DE19544008A1 - Welle mit integrierten Winkelausgleichselementen aus faserverstärkten Kunstharzen - Google Patents
Welle mit integrierten Winkelausgleichselementen aus faserverstärkten KunstharzenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Welle aus faserverstärktem Kunstharz mit
wenigstens einem als Winkelausgleichselement wirksamen Flansch.
Eine Welle mit wenigstens einem Flansch ist zusammen mit einer Vorrichtung
und einem Verfahren zu ihrer Herstellung in der EP 0 443 470 B1 offenbart.
Bei dieser bekannten Welle ist ein Radialflansch vorgesehen, der im Bereich
seines äußeren Umfangs mit Anschlußbohrungen versehen ist. Da in jedem
Querschnitt des Rohrabschnittes und des Flansches der Gesamtquerschnitt
aller Fasern gleich ist, ist dies mit einer Ausdünnung des Faseranteils zum äu
ßeren Umfang des Flansches gleich, ist diese mit einer Ausdünnung des Faser
anteils zum äußeren Umfang des Flansches hin verbunden. Diese Ausdünnung
hat den erwünschten Effekt, daß dadurch die Flanschdicke über den Radius
kontinuierlich herabgesetzt werden kann, ohne daß damit eine Verringerung der
übertragbaren Schubspannungen verbunden wäre. Dies führt in dem für die
Winkelausgleichswirkung der Welle wesentlichen äußeren Flanschbereich zu
einer geringeren Verformungsarbeit und damit zu einer geringeren Wärmeent
wicklung. Weiter nimmt der Momentenverlauf nach außen ab und dadurch
kommt es zu einer gleichmäßigen Beanspruchung über die Flanschfläche. Der
Außendurchmesser des Flansches ist dabei von den zulässigen Biegespannun
gen abhängig. Dies führt zu Flanschdurchmessern, die in Fällen, in denen eine
metallische Kardanwelle mit Kardangelenken zu substituieren ist, zu Abmes
sungen führt, die in den vorhandenen Konstruktionsräumen nicht mehr unterge
bracht werden können.
Aus der US-PS 4,173,128 ist eine rohrförmige Welle mit integrierten Aus
gleichselementen bekannt, die aus faserverstärktem Kunstharz besteht und an
deren Enden metallische Abschlußflansche angeordnet sind, die mit einem
rohrförmigen Ansatz in die Enden der Welle eingreifen. Auf den Enden der
Welle ist außen ein Metallring angeordnet, und die Verbindung in den Flan
schen mit der Welle erfolgt durch radiale Niete, die durch den Außenring, die
Welle und den rohrförmigen Ansatz des Flansches hindurchgreifen. Die Aus
gleichselemente sind als Paare radial nach außen gewölbter ringförmiger Bal
gen mit teilkreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Die Faserverstärkung weist
± 45° Fasern und Unidirektionalfasern auf, die sich in Längsrichtung der Welle
erstrecken. Durch die balgenförmigen Ausgleichselemente wird zwar eine für
den Winkelausgleich gewünschte örtliche Verringerung der Biegesteifigkeit
erreicht. Die Welle erhält aber auch insgesamt eine geringe Biegesteifigkeit und
ist damit schwingungsempfindlich.
