägnierte Endlosfaserstränge 32 eingelegt und anschließend mit Hilfe eines Stempels 33 konsolidiert werden, insbesondere vorgeformt. Hierauf wird dann in die Kavität 31 eine Faser-Kunststoff-Pressmasse 34 eingebracht und mit Hilfe eines Presswerkzeuges 35 konsolidiert, was in den 12 und 14 schematisch dargestellt ist. Die Faser-Kunststoff-Pressmasse 34 enthält Langfasern in einer formbaren Kunststoffmasse. Hierbei kann gemäß 13 vorgesehen sein, die Faser-Kunststoff-Pressmasse 34 in einem Zwischenschritt in einem Hilfswerkzeug 36 mittels eines Hilfsstempels 37 vorzuformen und dann die vorgeformte Faser-Kunststoff-Pressmasse 34 gemäß 12 in der Kavität 31 des Vorformwerkzeuges 30 einzubringen. Bei der Ausführungsform gemäß 14 ist die Faser-Kunststoff-Pressmasse 34 nicht in dieser Form vorgeformt.According to 11 is a preform tool 30 with a cavity 31 provided in the matrix resin impregnated endless fiber strands 32 inserted and then with the help of a stamp 33 be consolidated, in particular preformed. This is then in the cavity 31 a fiber-plastic molding compound 34 introduced and with the help of a pressing tool 35 Consolidates what happens in the 12 and 14 is shown schematically. The fiber-plastic molding compound 34 contains long fibers in a malleable plastic mass. Here, according to 13 be provided, the fiber-plastic molding compound 34 in an intermediate step in an auxiliary tool 36 by means of an auxiliary stamp 37 preform and then the preformed fiber-plastic molding compound 34 according to 12 in the cavity 31 of the preforming tool 30 contribute. In the embodiment according to 14 is the fiber-plastic molding compound 34 not preformed in this form.

Auf diese Weise wurde nun ein Vorformling 38 für das Gelenkbauteil 20 gemäß 15 hergestellt. Der Vorformling 38 verfügt über Bereiche 39, in denen Endlosfaserstränge in das Kunststoffmaterial eingelagert sind, sowie Bereiche 40 mit den Langfasern aus der Faser-Kunststoff-Pressmasse 34. Die Endlosfasern 32 erstrecken sich insbesondere im Randbereich der auszubildenden Gelenkgabel des Gelenkbauteils 20.In this way, now became a preform 38 for the joint component 20 according to 15 produced. The preform 38 has areas 39 , in which endless fiber strands are embedded in the plastic material, as well as areas 40 with the long fibers of the fiber-plastic molding compound 34 , The endless fibers 32 extend in particular in the edge region of the traction joint fork of the joint component 20 ,

Im weiteren Verfahren wird der Vorformling 38 gemäß 16 in ein weiteres Presswerkzeug 41 mit einem Unterteil 42 eingebracht, welches eine Kavität 43 bereitstellt, und mittels eines Oberteils 44 mit Pressdruck beaufschlagt. Hierdurch entsteht ein Halbzeug 45 gemäß 17, welches anschließend bearbeitet wird, um das Gelenkbauteil 20 gemäß 18 herzustellen. Hierbei ist der Flansch 23 mit Bohrungen 46 versehen, die zum Ausbilden einer Flanschverschraubung dienen.In the further process, the preform 38 according to 16 in another pressing tool 41 with a lower part 42 introduced, which is a cavity 43 and by means of a shell 44 subjected to pressing pressure. This creates a semi-finished product 45 according to 17 which is subsequently machined to the hinge component 20 according to 18 manufacture. Here is the flange 23 with holes 46 provided, which serve to form a Flanschverschraubung.

19 zeigt eine weitere Darstellung des Halbzeuges 45 aus 17, wobei die Bereiche mit Endlosfasern 39 und die Bereiche mit Langfasern 40 schematisch gezeigt sind. Das zukünftige Bolzenauge 26 ist mittels einer Strich-Punkt-Linie angedeutet. Im Bereich eines Randes 47 des zukünftigen Bolzenauges 26 ist ein Anteil an der eingebetteten Gesamtfasermenge von wenigstens etwa 30% vorgesehen, bei dem die Fasern nicht mehr als etwa +/–20° von der radialen Richtung des zukünftigen Bolzenauges 26 abweichen. 19 shows a further illustration of the semifinished product 45 out 17 , where the areas with continuous fibers 39 and the areas with long fibers 40 are shown schematically. The future bolt eye 26 is indicated by a dash-dot line. In the area of a border 47 the future bolt eye 26 a proportion of the total embedded fiber amount of at least about 30% is provided in which the fibers are not more than about +/- 20 ° from the radial direction of the future pinhole 26 differ.

