DE102021103917A1 - Hybridscheibenrad mit wickelfadenbedecktem Faserverbundwickelkern und Herstellverfahren für Hybridscheibenrad - Google Patents

Hybridscheibenrad mit wickelfadenbedecktem Faserverbundwickelkern und Herstellverfahren für Hybridscheibenrad Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridscheibenrad (1) mit einem Hauptkörper (2) aus Faserverbundwerkstoff, enthaltend wenigstens eine in einer Harzmatrix eingebettete lasttragende Faser oder eine Vielzahl solcher Fasern, wobei der Hauptkörper (2) einen zentralen Nabenaufnahmebereich besitzt, wobei die Faser oder die Vielzahl an Fasern als Wickelfaden (7) oder als Vielzahl an Wickelfäden (7) ausgebildet sind, wobei der Wickelfaden (7) oder die Vielzahl an Wickelfäden (7) auf der Außenseite eines Faserverbundwickelkerns (3) sich überkreuzend so abgelegt sind, dass sich eine den Nabenaufnahmebereich aussparende allseits geschlossene Hohlscheibe ergibt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Hybridscheibenrades (1), wobei erst der Faserverbundwickelkern (3) hergestellt wird und nachfolgend der Faserverbundwickelkern (3) mit dem Hauptkörper (2) bedeckt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridscheibenrad mit einem Hauptkörper aus Faserverbundwerkstoff, enthaltend wenigstens eine in einer Harzmatrix eingebettete lasttragende Faser oder eine Vielzahl solcher Fasern, wobei der Hauptkörper einen zentralen Nabenaufnahmebereich besitzt, wobei ferner die Faser oder die Vielzahl an Fasern als Wickelfaden oder als Vielzahl an Wickelfäden ausgebildet sind.
  • Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von Hybridscheibenrädern bekannt, bspw. werden solche Hybridscheibenräder im Kfz-Bau eingesetzt, bspw. als Faserverbundfelge.
  • Unabhängig davon gibt es auch eine Vielzahl von Schleifscheiben, wie sie bspw. in der DE 10 2016 119 746 A1 offenbart ist. Dort ist eine Schleifscheibe mit mindestens einer metallischen Oberfläche offenbart, auf der abrasive Partikel, insbesondere aus Diamant oder aus CBN, angebracht sind, wobei dort als Besonders herausgestellt ist, dass die Oberfläche aus einer elastisch verformbaren Metallfolie besteht, welche unmittelbar auf einer gummielastisch verformbaren Tragschicht befestigt ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind auch solche Scheibenräder bekannt, die ausschließlich oder überwiegend metallische Komponenten einsetzen, um ein metallisches Scheibenrad bzw. eine Schleifscheibe aus Vollkorund zu klemmen. Dazu wird das Scheiben rad bzw. die Schleifscheibe zwischen einem Flansch und einem Flanschgegenstück mittels beide Bauteile durchdringende und in Position haltende Fügeelemente geklemmt. Die metallische Schleifscheibe bzw. das Vollkorund-Scheibenrad, wird dann zwischen dem Flanschgegenstück und dem Flansch festgehalten. Üblicherweise wird zusätzlich ein metallischer Wuchtring zentrumsnah am Flansch oder am Flanschgegenstück befestigt. Weitere Fügeelemente können dafür eingesetzt sein. Dies ist jedoch eine sehr masseintensive und dynamisch stark begrenzte Bauweise. Schon die Tatsache, dass das Flanschgegenstück und der Flansch metallisch ausgebildet sind, zieht eine große Masse und somit ein hohes Gewicht nach sich.
  • Die bisher eingesetzten und bekannten Lösungen setzen im Schleifeinsatz auf Metall oder Korund und besitzen üblicherweise eine Masse von 50 kg. Auch Lösungen, die auf Sand setzen, welcher mit Harz verpresst ist, ist nachteilig, da sich dieses Substrat bei hohen Geschwindigkeiten auflöst. Üblicherweise zeigt sich als ein besonderer Nachteil der hohe Energieverbrauch, der bei der Beschleunigung die Zwangsfolge ist. Auch sind Erosionserscheinungen häufig zu beklagen, da bei zunehmender Geschwindigkeit auch die Fliehkraft zunimmt. Kurzzyklische Bearbeitungen sind aufgrund der Nachteile in puncto Beschleunigung suboptimal, genauso wie langzyklische Bearbeitungsprozesse, da sich dort die Erosionswirkung besonders negativ bemerkbar macht.