Aus der JP-3-223 516 A - Patent Abstracts of Japan - Sect. M Vol. 15 (1991) N°
509 (M-1 195) ist eine zylindrische Welle aus faserverstärktem Kunstharz be
kannt, die an ihren Enden über elastische ringförmige Stege mit der zylinderring
förmigen Wandung eines metallischen Anschlußflansches verbunden ist, der die
Enden der Welle mit radialem Abstand übergreift.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Welle der gattungsgemäßen Art so auszu
gestalten, daß diese für einen vorgegebenen Winkelversatz bei einer vorgege
benen Leistungsübertragung mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt wer
den kann.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 herausgestellten Merkmale.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Welle und einer Vorrichtung zu ihrer Her
stellung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nach
stehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 im Querschnitt ein Ende einer Welle mit einem Flansch, der als Winkel
ausgleichselement ausgebildet ist;
Fig. 2 schematisch die Herstellung einer Welle mit zwei daran anzuformenden
Flanschen;
Fig. 3 in größerem Maßstab einen Spreizkörper als ein Formelement einer
Vorrichtung zur Herstellung von Wellen mit Flanschen, die als Winkel
ausgleichselemente ausgebildet sind;
Fig. 4 im Querschnitt den Spreizkörper nach Fig. 3 und einen auf den rohr
förmigen Teil der Welle aufgesetzten Formkörper;
Fig. 5 die Herstellung des Bördelflansches;
Fig. 6 einen weiteren Verfahrensschritt zur Streckung der Fasern;
Fig. 7 im Halbschnitt eine modifizierte Ausführung des Spreizkörpers in einer
Stellung entsprechend Fig. 5;
Fig. 8 einen Rohling eines Flansches hergestellt mit einem Spreizkörper nach
Fig. 7;
Fig. 9 den fertig bearbeiteten Flansch; und
Fig. 10 eine Stirnansicht einer Welle mit Anschlußkörper von der Wellenseite
her gesehen.
Die in Fig. 1 mit ihrem Endteil dargestellte Ausgleichswelle 2 weist einen vor
zugsweise zylindrischen, rohrförmigen Abschnitt 4 auf, der sich bis zu der ge
strichelten Linie 6 erstreckt und eine Länge L₁, einen Innendurchmesser D₃,
einen Außendurchmesser D₄, und eine Wandstärke d hat. An den rohrförmigen
Abschnitt 4 schließt sich der Flanschteil 8 an, der als Bördelflansch mit einer
Umlenkung der Fasern um 180° mit einem inneren Radius R₁ ausgebildet ist.
Das freie Ende des Bördelflansches bildet ein zylinderring- oder -rohrförmiger
Abschnitt 10, der sich über das Ende des rohrförmigen Abschnittes 4 der Welle
2 erstreckt. Der so ausgebildete Bördelflansch ist mit einem schalen- oder
topfförmigen Anschlußelement 12 verbunden, das mit einer innen zylindrischen,
vorzugsweise rohrförmigen Wandung 14 den rohrförmigen Flanschabschnitt 10
des Flansches außen übergreift und bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel über radial angeordnete formschlüssige Verbindungselemente 16
- hier als Niet dargestellt - mit dem Flanschabschnitt 10 verbunden ist. Vorzugs
weise ist dabei auf der Innenseite ein ringförmiger Stützkörper 18 angeordnet,
der innen gegen den zylinderringförmigen Abschnitt 10 des Kupplungsflansches
anliegt und in den die radial angeordneten Verbindungselemente 16 eingreifen.
Die fertige Welle kann abhängig von den an sie gestellten Anforderungen an
einem oder an beiden Enden mit einem Flansch versehen sein.
In dem quer zur Achse 20 liegenden Boden 21 des Anschlußelementes 12 sind
Bohrungen 24 für die Aufnahme von Verbindungselementen vorgesehen. Ge
gebenenfalls können hier auf der Innenseite Muttern 25 für Anschlußschrauben
befestigt sein, wie in Fig. 1 oben veranschaulicht. Mit dem Anschlußelement 12
kann die Ausgleichswelle starr mit einem Flansch der Antriebs- bzw. Abtriebs
welle verbunden werden. Mittig ist das Anschlußelement mit einer Durch
gangsöffnung 26 versehen, die zur Aufnahme eines Zentrierzapfens am An
schlußflansch ausgebildet sein kann.
Anstelle einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Flanschabschnitt 10
und der Wandung des Anschlußkörpers kann auch eine in Umfangsrichtung
elastische Verbindung mittels einem anvulkanisierten elastischen Rings vorge
sehen werden. Der Anschlußkörper kann auch im Überdeckungsbereich an den
Flanschabschnitt 10 angeklebt oder anvulkanisiert werden. Eine weitere Ausfüh
rung einer formschlüssigen Verbindung wird weiter unten unter Bezug auf die
Fig. 7 bis 10.