Das Gelenkbauteil 20 stellt aus mehreren Gründen eine vorteilhafte Weiterentwicklung dar. Mit seiner Hilfe besteht auch ein flanschseitiger Teil eines Gelenkes aus Faser-Kunststoff-Verbundmaterial. Das Gelenkbauteil 20 erhöht die Lochleibungsfestigkeit durch eine andere Faserorientierung im Bereich des Bohrungsrandes, indem die Bohrung erst nach der Formgebung eingebracht wird und die Fasern hierbei absichtlich durchtrennt werden. Es ist mittels einfacher, kostengünstiger, leicht automatisierbarer Fertigungsverfahren herzustellen.The joint component 20 represents an advantageous development for several reasons. With its help, there is also a flange-side part of a joint made of fiber-plastic Composite material. The joint component 20 increases the bearing fatigue by a different fiber orientation in the region of the bore edge, by the hole is introduced only after the molding and the fibers are intentionally cut through this. It is by means of simple, inexpensive, easily automatable manufacturing processes.

Eine schlaufenartige Faserorientierung um eine Bolzenbohrung herum führt nur zu einer geringen Lochleibungsfestigkeit, wenn die Faserschlaufe nicht seitlich gestützt ist. Eine solche seitliche Stützung ist bei einer Gelenkgabel aus Faser-Kunststoff-Verbundmaterial, insbesondere CFK, aber nicht möglich oder zumindest nicht zweckmäßig herzustellen. Um eine wesentlich höhere Lochleibung und Dauerfestigkeit zu erreichen, wurde hier vorgeschlagen, einen nennenswerten Anteil der Fasern radial vom Rand der Bohrung nach außen verlaufend anzuordnen. Gute Lochleibungsfestigkeiten erreichen somit bereits Laminate, die viele verschiedene Faserorientierungen aufweisen, wenn die Bohrung spanend eingebracht wird.A loop-like fiber orientation around a pin bore results in only low bearing strength when the fiber loop is not laterally supported. Such lateral support is in a yoke made of fiber-plastic composite material, in particular CFRP, but not possible or at least not appropriate to produce. In order to achieve a much higher bearing fatigue and fatigue strength, it has been proposed here to arrange a considerable proportion of the fibers radially outward from the edge of the bore. Good bearing strength thus already reach laminates, which have many different fiber orientations when the hole is machined.

Das Gelenkbauteil 20 wird deshalb erst nach dem formgebenden Prozess durchbohrt und weist im Nahbereich der Bohrung viele verschiedene Faserorientierungen auf, von denen mindestens etwa 30% um nicht mehr als etwa +/–20° von der Radialrichtung abweichen. Dies wird zweckmäßig und kostengünstig erreicht mittels Verwendung einer langfaserverstärkten Pressmasse mit regelloser Faserorientierung im Nahbereich der späteren Bohrung.The joint component 20 is therefore pierced only after the forming process and has many different fiber orientations in the vicinity of the bore, of which at least about 30% do not deviate more than about +/- 20 ° from the radial direction. This is conveniently and inexpensively achieved by using a long fiber reinforced molding compound with random fiber orientation in the vicinity of the later bore.

Diese Werkstoffauswahl wird kombiniert mit Endlosfasersträngen, die nur im Außenbereich des Auges eine schlaufenartige Verstärkung bilden, nicht jedoch im Nahbereich der Bohrung. In dem Übergangsbereich zwischen Außenbereich und Nahbereich der Bohrung bildet sich durch die verwendete Preforming-Technik und durch die Fließvorgänge während des Pressens ein allmählicher, harmonischer Übergang der Faserorientierung von den Endlosfasersträngen im Außenbereich zu der regellosen Faserorientierung der Langfasern im Bohrungsbereich aus (vgl. 19). Hierdurch wird sowohl eine hohe Biegefestigkeit des Augenbereiches als auch eine hohe Lochleibungsfestigkeit erreicht.This material selection is combined with endless fiber strands, which form a loop-like reinforcement only in the outer area of the eye, but not in the vicinity of the bore. In the transition area between the outer area and the vicinity of the bore, a gradual, harmonic transition of the fiber orientation from the endless fiber strands in the outer area to the random fiber orientation of the long fibers in the bore area is formed by the preforming technique used and by the flow processes during the pressing (cf. 19 ). This achieves both a high flexural strength of the eye area and a high bearing fatigue strength.