  • Natürlich sind auch Schleifscheiben aus Carbon grundsätzlich bekannt, jedoch nur als Ersatz sonst üblicher metallischer Scheibenräder oder Schleifscheiben, also als massiv gefertigte hohlzylindrische Bauteile mit umlaufend gleichbleibendem Querschnitt und flachen Stirnseiten.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile abzustellen oder wenigstens zu mildern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wickelfaden oder die Vielzahl an Wickelfäden auf der Außenseite eines Faserverbundwickelkerns sich überkreuzend so abgelegt sind, dass sich eine den Nabenbereich / Nabenaufnahmebereich aussparende allseits geschlossene Hohlscheibe ergibt. Schleifscheibenaußendurchmesser von 500 bis 300 mm lassen sich dann genauso gestalten wie solche Schleifscheiben, die üblicherweise 2 bis 8 cm, bevorzugt 4 cm messen. Es ergibt sich eine erhebliche Gewichtsersparnis durch die Erfindung. Beispielsweise ist das Gesamtgewicht eines Hybridscheibenrades gemäß der Erfindung, im Gegensatz zu einem sonst üblichen 500 mm-Durchmesser-Scheibenrad der gleichen Größe, nur noch 2 bis 3 kg schwer. Letztlich ist ein erfindungsgemäßes Hybridscheibenrad um den Faktor 10 bis 40 leichter. Auch wird die Unwucht extrem verringert. Teure händische / manuelle Fertigung wird vermieden. Selbst der Einsatz von Prepreg als Ausgangsmaterial, oder Gewebe wird im Grundsatz vermieden, bleibt aber an ausgewählten Stellen möglich.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
  • So ist es von Vorteil, wenn der Faserverbundwickelkern einen Kernfaden oder eine Vielzahl an Kernfäden besitzt, der/die in einer Harzmatrix eingebettet ist/sind. Solche Kernfäden lassen sich dann aufwickeln oder alternativ über eine Prepreg-Gestaltung einbringen. Als Kernfäden bieten sich insbesondere aus Glasfasern gefertigte Fäden oder aus Kohlefasern / Carbonfasern gefertigte Fäden an. Auch Mischungen sind denkbar. Selbst Aramidfäden sind denkbar. Bei einer solchen Gestaltung, können die in der Herstellung benötigten Wickelkerne in großen Stückzahlen maschinell gefertigt werden und vorgehalten werden oder Just-in-time an die Fertigungsstrecke geliefert werden. Dadurch werden hohe Taktzeiten mit geringen Kosten möglich.
  • Es hat sich auch bewährt, wenn die Länge des Wickelfadens / der Wickelfäden und/oder des Kernfadens / der Kernfäden jeweils ein Mehrfaches des Umfangs des Hauptkörpers beträgt. Solche Lang- oder gar Endlosfäden haben in der Prozessauslegung Vorteile gegenüber Kurzfäden oder Wirrfäden, wobei diese Ausgestaltungen für bestimmte Anwendungen auch Vorteile bieten.
  • Wenn der Kernfaden / die Kernfäden einerseits und der Wickelfaden / die Wickelfäden andererseits aus dem gleichen Material aufgebaut sind, wie Aramid, Glas, Carbon oder aus unterschiedlichem Material aufgebaut sind, etwa Aramid oder Glas oder Carbon in gezielter Kombination bspw. Glasfasern im Faserverbundwickelkern und Carbonfasern in der/den darauf abgelegten Fäden, so lassen sich bedarfsgerechte Hybridscheibenräder, angepasst auf die jeweilige Belastungssituation, gestalten.
  • Dabei hat es sich bewährt, wenn die im Faserverbundwickelkern und im Hauptkörper eingesetzte Harzmatrix der gleichen Art ist oder unterschiedlicher Art ist.