Die Welle besteht aus einem Faserverbundwerkstoff. Die Fasern sind zur Über
tragung der Torsionskräfte unter einem Winkel zur Achse 20 der Welle kreuz
weise gewickelt, und zwar vorzugsweise mit einem Winkel von ± 45°. Zur Erhö
hung der Biegesteifigkeit können zusätzlich im Bereich des zylindrischen Ab
schnittes unidirektionale Fasern (achsparallel) vorgesehen werden.
Der Gesamtquerschnitt aller Fasern der Kreuzwicklung ist im Bereich des rohr
förmigen Abschnittes 4, im Bereich des Bördelflansches 8 und im Bereich des
zylinderringförmigen Endabschnittes 10 gleich. Im Bereich des Bördelflansches
sind die Faserlagen entsprechend dem sich vergrößernden Durchmesser des
Bördels ausgedünnt. Diese Ausdünnung ist verbunden mit einer entsprechen
den Reduzierung der Wandstärke wie im einzelnen in der EP 0 443 470 B1 be
schrieben. Der Innenradius R₁ des Flansches geht daher von einem Durchmes
ser D₁ aus, der um die Differenz der Wandstärke des Bördelflansches am inne
ren bzw. äußeren Durchmesser größer ist als der Durchmesser D₂, von dem der
Außenradius R₂ des Bördelflansches ausgeht.
Fig. 2 zeigt schematisch einen ersten Schritt der Herstellung einer Welle 2 mit
beidseitig angeformten Bördelflanschen. Die für die Herstellung verwendete
Vorrichtung weist einen zylindrischen Wickelkern 30 mit einer Achse 31 auf,
dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser D₃ des rohrförmigen Ab
schnittes U der Welle entspricht. Der Wickelkern ist an seinen beiden Enden in
drehbaren Spannfuttern 32 einer nicht dargestellten Wickelmaschine einge
spannt, die entsprechend dem gewünschten Wickelmuster programmgesteuert
antreibbar sind. Die Fasern 34 werden über die in Achsrichtung verschiebbare
Fadenzuführung 36 abgelegt.
Im Bereich der beiden Enden der zu wickelnden Welle ist auf dem Wickelkern
jeweils ein Spreizkörper 38 angeordnet. Die Spreizkörper sind auf dem Wickel
kern geführt und in Achsrichtung des Wickelkerns 30 verstellbar.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Spreizkörper 38 in ihren einander zuge
wandten Stirnseiten mit einer ringförmigen Profilausnehmung versehen. Der
Boden der Profilausnehmung ist im Querschnitt halbkreisförmig mit einem Ra
dius R₂ konkav gerundet und geht zur Stirnfläche 44 des Spreizkörpers hin in
einen hohlzylindrischen Abschnitt 42 über. Das Profil, bestehend aus dem äuße
ren Umfang des Wickelkerns, der Profilausnehmung 40 und dem daran an
schließenden zylindrischen Abschnitt 42 bilden die Außenfläche des Bördelflan
sches ab.
Auf der Außenseite des Spreizkörpers sind mit Abstand von der gerundet aus
gebildeten Stirnfläche 44 radial nach außen hervorstehende Wickeldorne 46
angebracht, über die die Fasern beim Wickeln umgelenkt werden. Der Über
gang der Wicklung von dem zylindrischen Abschnitt 48 in den konischen Ab
schnitt 50 erfolgt vorzugsweise in der in der EP 0 443 470 B1 unter Bezug auf
die dortigen Fig. 18 und 19 beschriebenen Weise.
Als Fasern werden vorzugsweise hochfeste Fasern, wie Kohlenstoffasern, ver
wendet, die vorzugsweise mit dem Kunststoff getränkt gewickelt werden.