Die sonstigen Bereiche des Gelenkbauteils 20 weisen vorzugsweise ebenfalls eine regellose (unwillkürliche) Faserorientierung auf und sind so ohne aufwändige Maßnahmen zur Sicherstellung einer etwaigen vorgeschriebenen (willkürlichen) Faserorientierung kostengünstig herzustellen.The other areas of the joint component 20 preferably also have a random (involuntary) fiber orientation and are thus inexpensive to manufacture without any costly measures to ensure any prescribed (arbitrary) fiber orientation.

Die gegenüber endlosfaserverstärkten Laminaten etwas geringeren Steifigkeits- und Festigkeitswerte einer langfaserverstärkten Pressmasse können durch eine zweckmäßige geometrische Gestaltung mit leicht erhöhten Wanddicken ausgeglichen werden. Die im Vergleich zu Stahl niedrige Dichte des verwendeten Faser-Kunststoff-Verbundmaterials führt dann immer noch zu einem leichten Bauteil, das aber im Gegensatz zu einem endlosfaserverstärkten Bauteil wesentlich kostengünstiger und leichter automatisierbar hergestellt werden kann.The somewhat lower rigidity and strength values of a long-fiber-reinforced molding compound than continuous-fiber-reinforced laminates can be compensated by a suitable geometric design with slightly increased wall thicknesses. The low density compared to steel fiber-plastic composite material used then still leads to a lightweight component, but in contrast to a continuous fiber reinforced component can be made much cheaper and easier to automate.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 20 ff. eine Gelenkwelle, insbesondere Kardangelenkwelle, sowie ein Verfahren zum Herstellen beschrieben, bei der ein sich axial erstreckender Gelenkwellenkörper über eine drehschlüssige Verbindung mit einer Gelenkgabel verbunden ist, die endseitig an einem Gelenkwellenkörper angeordnet ist.The following are with reference to the 20 ff. A propeller shaft, in particular universal joint shaft, and a method for producing described, in which an axially extending cardan shaft body is connected via a rotationally locked connection with a yoke, which is arranged on the end side of a cardan shaft body.

Die 20 bis 23 zeigen schematische Darstellungen zur Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen eines Gelenkwellenkörpers 50, der in der gezeigten Ausführungsform als rohrförmiger Gelenkwellenkörper hergestellt wird. Gemäß 20 wird zunächst auf einem Wickelkern 51 der Gelenkwellenkörper 50 aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial mittels Faserwickeln hergestellt. Faserwickelverfahren, die in Ausgestaltungen auch als „Filament Winding” bezeichnet werden, sind als solche in verschiedenen Ausgestaltung bekannt.The 20 to 23 show schematic representations for describing a method for producing a Gelenkwellenkörpers 50 , which is manufactured in the embodiment shown as a tubular drive shaft body. According to 20 is initially on a winding core 51 the cardan shaft body 50 made of a fiber-plastic composite material by means of fiber coils. Filament winding processes, which are referred to in embodiments as "filament winding", are known as such in various embodiments.

Gemäß 21 wird dann eine Faser-Kunststoff-Pressmasse 52 auf den hergestellten Gelenkwellenkörper 50 aufgetragen. Die Faser-Kunststoff-Pressmasse 52 umfasst ein formbares Kunststoffmaterial, in dem Fasern zufällig verteilt sind, beispielsweise Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern.According to 21 then becomes a fiber-plastic molding compound 52 on the manufactured drive shaft body 50 applied. The fiber-plastic molding compound 52 comprises a moldable plastic material in which fibers are randomly distributed, for example glass fibers and / or carbon fibers.