  • Unterschiedliche Einsatzgebiete lassen sich bedienen, wenn das Hybridscheibenrad als Maschinenelement-Scheibenrad, Kfz-Rad, Fahrrad(scheiben)rad, Laufrad, Elektrofahrzeugfelge, Schleifrad oder Schleifscheibe oder sogar Werkzeug- bzw. CNC-Bearbeitungsmaschinenbauteil ausgebildet ist.
  • Besonders ruhig laufende Hybridscheibenräder lassen sich dann gestalten, wenn der Hauptkörper eine diskusartige Außenkontur mit zentraler Durchgangsöffnung und/oder einer nach radial außen in Axialrichtung gesehen dicker oder dünner werdender Hohlscheibenkontur besitzt.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandshalter einen Zentrumnächstgelegenen Bereich (in unmittelbarer Nachbarschaft des Durchgangsloches bzw. dieses vorgebend / ausbildend) eine durch eine vom Kernfaden definierte Kernwandung aufspreizt / voneinander beabstandet hält. Vorkonfektionierte handelsübliche Lager lassen sich dann einfach verbauen.
  • Wenn in dem Abstandshalter (selbst) ein Nabenkörper eingesetzt ist, so lässt sich eine Koppelung von handelsüblichen Lagern erleichtern.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn der Abstandskörper auf dem Nabenkörper kraft- und/oder formschlüssig befestigt ist, bspw. eingeklebt und/oder auf- / eingeschrumpft ist bzw. vice versa.
  • Der Einsatz als Schleifscheibe ist dann besonders sinnvoll, wenn auf dem Außenumfang des Hauptkörpers ein umlaufender separater Tragkörper befestigt ist, der mit einer Abrieb- / Verschleißschicht zumindest teilweise bedeckt ist.
  • Um eine besonders unwuchtfrei und ruhig laufende Vorrichtung zu erhalten, ist es von Vorteil, wenn der Tragkörper vordefinierte Unwuchtmassen-Aufnahmebereiche besitzt, die zur Befestigung von Unwuchtmassen oder jeweils einer Unwuchtmasse ausgelegt sind. Die Idee, dass außenumfangsnah oder sogar exakt am Außenumfang des Hauptkörpers ein umlaufender separater Tragkörper befestigt ist, der mit einer Abrieb- / Verschleißschicht zumindest teilweise bedeckt ist und/oder der Tragkörper vordefinierte Unwuchtmassen-Aufnahmebereiche besitzt, die zur Befestigung von Unwuchtmassen ausgelegt sind, lässt sich auch unabhängig von den Merkmalen des Hybridscheibenrades mit einem Hauptkörper aus Faserverbundwerkstoff, enthaltend wenigstens eine in einer Harzmatrix eingebettete lasttragende Faser oder eine Vielzahl solcher Fasern realisieren, wobei es auch verzichtbar ist, dass der Hauptkörper einen zentralen Nabenaufnahmebereich besitzt, wobei die Faser oder die Vielzahl an Fasern als Wickelfaden oder als Vielzahl an Wickelfäden ausgebildet sind, wobei es auch verzichtbar ist, dass der Wickelfaden oder die Vielzahl an Wickelfäden auf der Außenseite eines Faserverbundwickelkerns sich überkreuzend so abgelegt sind, dass sich eine den Nabenbereich / Nabenaufnahmebereich aussparende allseits geschlossene Hohlscheibe ergibt. Es kann diese Idee in einer separaten Patentanmeldung, bspw. einer Teilanmeldung verfolgt werden.
  • Dabei ist es natürlich zweckmäßig, wenn in den / allen Unwuchtmasse-Aufnahmebereichen Unwuchtmassen befestigt sind oder wenigstens in ausgewählten Unwuchtmassen-Aufnahmebereichen Unwuchtmassen vorhanden sind.
  • Dabei hat es sich bewährt, wenn die Unwuchtmassen-Aufnahmebereiche als in Radialrichtung ausgebildete Durchgangslöcher oder Sacklöcher ausgeformt sind. Das Einsetzen der Unwuchtmassen ist dann besonders einfach.