Weitere Elemente der Vorrichtung sind Formkörper 52, die nach Fertigstellung
der Wicklung auf die Enden des rohrförmigen Abschnittes 48 der Wicklung auf
gesetzt werden. Die Formkörper 52 sind in einer durch die Achse 31 des Wik
kelkerns 30 hindurchgehenden Ebene 53 geteilt. Sie sind radial auf die fertige
Wicklung aufsetzbar - wie in Fig. 3 durch die Pfeile C angedeutet - und um
schließen in ihrer Endlage mit der zylindrischen Innenwandung ihrer beiden
Teile 54, 56 die Wicklung bis zur Linie 6 vollständig. Die Formkörper 52 sind an
ihrer dem Spreizkörper 38 zu gewandten Stirnseite mit einer ringförmigen
Schulter 58 versehen. Die Schulter 58 ist im Querschnitt mit dem Innenradius R₁
halbkreisförmig konvex gerundet ausgebildet und geht auf der Außenseite des
Formkörpers 52 in einen zylindrischen Abschnitt 60 über. Die Form der Schulter
58 entspricht der konkaven Innenkontur des Bördelflansches 8. Der Formkörper
übergreift das Ende des zylindrischen Wicklungsabschnittes 48 mit der Schulter
58 also über eine Länge, die dem Radius R₁ entspricht.
Im nachstehenden wird die Vorrichtung unter Bezug auf eine der beiden Paa
rungen aus Spreizkörper 38 und Formkörper 52 beschrieben.
Zur Herstellung der Wicklung werden die Spreizkörper 38 in einem der Länge
der Welle entsprechenden Abstand auf den Wickelkern aufgebracht und auf
dem Wickelkern jeweils in Achsrichtung arretiert. Nach Fertigstellung der Wick
lung werden die in ihrer Achsebene 53 geteilten Formkörper 52 so auf den Wic
keldorn aufgesetzt, daß sie die Enden des rohrförmigen Abschnittes 4 der
Wicklung umschließen und mit der gerundeten Schulter jeweils über dem daran
anschließenden Abschnitt des konischen Wicklungsabschnittes liegen. In dieser
in Fig. 4 dargestellten Position werden die Formkörper gegeneinander und
axial relativ zum Wickelkern arretiert. Anschließend werden die Spreizkörper 38
gelöst, so daß sie axial auf dem Wickelkern 18 verschiebbar sind. Für die
Spreizkörper 38 sind Antriebsmittel - hier schematisch dargestellt durch Zug
bolzen 62 und Spannscheiben oder -flansche 64, 66 - vorgesehen, mit denen
die Spreizkörper 38 in Richtung des Pfeiles B - siehe Fig. 5 - axial auf die
Formkörper 50 zu verschieben sind. Bei der Verschiebung wird der konusför
mige Abschnitt der Wicklung um die Schulter 58 des Formkörpers herumgezo
gen und daran unter Vorspannung zur Anlage gebracht. Dabei bleibt das Wic
kelschema der Fasern im wesentlichen reproduzierbar erhalten.
In der in Fig. 5 dargestellten Endlage wird zwischen den formgebenden Ab
schnitten des Wickelkerns 30, des Spreizkörpers 38 und des Formkörpers der
Endabschnitt der Welle 2 mit dem Bördelflansch abgebildet. Durch die aufge
brachte Vorspannung wird die Wickelstruktur im Bereich des Bördelflansches
verdichtet und der Kunstharzanteil eingestellt.
Zur Erzeugung einer axialen Spannung der Wicklung über die ganze Länge, die
verbunden ist mit einer Streckung der Fasern auch im rohrförmigen Abschnitt 4
der Welle, sind weitere Antriebsmittel vorgesehen, mit denen die beiden fest
verbundenen Einheiten aus Spreizscheibe 38 und Formkörper 52 voneinander
weg verschiebbar sind. In Fig. 6 sind als Antriebsmittel Spannbolzen 70 vorge
sehen, die als Verlängerungen der Spannbolzen 62 ausgebildet sein können
und hier mit einem auf dem Wickelkern arretierten Spannflansch 68 zusam
menwirken. Durch die Axialverschiebung in Richtung des Pfeiles A in Fig. 6
wird auf die Fasern eine Zugkraft ausgeübt, und dadurch werden die Fasern
gestreckt. Gleichzeitig kann durch die Reaktionskraft auf die für die Streckung in
Achsrichtung verschiebbar gemachten Formkörper 52 die Streckkraft, die auf
den Bereich des Bördels der Wicklung aufgebracht wird, erhöht werden. Die
Zugkraft braucht nur an einem Ende der Welle aufgebracht zu werden. Es muß
dann der Formkörper am gegenüberliegenden Ende in Achsrichtung festgehal
ten bleiben.