Sodann wird gemäß 22 eine Pressform-Schale 53, die bei der gezeigten Ausführungsform mehrteilig ausgeführt ist und eine innere Zahnstruktur 53a aufweist, aufgebracht, um mittels der Faser-Kunststoff-Pressmasse 52 ein wellenkörperseitiges Verbindungselement 54 mit einer Oberflächenstruktur 55 zu herzustellen. Bei der gezeigten Ausführungsform gemäß 23 verfügt die Oberflächenstruktur 55 über eine Verzahnung 56 sowie einen Zentrierabschnitt 57. Die Verzahnung 56 weist nach außen vorspringende Zähne oder Zahnstege und hierzwischen gebildete Vertiefungen auf, die sich in axialer Richtung des Gelenkwellenkörpers 50 erstrecken. Der Gelenkwellenkörper 50 wird dann mit montierter Pressform-Schale 53 ausgehärtet. Nach dem Aushärten werden der Wickelkern 51 ausgezogen (in 23 noch nicht gezeigt) und die Pressform-Schale 53 in radialer oder axialer Richtung entfernt. Hierdurch ist der Gelenkwellenkörper 50 mit dem angeformten wellekörperseitigen Verbindungselement 54 gebildet, das über den Zentrierabschnitt 57 verfügt.Then according to 22 a mold shell 53 which is made in several parts in the embodiment shown and an internal tooth structure 53a comprises, applied by means of the fiber-plastic molding compound 52 a shaft body side connector 54 with a surface structure 55 to produce. In the embodiment shown according to 23 has the surface structure 55 about a gearing 56 and a centering section 57 , The gearing 56 has outwardly projecting teeth or toothed ridges and recesses formed therebetween extending in the axial direction of the cardan shaft body 50 extend. The cardan shaft body 50 is then with mounted mold shell 53 hardened. After curing, the winding core 51 undressed (in 23 not yet shown) and the mold shell 53 removed in the radial or axial direction. As a result, the cardan shaft body 50 with the integrally formed shaft body-side connecting element 54 formed over the centering section 57 features.

Die 24 bis 29 zeigen schematische Darstellungen in Verbindung mit einer Gelenkgabel sowie deren Herstellung. Hierbei wird gemäß 24a und 24b eine Anordnung mit einem Wickelkern 60 und hierauf gelagerter Formschale 61 bereitgestellt. Die Formschale 61 verfügt über eine Negativoberflächenstruktur 62 mit einer Verzahnung 62a sowie einem Zentriersitz 62b. Die Formschale 61 ist spiegelsymmetrisch hinsichtlich der Negativoberflächenstruktur 62.The 24 to 29 show schematic representations in conjunction with a yoke and their preparation. This is in accordance with 24a and 24b an arrangement with a winding core 60 and thereon mounted mold shell 61 provided. The shape shell 61 has a negative surface structure 62 with a toothing 62a as well as a centering seat 62b , The shape shell 61 is mirror-symmetric with respect to the negative surface structure 62 ,

Im Folgenden wird nun gemäß 25a und 25b im Bereich der Formschale 61 und benachbart hierzu eine Faser-Kunststoff-Pressmasse 63 aufgetragen und mit Hilfe einer Konturspachtel 64 bearbeitet. Sodann werden eine oder mehrere Schichten eines Traglaminats 65 mittels Faserwickel-Verfahren aufgebracht, was 26a und 26b schematisch zeigen.The following will now be according to 25a and 25b in the area of the shell mold 61 and adjacent thereto a fiber-plastic molding compound 63 applied and with the help of a contour spatula 64 processed. Then, one or more layers of a support laminate 65 applied by means of fiber winding process, what 26a and 26b show schematically.

Auf die und/oder zwischen den einzelnen Schichten des Traglaminats 65 werden dann gemäß 27a und 27b lokale Verstärkungsbereiche 66, 67 auf-/eingewickelt, ebenfalls mittels Faserwickelverfahren, wobei die aufgewickelten Fasern in üblicher Weise in ein Kunststoffmaterial eingebettet werden.On and / or between the individual layers of the supporting laminate 65 are then according to 27a and 27b local amplification areas 66 . 67 wrapped / wrapped, also by means of fiber winding method, wherein the wound fibers are embedded in a conventional manner in a plastic material.

Nach dem Aushärten wird dann der Wickelkern 60 mit der Formschale 61 von dem aus dem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellten Bauteil gemäß 28 getrennt. Mittels Einstechen wird hierbei eine Polkappe 68 entfernt. Bei der gezeigten Ausführungsform werden auf vergleichbare Weise die auf der Formschale 61 spiegelsymmetrisch gebildeten Bauteile getrennt.After curing then the winding core 60 with the mold shell 61 from the component made from the fiber-plastic composite according to 28 separated. By piercing here is a polar cap 68 away. In the embodiment shown, the on the shell mold in a comparable manner 61 separated symmetrically formed components.