  • Dabei hat es sich als zweckmäßig gezeigt, wenn der Querschnitt der Unwuchtmassen-Aufnahmebereiche kreisrund, elliptisch, eckig, polygonal, dreieckig, viereckig, trapezoidal, parallelogrammförmig, rechteckig, rautenförmig, drachenviereckförmig oder quadratisch ausgestaltet ist. Wenn die Unwuchtmasse aus Metall, etwa Blei oder einer Eisenlegierung aufgebaut ist oder dieses Material umfasst, so stellt sich der technische Effekt besonders gut ein.
  • Die Kosten werden reduziert, wenn der Tragkörper aus (Spritzguss-)Kunststoff oder einer Eisenlegierung, etwa einer Stahl-Chrom-Molybdän-Legierung aufgebaut ist oder dieses Material umfasst.
  • Wenn der Nabenkörper als ein stufiges Hohlrohr ausgebildet ist, so wird einerseits die Montage erleichtert und andererseits der vielseitige Einsatz unterschiedlicher Lager möglich.
  • Es hat sich bewährt, wenn der Nabenkörper einen sich nach radial außen erstreckenden Flansch besitzt.
  • Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Flansch auf der Außenseite des Hauptkörpers anliegt.
  • Es ist auch von Vorteil, wenn am radialen Ende des Flansches eine sich in Axialrichtung zum Hauptkörper weg erstreckende Erweiterung / Umbiegung / Abknickung vorhanden ist.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn der Hauptkörper aus mehreren gewickelten Faserlagen aufgebaut ist, vorzugsweise einer ersten, zentrumsnächsten Faserlage und einer sich nach radial außen daran anschließende und die erste Faserlage teilweise oder vollständig bedeckende zweite Faserlage sowie wenigstens einer dritten Faserlage, die sich an die zweite Faserlage nach radial außen anschließt und die zweite Faserlage teilweise oder vollständig bedeckt. Die Bedeckung ist dann bspw. stirnseitig und flächig und nur ringartig.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn der Wickelfaden oder die Wickelfäden in jeder der drei Faserlagen eine grundsätzlich unterschiedliche Richtung aufweist / besitzt bzw. aufweisen / besitzen.
  • Wenn der Tragkörper einen umlaufend geschlossenen oder geschlitzten, bspw. rechteckigen Querschnitt besitzt, so kann er aus einem umgebogenen eckigen Blechstreifen einfach gefertigt werden. Es hat Vorteile, wenn der Tragkörper außenseitig zumindest auf der Umfangsfläche vollständig oder segmentweise / abschnittsweise von einer Schleifschicht / einem Schleifsubstrat, bzw. mit einer in Radialrichtung gemessenen Dicke von 4,5 mm oder dünner bedeckt ist, aufweisend Schleifkörper, wie Diamantsplitter oder Korundpartikel. Auch kann der Tragkörper selber aus Korund gefertigt sein, wodurch die Aufbringung einer zusätzlichen Schleifschicht unterbleiben kann. Diese Ausgestaltungen bieten Vorteile bei zwangsweise auftretendem Verschleiß, da dann das Schleifsubstrat wieder einfach aufgebracht werden kann, wenn es abgeschliffen ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wickelfaden in der ersten Faserlage eine Z-Orientierung oder 0°(±5°)-Orientierung besitzt.
  • Genauso vorteilhaft ist es, wenn die zweite Faserlage eine Y-Orientierung oder 45°-Orientierung (±5°) besitzt.
  • Letztlich ist es auch von Vorteil, wenn die dritte Faserlage eine X-Orientierung oder 70°-Orientierung (±5°) besitzt. Wenn der Wickelfaden oder die Wickelfäden im Übergang von einer Faserlage zur nächsten gezielt unwuchtverhindernd bspw. als Wirrfaden/Wirrfäden abgelegt/ausgerichtet ist/sind, so kann in einem Prozessschritt jede der drei Faserlagen geschaffen werden. Natürlich sind auch mehr Faserlagen möglich oder weniger.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen des Hybridscheibenrades gemäß der Erfindung, wobei erst der Faserverbundwickelkern hergestellt wird und nachfolgend der Faserverbundwickelkern mit dem Hauptkörper bedeckt wird.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn bei der Herstellung des Faserverbundwickelkerns ein verlorener Kern, etwa aus Wachs oder Sand, oder ein Massivkern, etwa aus Holz oder Prepreg oder Glas- oder Carbonfasern mit dem Kernfaden / den Kernfäden bewickelt wird und danach der verlorene Kern oder Massivkern entnommen / entfernt wird.