Nach Erreichen der Endspannung wird das Kunstharz zweckmäßig unter Rota
tion und Temperatureinwirkung ausgehärtet. Nach dem Aushärten wird der so
hergestellte Rohling der Welle vom Wickelkern abgenommen. Der freie Rand
des rohrförmigen Abschnittes wird bearbeitet und die Welle mit dem Anschluß
element konfektioniert. Für die Herstellung von Wellen, die nur an einem Ende
mit einem Flansch zu versehen sind, wird der rohrförmige Abschnitt der Welle in
entsprechender Länge durchgetrennt.
Die Antriebs- und Arretierungsmittel für die Formelemente können in unter
schiedlicher Weise für die Durchführung der beschriebenen Funktionen ausge
bildet sein, insbesondere auch im Hinblick auf eine weitgehende Automatisie
rung der einzelnen Fertigungsschritte.
In Fig. 10 ist eine modifizierte Ausführungsform einer Verbindung zwischen
dem Flansch und dem Anschlußelement dargestellt. Zwischen dem rohrförmi
gen Abschnitt 10 des Bördelflansches 8 und der Innenseite der diesen Abschnitt
übergreifenden Wandung 14 des Anschlußelementes 12 ist hier eine Vielnut
verbindung 72 angeordnet, die mit einem Keilwellenprofil mit parallelen Keilflan
ken, aber auch mit Evolventenflanken ausgebildet sein kann. Das Vielnutprofil
kann auch als Kerbzahnverbindung ausgebildet sein.
Das Profil der Vielnutverbindung des Flansches der Welle, also das Wellenpro
fil, ist vorzugsweise auf einer dünnwandigen Buchse 74 ausgebildet, die mit der
Außenseite des zylinderringförmigen Abschnittes 10 des Bördelflansches ver
bunden ist.
Das Profil der Vielnutverbindung auf der zylindrischen Innenseite des Anschluß
körpers kann ebenfalls in einer dünnwandigen Buchse 76 ausgebildet sein, die
mit der Innenwandung des Anschlußelementes 12 fest verbunden ist. Das Profil
kann aber auch in die zylindrische Innenwandung des Anschlußelementes ein
gearbeitet, beispielsweise eingewalzt, sein.
Sofern Buchsen mit auf der Innen- bzw. Außenseite angeordnetem Vielnutprofil
verwendet werden, sollten diese so dünn wie möglich ausgebildet sein, damit
der durch die Vielnutverbindung zwangsweise vergrößerte Außendurchmesser
des Anschlußelementes möglichst klein gehalten werden kann. Zweckmäßig ist
hierbei eine große Anzahl relativ niedriger Keile bzw. Kerbzähne geringer Höhe.
Eine Kerbverzahnung hat dabei den Vorteil, daß jeweils radiale Kräfte auf den
Flansch bzw. die Innenseite des Anschlußelementes ausgeübt werden, die die
Klebverbindung entlasten.
Als Material für die Buchsen 74, 76 sind Kunststoffe mit hoher Steifigkeit, Härte
und Schwingungssteifigkeit, beispielsweise Fluorpolymere oder Acetal-Copoly
merisate auf der Basis von Trioxan, besonders geeignet. Bevorzugt sind Kunst
stoffe, mit denen die Buchsen mit der außen bzw. innen angeordneten Keil-
oder Kerbverzahnung im Spritzgußverfahren herstellbar sind.
Eine Möglichkeit, eine Buchse mit einer Vielnuten-Außenverbindung mit dem
Flansch zu verbinden, ist in Fig. 7 dargestellt.