Zur Herstellung einer Gelenkgabel 69, die schematisch in 29 gezeigt ist, werden dann bei der gezeigten Ausführungsform noch Aussparungen 70 hergestellt, vorzugsweise mittels spanender Bearbeitung. Auch werden Bohrungen 71 zur Aufnahme eines Gelenkelementes hergestellt, insbesondere zur Anbindung eines Gelenkkreuzes. In einer alternativen Ausgestaltung können die Aussparung 70 auch weggelassen werden, wie dieses vergleichbar oben in Verbindung mit den 5 bis 8 beschrieben wurde.For producing a joint fork 69 that is schematically in 29 is shown, then recesses in the embodiment shown 70 manufactured, preferably by means of machining. Also will be drilling 71 manufactured for receiving a joint element, in particular for connecting a spider. In an alternative embodiment, the recess 70 also be omitted, as this compares above in conjunction with the 5 to 8th has been described.

Die in 29 gezeigte Gelenkgabel 69 verfügt über ein gabelseitiges Verbindungselement 72, welches bei der gezeigten Ausführungsform mit einer innen umlaufenden Verzahnung gebildet ist, deren Oberflächenstruktur durch die Formschale 61 geprägt ist.In the 29 shown yoke 69 has a fork-side connector 72 , which is formed in the embodiment shown with an internally circumferential toothing whose surface structure through the shell mold 61 is characterized.

30 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Gelenkwelle, bei der zum Ausbilden einer drehschlüssigen Verbindung nun die Gelenkgabel 69 endseitig auf den Gelenkwellenkörper 50 aufgeschoben ist, derart, dass das wellenkörperseitige Verbindungselement 54 und das gabelseitige Verbindungselement 72 im Eingriff stehen. Dieses bedeutet bei der beschriebenen Ausführungsform, dass die einander zugeordneten Verzahnungen wenigstens teilweise ineinander greifen. 30 shows a schematic representation of a portion of a propeller shaft, in which now to form a rotational connection now the yoke 69 end to the cardan shaft body 50 is pushed, such that the shaft body-side connecting element 54 and the fork-side connecting element 72 are engaged. This means in the described embodiment that the mutually associated toothings at least partially interlock.

Gemäß 30 ist vorgesehen, zum Ausbilden einer Gleitschicht über eine Öffnung 73 eine flüssige Füllmasse 74 einzubringen, die sich in einem Hohlraum 75 zwischen der Oberfläche des gabelseitigen Verbindungselementes 72 und des wellenkörperseitigen Verbindungselementes 54 ablagert und anschließend erstarrt. Bei der Füllmasse 74 kann es sich bevorzugt um einen duroplastischen oder einen thermoplastischen Kunststoff handeln. Um die gewünschte Toleranzen einzuhalten und eine Abdichtung zu erzielen, wird hierbei eine Zentrierhilfe 76 eingeschoben, die den Gelenkwellenkörper 50 zur Gelenkgabel 69 gabelseitig zentriert und welche nach dem Erstarren der Füllmasse 74 wieder entfernt wird. Eine Zentrierung erfolgt auch wellenkörperseitig durch die angepresste Zentrierung 57.According to 30 is provided for forming a sliding layer over an opening 73 a liquid filling material 74 to bring in a cavity 75 between the surface of the fork-side connecting element 72 and the shaft body side connecting element 54 deposited and then solidified. At the filling mass 74 it may preferably be a thermoset or a thermoplastic plastic. In order to maintain the desired tolerances and to achieve a seal, this is a centering 76 pushed in the cardan shaft body 50 to the joint fork 69 centered fork-side and which after solidification of the filling 74 is removed again. Centering also takes place on the shaft body side by the pressed centering 57 ,

Insgesamt ist hierdurch eine Anordnung geschaffen, bei der die Gelenkgabel 69 zentriert endseitig auf dem Gelenkwellenkörper 50 montiert ist, wobei mit Hilfe der drehschlüssigen Verbindung, die mittels des wellenkörperseitigen und des gabelseitigen Verbindungselementes 54, 72 sowie der erstarrten Füllmasse 74 gebildet ist, eine spielfreie axiale Relativbewegung zwischen dem Gelenkwellenkörper 50 und der Gelenkgabel 69 ermöglicht ist, sodass die Gelenkwelle im Betrieb, wenn entsprechende Kräfte auftreten, ihre Länge ändern kann. Eine solche Relativbewegung tritt erst dann auf, wenn angreifende Kräfte eine Grenzkraft überschreiten. Unterhalb der Grenzkraft sind Gelenkwellenkörper 50 und Gelenkgabel 69 gegen ein unbeabsichtigtes Verrutschen gesichert. Die Drehschlüssigkeit der Verbindung wird bei der dargestellten Ausführungsform mittels des Eingriffs der Verzahnungen am wellenkörperseitigen Verbindungselement 54 und am gabelseitigen Verbindungselement 72 sichergestellt.Overall, this creates an arrangement in which the yoke 69 centered on the end of the cardan shaft body 50 is mounted, wherein by means of the rotational connection, by means of the shaft body side and the fork-side connecting element 54 . 72 and the solidified filling 74 is formed, a play-free axial relative movement between the cardan shaft body 50 and the yoke 69 is enabled, so that the PTO shaft during operation, when appropriate forces occur, can change their length. Such a relative movement occurs only when attacking forces exceed a limit force. Below the limit force are cardan shaft bodies 50 and yoke 69 secured against unintentional slipping. The rotational engagement of the connection is in the illustrated embodiment by means of the engagement of the teeth on the shaft body side connecting element 54 and at the fork-side connecting element 72 ensured.