  • Dabei bietet es sich an, bei der Entfernung des Massivkerns aus dem Faserverbundwickelkern diesen erst entlang des Umfangs aufzuschneiden und danach die beiden Hälften des Faserverbundwickelkerns miteinander stoff-, kraft- und/oder formschlüssig miteinander zu verbinden, bspw. zu verkleben. Natürlich muss dabei die Schnittbreite beim Aufschneiden schon beim Auslegen des Faserverbundwickelkerns berücksichtigt werden, so dass der aus den zwei Hälften wiederzusammengesetzte / zusammengesetzte Faserverbundwickelkern vor dem Bewickeln mit den Wickelfäden die exakt korrekte Größe besitzt.
  • Es ist von Vorteil, wenn außenseitig ein Eisenring verwendet ist, der wechselbar oder nachbestückbar mit Schleifsubstrat ist. Insbesondere Korund mit einer Partikelgröße von 1/100 mm im Durchmesser ist denkbar. Für das Wechseln lassen sich thermische Mittel oder schleifende Mittel einsetzen.
  • Es ist möglich, dass eine Stirnseite gerade und eine angeschrägt ausgebildet ist, beide gerade oder beide angeschrägt sind. Insbesondere für die Weiterbildung als Elektrofahrzeugfelge bietet es sich an besonders große Radien zu erreichen, aber sehr schmal zu bauen, um den Rollwiderstand niedrig zu halten. Dies ist einer Rekuperation zuträglich. Das gilt auch bei der Auslegung von Fahrradfelgen.
  • Durchaus von Vorteil ist es, wenn die Unwuchtmassen oder Unwuchtgewichte außerhalb eines 50%-Radius des Hauptkörpers aufgebracht werden. Es ist denkbar alle 10° ein Loch in dem Tragkörper vorzuhalten und wo notwendig eine Bleikugel einzufügen.
  • Im Zentrum der Trennung steht die Prozesstechnologie eines mehrstufigen automatischen Wickelprozesses. Die Herstellung aus Fasern, vorzugsweise aus UHM-Fasern mit integriertem Wickelkern in ultraleichter Hohlbauweise ist möglich.
  • Während bisher Probleme dadurch auftauchten, dass Wickeldorne bei geschlossener Geometrie nicht entfernbar sind, wird nun eine Lösung vorgestellt. Im Bauteil verbleibende Inliner oder Schaumkerne und verlorene (Sand-)Kerne sind möglich, aber vermeidbar. Besonders herausgestellt werden sollte die Erzeugung eines Faserverbundwerkstoffwickeldorns aus dünnen Halbschalen. Dabei ist es von Vorteil diese Halbschalen wieder zu fügen. Danach ist ein Bewickeln und Aushärten sinnvoll. Ein nachgelagertes Fügen von Nabe und Außenring, z. B. bei Zahn-, Schleif- oder Übertragungsringen, ist wünschenswert.