Um das Anhaften der über die Öffnung 73 eingebrachten Füllmasse 74 zum Ausbilden der Gleitschicht im Oberflächenbereich wenigstens eines der Fügepartner, zum Beispiel auf der Oberfläche des gabelseitigen Verbindungselementes 72, zu unterstützen, kann vorgesehen sein, die zu beschichtenden Oberflächenbereiche zu aktivieren, beispielsweise mittels Strahlen, chemischer Aktivierung und/oder der Verwendung eines Primers. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, die Oberflächenbereiche des anderen Fügepartners, also zum Beispiel die Oberfläche des wellenkörperseitigen Verbindungselementes 54, für die eine Anhaftung der Füllmasse 74 nicht gewünscht ist, zu deaktivieren, zum Beispiel mittels Auftragen eines Trennmittels oder eines Trennwachses und/oder der Verwendung von Öl oder Fett in diesen Oberflächenbereichen.To stick the over the opening 73 introduced filling material 74 for forming the sliding layer in the surface region of at least one of the joining partners, for example on the surface of the fork-side connecting element 72 It may be provided to activate the surface areas to be coated, for example by means of radiation, chemical activation and / or the use of a primer. In addition or as an alternative, it is possible to provide the surface regions of the other joining partner, that is to say, for example, the surface of the shaft-body-side connecting element 54 , for which an adhesion of the filling mass 74 is not desired to deactivate, for example by applying a release agent or a release wax and / or the use of oil or grease in these surface areas.

Vorangehend wurde die Herstellung des gabelseitigen Verbindungselementes 72 und des wellenkörperseitigen Verbindungselementes 54 an einem jeweiligen Gelenkwellenbauteil beispielhaft beschrieben, welches selbst aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial besteht. Ohne weiteres ergibt sich, dass die als Faser-Kunststoff-Pressbauteile hergestellten Verbindungselemente auf vergleichbare Art und Weise auch an Gelenkbauteilen aus anderen Werkstoffen gebildet werden können, die zum Beispiel aus Metall bestehen. So kann vorgesehen sein, das wellenkörperseitige Verbindungselement auf einem rohrförmigen Metallwellenkörper herzustellen.Previously, the preparation of the fork-side connecting element 72 and the shaft body side connecting element 54 on a respective propeller shaft component described by way of example, which itself consists of a fiber-plastic composite material. Without further ado it follows that the connecting elements produced as fiber-plastic press components can be formed in a comparable manner also on joint components made of other materials, which consist for example of metal. Thus, it may be provided to produce the shaft body-side connecting element on a tubular metal shaft body.

Die Gelenkwelle kann mit anderen oben beschriebenen Gelenkwellen-Technologien kombiniert werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, die Gelenkwelle im gegenüberliegenden Endbereich einstückig auszuführen, wie dies oben zum Beispiel unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 erläutert wurde.The PTO shaft can be combined with other PTO shaft technologies described above. Thus, for example, be provided to perform the propeller shaft in the opposite end portion in one piece, as above, for example, with reference to the 1 to 8th was explained.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.The features of the invention disclosed in the above description, the claims and the drawings may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims (9)

Einstückiges Gelenkbauteil (20) aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial, mit einer an einem Endabschnitt angeordneten Gelenkgabel (11) und einem an einem gegenüberliegenden Endabschnitt angeordneten Verbindungsflansch (12).One-piece joint component ( 20 ) made of a fiber-plastic composite material, having an end portion arranged at a joint fork ( 11 ) and arranged at an opposite end portion connecting flange ( 12 ). Gelenkbauteil (20) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Bauteilabschnitt, in welchem Fasern des Faser-Kunststoff-Verbundmaterials eine erste Faserorientierung aufweisen, und einen zweiten Bauteilabschnitt, in welchem Fasern des Faser-Kunststoff-Verbundmaterials eine zweite Faserorientierung aufweisen, die von der ersten Faserorientierung verschieden ist.Joint component ( 20 ) according to claim 1, characterized by a first component portion in which fibers of the fiber-plastic composite have a first fiber orientation, and a second component portion in which fibers of the fiber-plastic composite have a second fiber orientation, which is different from the first fiber orientation is. Gelenkbauteil (20) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ersten Verbundmaterialbereich, in welchem überwiegend Fasern einer ersten Faserart angeordnet sind, und einen zweiten Verbundmaterialbereich, in welchem überwiegend Fasern einer zweiten Faserart angeordnet sind, die von der ersten Faserart verschieden ist.Joint component ( 20 ) according to claim 1 or 2, characterized by a first composite material region, in which mainly fibers of a first type of fiber are arranged, and a second composite material region, in which predominantly fibers of a second type of fiber are arranged, which is different from the first type of fiber. Gelenkbauteil (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste und die zweite Faserart hinsichtlich der Faserlänge unterscheiden.Joint component ( 20 ) according to claim 3, characterized in that the first and the second type of fiber differ with regard to the fiber length. Gelenkbauteil (20) nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bauteilabschnitt einen äußeren Randbereich der Gelenkgabel (11) und der zweite Bauteilabschnitt einen inneren Bereich der Gelenkgabel (11) umfasst.Joint component ( 20 ) according to at least one of the preceding claims, as far as dependent on claim 2, characterized in that the first component portion an outer edge region of the yoke ( 11 ) and the second component portion an inner portion of the yoke ( 11 ). Gelenkbauteil (20) nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, soweit auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbundmaterialbereich den äußeren Randbereich der Gelenkgabel (11) und der zweite Verbundmaterialbereich den inneren Bereich der Gelenkgabel (11) umfasst.Joint component ( 20 ) according to at least one of the preceding claims, as far as dependent on claim 3, characterized in that the first composite material region the outer edge region of the yoke ( 11 ) and the second composite region the inner region of the yoke ( 11 ). Gelenkbauteil (20) nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, ausgeführt als ein Faser-Kunststoff-Pressbauteil.Joint component ( 20 ) according to at least one of the preceding claims, designed as a fiber-plastic pressed component. Gelenkwellenanordnung (1), mit – einer sich axial erstreckenden Gelenkwelle (2), – einem gelenkwellenseitigen Gelenkbauteil (3), welches endseitig auf der Gelenkwelle (2) angeordnet ist, – einem Gelenkkopplungsbauteil (5), welches an das gelenkwellenseitige Gelenkbauteil (3) koppelt, und – einem flanschseitigen Gelenkbauteil (11), welches an das Gelenkkopplungsbauteil (5) koppelt und als einstückiges Gelenkbauteil nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche gebildet ist.Cardan shaft arrangement ( 1 ), with - an axially extending propeller shaft ( 2 ), - a joint shaft side joint component ( 3 ), which end on the propeller shaft ( 2 ), - a joint coupling component ( 5 ), which on the joint shaft side joint component ( 3 ), and - a flange-side joint component ( 11 ) which is connected to the articulated coupling component ( 5 ) and formed as a one-piece joint component according to at least one of the preceding claims. Verfahren zum Herstellen eines Gelenkbauteils (20), bei dem das Gelenkbauteil (20) an einem Endabschnitt mit einer Gelenkgabel (11) und an einem gegenüberliegenden Endabschnitt mit einem Verbindungsflansch (12) und als einstückiges Bauteil aus einem Faser-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt wird.Method for producing a joint component ( 20 ), in which the joint component ( 20 ) at one end portion with a yoke ( 11 ) and at an opposite end portion with a connecting flange ( 12 ) and is manufactured as a one-piece component from a fiber-plastic composite material.
DE201210106118 2012-07-06 2012-07-06 One-piece Cardan joint component for transferring torques and rotational movements in e.g. motor car manufacturing application, has fork-type joint arranged at end section, and connecting flange arranged at another opposite end section Active DE102012106118B3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210106118 DE102012106118B3 (en) 2012-07-06 2012-07-06 One-piece Cardan joint component for transferring torques and rotational movements in e.g. motor car manufacturing application, has fork-type joint arranged at end section, and connecting flange arranged at another opposite end section
PCT/DE2013/100250 WO2014005584A1 (en) 2012-07-06 2013-07-05 Method for producing a propeller shaft from a fiber-plastic composite material, propeller shaft, and propeller shaft arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210106118 DE102012106118B3 (en) 2012-07-06 2012-07-06 One-piece Cardan joint component for transferring torques and rotational movements in e.g. motor car manufacturing application, has fork-type joint arranged at end section, and connecting flange arranged at another opposite end section