  • Grundsätzlich zeigt sich eine Vielzahl von Vorteilen, die auch schon angesprochen wurden. Herausgestellt werden sollte erneut die angepasste kraftflussgerechte Faserorientierung, sowohl tangential als auch radial. Eine erhebliche Gewichtsreduzierung und dadurch deutlich höhere mögliche Umdrehungsgeschwindigkeiten im Vergleich zu herkömmlichen Stahllösungen sind die Folge. Die Wandstärken können je nach gefordertem Last- und Schwingungs-Dämpfungsprofil lokal eingestellt werden. Eine geschlossen digitale und automatisierte Herstellung ist abbildbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 eine teilperspektivische Wiedergabe eines erfindungsgemäßen Hybridscheibenrades in einer Längsschnittdarstellung,
    • 2 das Hybridscheibenrad aus 1 mit einem Hauptkörper und einem zentrumsnahen Durchgangsloch für einen Nabenkörper, wobei ein Abstandskörper den Nabenkörper aufnimmt,
    • 3 eine perspektivische Darstellung eines Massivkerns mit darauf befindlicher Halbschale, entstanden durch Entnahme einer gegengleichen Halbschale, aufgebaut aus Kernfäden,
    • 4 die zur Halbschale aus 3 gegengleiche Halbschale aufgebaut aus Kernfäden,
    • 5 und 6 die beiden gegengleichen Halbschalen mit Blick von innen,
    • 7 eine Vergrößerung einer der beiden Halbschalen aus 5 und 6,
    • 8 eine perspektivische Darstellung eines Faserverbundwickelkerns in sphärischer Form mit noch darin enthaltenem Massivholzkern,
    • 9 der Massivholzkern aus 8 mit aufgeschnittener Faserverbundwickelkerngestaltung, wobei eine dabei entstandene Halbschale abgenommen ist und einen Blick in das Innere derselben ermöglicht und die andere Halbschale noch den Massivholzkern bedeckt,
    • 10 die beiden entnommenen Halbschalen des Faserverbundwickelkerns mit entnommenem Massivholzkern,
    • 11 eine Detaildarstellung eines Blicks in das Innere einer der beiden Halbschalen aus 10,
    • 12 eine Darstellung des Hybridscheibenrades mit entnommenem Kern.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen lassen sich untereinander kombinieren.
  • In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridscheibenrades 1 dargestellt. Das Hybridscheibenrad 1 besitzt einen Hauptkörper 2. Das Hybridscheibenrad 1 mit seinem Hauptkörper 2 hat einen Faserverbundwickelkern 3. Der Hauptkörper 2 ist aus einer ersten Faserlage 4, einer zweiten Faserlage 5 und einer dritten Faserlage 6 aufgebaut, die ihrerseits von einem bspw. durch eine Faserlage 4, 5 und/oder 6 oder alle Faserlagen 4, 5 und 6 laufenden Wickelfaden 7 oder mehreren Wickelfäden 7 aufgebaut sind. Dabei ist der Wickelfaden 7 oder die Vielzahl an Wickelfäden 7 in einer Harzmatrix 8 eingebettet. Dies ist auch besonders gut in 2 zu erkennen.
  • Zurückkommend auf 1 fällt auf, dass ein Abstandshalter 9 auf der Innenseite des Faserverbundwickelkerns 3 in einem zentrumsnahen Bereich angeordnet ist. In den Abstandshalter 9 ist ein Nabenkörper 10 eingesetzt. Der Nabenkörper 10 weist einen Flansch 11 auf, welcher eine Erweiterung 12 besitzt. Der Abstandshalter 9 wirkt auch als Wickelgrundkörper zum Fügen, bspw. Kleben von Halbschalen 13 und 14, die zusammengesetzt den Faserverbundwickelkern 3 stellen. Der Faserverbundwickelkern 3 ist hohl und radial innenseitig durch den Abstandshalter 9 begrenzt.
  • Die erste Faserlage 4 ist zwischen dem Faserverbundwickelkern 3 und dem Flansch 11 eingeklemmt. Die Halbschalen 13 und 14 sind vorgängig gewickelte Halbschalen als Wickelkern. Auf der Außenseite 15 des Hauptkörpers 2 ist ein Außenring für bspw. Zahnräder oder Schleifbeläge vorhanden, nämlich ein Tragkörper 16, auf dem eine Abrieb- / Verschleißschicht 17 aufgebracht ist. Die Axialrichtung / Längsrichtung ist mit dem Bezugszeichen 18 versehen. Die Radialrichtung ist mit dem Bezugszeichen 19 versehen. Die Umfangsrichtung ist mit dem Bezugszeichen 20 versehen.
  • Die Kernfäden 21 sind in der 4 referenziert.
  • Diese Kernfäden 21 sind auch in den 5, 6 und 7 referenziert. Der Faserverbundwickelkern 3, mit seinen Halbschalen 13 und 14 ist in den 8 und 9 dargestellt. Der als Massiv(holz)kern konfektionierte (innerste) Kern bei der Herstellung ist in den 2 bis 9 mit dem Bezugszeichen 24 referenziert. Das gilt auch für die 10.
  • In der 11 ist die Innenansicht auf eine der Halbschalen 13 oder 14 dargestellt, aufweisend die Kernfäden 21 und einem zentralen Durchgangsloch 23.
  • Der grundsätzliche Faserverlauf des Hauptkörpers 2 ist der 12 zu entnehmen.
  • Der Nabenkörper 10 weist auf seiner Innenseite Stufen 22 auf. Die Stufen 22 sind konisch ausgebildet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hybridscheibenrad
    2
    Hauptkörper
    3
    Faserverbundwickelkern
    4
    erste Faserlage
    5
    zweite Faserlage
    6
    dritte Faserlage
    7
    Wickelfaden
    8
    Harzmatrix
    9
    Abstandshalter
    10
    Nabenkörper
    11
    Flansch
    12
    Erweiterung
    13
    Halbschale
    14
    Halbschale
    15
    Außenseite
    16
    Tragkörper
    17
    Abrieb- / Verschleißschicht
    18
    Axialrichtung / Längsrichtung
    19
    Radialrichtung
    20
    Umfangsrichtung
    21
    Kernfaden
    22
    Stufe
    23
    Durchgangsloch
    24
    Kern
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016119746 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Hybridscheibenrad (1) mit einem Hauptkörper (2) aus Faserverbundwerkstoff, enthaltend wenigstens eine in einer Harzmatrix eingebettete lasttragende Faser oder eine Vielzahl solcher Fasern, wobei der Hauptkörper (2) einen zentralen Nabenaufnahmebereich besitzt, wobei die Faser oder die Vielzahl an Fasern als Wickelfaden (7) oder als Vielzahl an Wickelfäden (7) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelfaden (7) oder die Vielzahl an Wickelfäden (7) auf der Außenseite eines Faserverbundwickelkerns (3) sich überkreuzend so abgelegt sind, dass sich eine den Nabenaufnahmebereich aussparende allseits geschlossene Hohlscheibe ergibt.
  2. Hybridscheibenrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwickelkern (3) einen Kernfaden (21) oder eine Vielzahl an Kernfäden (21) besitzt, der/die in einer Harzmatrix eingebettet ist/sind.
  3. Hybridscheibenrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Wickelfadens (7) / der Wickelfäden (7) und/oder des Kernfadens (21) / der Kernfäden (21) jeweils ein Mehrfaches des Umfangs des Hauptkörpers (2) beträgt.
  4. Hybridscheibenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernfaden (21) / die Kernfäden (21) einerseits und der Wickelfaden (7) / die Wickelfäden (7) andererseits aus dem gleichen Material aufgebaut sind oder aus unterschiedlichem Material aufgebaut sind.
  5. Hybridscheibenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridscheibenrad (1) als Maschinenelement-Scheibenrad, Kfz-Rad, Fahrrad(scheiben)rad, Laufrad, Elektrofahrzeugfelge, Schleifrad oder Schleifscheibe ausgebildet ist.
  6. Hybridscheibenrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (2) eine diskusartige Außenkontur mit zentraler Durchgangsöffnung und/oder einer nach radial außen in Axialrichtung (18) gesehen dünner werdenden Hohlscheibenkontur besitzt.
  7. Hybridscheibenrad (1) vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Außenumfang des Hauptkörpers (2) ein umlaufender separater Tragkörper (16) befestigt ist, der mit einer Abrieb- / Verschleißschicht (17) zumindest teilweise bedeckt ist.
  8. Hybridscheibenrad (1) insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (16) vordefinierte Unwuchtmassen-Aufnahmebereiche besitzt, die zur Befestigung von Unwuchtmasse ausgelegt sind.
  9. Verfahren zum Herstellen des Hybridscheibenrads (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei erst der Faserverbundwickelkern (3) hergestellt wird und nachfolgend der Faserverbundwickelkern mit dem Hauptkörper (2) bedeckt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des Faserverbundwickelkerns (3) ein verlorener Kern (24) oder ein Massivkern (24) mit dem Kernfaden (21) / den Kernfäden (21) bewickelt wird und danach der verlorene Kern (24) oder Massivkern (24) entnommen / entfernt wird.
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