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012106118B3 true DE102012106118B3 (en) 2013-12-12

Family

ID=49626083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210106118 Active DE102012106118B3 (en) 2012-07-06 2012-07-06 One-piece Cardan joint component for transferring torques and rotational movements in e.g. motor car manufacturing application, has fork-type joint arranged at end section, and connecting flange arranged at another opposite end section

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012106118B3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111873473A (en) * 2018-01-22 2020-11-03 林欢 Glass steel pipeline processingequipment based on it is automatic intelligent

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3007896A1 (en) * 1980-03-01 1981-09-10 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart CONNECTION CONNECTION FOR FIBER PLASTIC PIPES, IN PARTICULAR HOLLOW SHAFT OF MOTOR VEHICLES
EP0094468A1 (en) * 1982-05-14 1983-11-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung Cardan joint connection
DE102009026013A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-30 Technische Universität Darmstadt Fork made of fiber composite materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3007896A1 (en) * 1980-03-01 1981-09-10 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart CONNECTION CONNECTION FOR FIBER PLASTIC PIPES, IN PARTICULAR HOLLOW SHAFT OF MOTOR VEHICLES
EP0094468A1 (en) * 1982-05-14 1983-11-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung Cardan joint connection
DE102009026013A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-30 Technische Universität Darmstadt Fork made of fiber composite materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111873473A (en) * 2018-01-22 2020-11-03 林欢 Glass steel pipeline processingequipment based on it is automatic intelligent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2759423B1 (en) Suspension arm made of fibre-reinforced plastic for a wheel suspension of a vehicle
DE102014214827A1 (en) Handlebar and method for its production
DE102014004157B4 (en) Process for the production of load introduction flanges on fiber-reinforced hollow profiles with thermoplastic matrix
DE102014214824A1 (en) Ball joint for a chassis
EP3116705A1 (en) Method for connecting components one of which is made of a fiber-reinforced plastic material
WO2008119341A1 (en) Connector piece for the articulated connection of components located in the suspension of a vehicle
DE102015104656B4 (en) Component, in particular chassis strut or control arm or elastomer bearing
DE102009038316A1 (en) Method for producing a steering spindle part forming a section of a steering spindle
DE102009039479A1 (en) Stabilizer arrangement for coupling wheels of motor vehicle, has actuator arranged between stabilizer parts, where connections between actuator terminals and connection ends of stabilizer parts are formed as combined joint connection
DE102015108850A1 (en) Fiber-reinforced plastic composite component with compressed fibers and process for its production
DE102013205745A1 (en) Method for producing an assembly and assembly
WO2014005584A1 (en) Method for producing a propeller shaft from a fiber-plastic composite material, propeller shaft, and propeller shaft arrangement
DE102012104172B4 (en) Process for producing a component that is light in terms of weight but heavily stressed in terms of stress, and component manufactured using this process
DE102014218332A1 (en) transaxle
DE102017211625B4 (en) Method for producing a bearing bush, bushing and handlebar for a suspension of a motor vehicle
DE102012106118B3 (en) One-piece Cardan joint component for transferring torques and rotational movements in e.g. motor car manufacturing application, has fork-type joint arranged at end section, and connecting flange arranged at another opposite end section
DE102012009458B4 (en) Bearing for elastic coupling of two components
DE3936999C2 (en) Method for producing a shaft arrangement, in particular a cardan shaft arrangement, from a tube made of fiber-plastic material and an outer sleeve made of rigid material
WO2018095664A1 (en) Method for producing a link, and link and wheel suspension
DE112008000697T5 (en) A mold for producing a compound drive shaft and a compound drive shaft made using the mold
DE102012106117B4 (en) Method for producing a propeller shaft made of a fiber-plastic composite material, propeller shaft and cardan shaft arrangement
DE102012106120B4 (en) Method for producing a propeller shaft and propeller shaft
EP4436807A1 (en) Coupling rod and method for producing same
DE102017206687A1 (en) Method for producing a vehicle component and such a vehicle component or chassis component
EP3710281B1 (en) Vehicle wheel and method of manufacturing of a wheel arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20140313