Auf der zylindrischen Innenseite der ringförmigen Wandung der Spreizscheibe
ist eine an deren Stirnseite 44 angrenzende ringförmige Vertiefung 78 vorgese
hen. In diese Vertiefung wird die Wellenbuchse 74 der Vielnutverbindung vor
Aufbringen der Wicklung eingelegt. Beim Zusammenfahren des Formkörpers 52
und des Spreizkörpers 38 wird der konische Abschnitt 50 der Wicklung zur An
lage an der Innenseite der Buchse 74 gebracht. Sie kann dabei durch das Harz,
ggf. unter Verwendung eines auf der Innenseite der Buchse 76 aufgebrachten
Haftvermittlers, beim Aushärten fest mit dem Flansch verbunden werden. Der
Flansch ist in der Form, in der er ausgehärtet der Wickelvorrichtung entnommen
wird, in Fig. 8 dargestellt. Der rückwärts gebogene Abschnitt 78 wird an der
freien Stirnseite der Buchse 74 abgetrennt. Der sich so ergebende Flansch 8 mit
daran befestigter Buchse 74 ist in Fig. 9 dargestellt.
Bei der Ausführung nach Fig. 10 ist das Anschlußelement 12 über die Vielnut
verbindung axial relativ zum Flansch 8 der Welle verschiebbar. Um ein unge
wolltes Abziehen des Anschlußelementes zu verhindern, kann die Vielnutver
bindung mit einzelnen Arretierungsnocken an dem einen Element und diese
aufnehmenden Vertiefungen in dem anderen Element versehen sein.
Claims (17)
1. Welle mit integrierten Winkelausgleichselementen aus durch gewickelte Fa
sern verstärkten Kunstharzen mit einem zylindrischen Rohrabschnitt, der an
wenigstens einem Ende einen elastisch verformbaren Kupplungsflansch auf
weist, bei der
- - die unter einem Winkel zur Achse der Welle kreuzend gewickelten Fasern sich über die Länge des zylindrischen Rohrabschnittes hinaus bis zum freien Rand des Kupplungsflansches erstrecken,
- - der Flansch als 180° Bördelflansch (8) mit einem im wesentlichen konstan ten Innenradius (R₁) ausgebildet ist,
- - der Bördelflansch an seinem freien Rand den zylindrischen Rohrabschnitt übergreift, der einen zylinderringförmigen Abschnitt (10) aufweist, und
- - der Flansch über diesen zylinderringförmigen Abschnitt mit einer zylindri schen Innenwandung (14) eines schalenförmigen Anschlußkörpers (12) verbunden ist, der mit seiner Innenwandung den zylinderringförmigen Ab schnitt des Bördelflansches außen übergreift.
2. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmit
tel zwischen dem Anschlußkörper (12) und dem zylinderringförmigen Ab
schnitt (10) des Bördelflansches (8) diese radial durchdringende formschlüs
sige Verbindungselemente (16) vorgesehen sind.
3. Welle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Innen
seite des zylinderringförmigen Abschnittes (10) des Bördelflansches (8) an
liegender Stützring (18) vorgesehen ist, in den die Verbindungselemente (16)
eingreifen.
4. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkörper
(12) mittels einer elastomeren Zwischenschicht an den zylinderringförmigen
Abschnitt des Bördelflansches (10) anvulkanisiert ist.
5. Welle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Zwi
schenschicht in Umfangsrichtung elastisch verformbar ausgebildet ist.
6. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite
des zylindrischen Abschnittes des Bördelflansches und der Innenseite der
zylinderringförmigen Wandung des Anschlußkörpers eine Vielnutverbindung
vorgesehen ist.
7. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle und der
Anschlußkörper über die Vielnutverbindung in Achsrichtung zueinander ver
schiebbar ausgebildet sind.
8. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Viel
nutverbindung des Flansches der Welle auf einer dünnwandigen Buchse
ausgebildet ist, die mit der Außenseite des zylindrischen Abschnittes des
Bördelflansches verbunden ist.
9. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Viel
nutverbindung der Innenwandung des Anschlußkörpers in einer dünnwandi
gen Buchse ausgebildet ist, die mit der Innenwandung fest verbunden ist.
10. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Viel
nutverbindung in der zylindrischen Innenwandung des Anschlußkörpers
ausgebildet ist.
11. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielnutverbin
dung mit einem Keilwellenprofil mit parallelen Keilflanken ausgebildet ist.
12. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielnutverbin
dung mit einem Keilwellenprofil mit Evolventenflanken ausgebildet ist.
13. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vielnutprofil als
Kerbzahnverbindung ausgebildet ist.
14. Welle nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse
aus einem Kunststoff mit hoher Steifigkeit, Härte und Schwingsteifigkeit be
steht.
15. Vorrichtung zur Herstellung von Wellen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche mit
- - einem zylindrischen Wickeldorn (30),
- - wenigstens einem auf dem Wickeldorn angeordneten und relativ zum Wik keldorn axial verschiebbaren und arretierbaren Spreizkörper (38), der mit Mitteln zur Faserumlenkung (46) versehen ist,
- - einem im Abstand vom Spreizkörper von außen auf den Wickeldorn auf setzbaren, radial geteilten Formkörper (52), an dem stirnseitig eine im Querschnitt halbkreisförmig konvex gerundete ringförmige Schulter (58) ausgebildet ist, die auf der Außenseite des Formkörpers (52) in einen zy lindrischen Abschnitt (60) übergeht,
- - einer Ausbildung des Spreizkörpers mit einer ringförmigen Vertiefung an der dem Flansch zu gewandten Stirnseite mit einem im Querschnitt halb kreisförmig konkav gerundeten ringförmigen Boden (40) und einem den zylindrischen Abschnitt (60) des Formkörpers (52) außen übergreifenden und innen zylindrisch ausgebildeten Abschnitt (42),
- - und mit Mitteln, mit denen der Spreizkörper auf den Formkörper zu ver schiebbar und der Spreizkörper und der Formkörper gegeneinander ver spannbar sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorge
sehen sind, mit denen nach dem Verspannen von Formkörper und Spreiz
körper eine die Fasern in Achsrichtung der Ausgleichskupplung verspan
nende Zug kraft aufbringbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich
des freien Endes des zylindrisch ausgebildeten Abschnittes des Spreizkör
pers innen eine Ausnehmung zur Aufnahme einer dünnwandigen Buchse
vorgesehen ist, auf deren Außenseite das Wellenprofil einer Vielnutverbin
dung ausgebildet ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19544008A DE19544008C2 (de) | 1994-11-28 | 1995-11-27 | Welle mit integrierten Winkelausgleichselementen aus faserverstärkten Kunstharzen |
US08/562,220 US5725434A (en) | 1994-11-28 | 1995-11-28 | Shaft of fibre-reinforced material |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008028337A1 (de) | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Geislinger Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle mit mindestens einem integralen Flansch aus Faserverbundwerkstoff |
WO2018024284A1 (de) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Flanschwelle für ein fahrzeug |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20213666U1 (de) * | 2002-09-02 | 2004-01-29 | Centa-Antriebe Kirschey Gmbh | Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei Maschinenteilen |
DE102004038706B4 (de) * | 2004-03-02 | 2007-12-20 | East-4D Gmbh Lightweight Structures | Vorrichtung zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, insbesondere schnelllaufender Rotoren, namentlich Zentrifugenrotoren |
DE102014004157B4 (de) | 2014-03-17 | 2015-11-12 | Technische Universität Dresden | Verfahren zur Herstellung von Lasteinleitungs-Flanschen an faserverstärkten Hohlprofilen mit thermoplastischer Matrix |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4173128A (en) * | 1978-05-23 | 1979-11-06 | Grumman Aerospace Corporation | Composite drive shaft |
DE3718410A1 (de) * | 1986-06-11 | 1987-12-17 | Volkswagen Ag | Drehmomentuebertragende vielzahnverbindung |
DE3936999A1 (de) * | 1988-11-19 | 1990-05-23 | Volkswagen Ag | Verfahren zum herstellen einer wellenanordnung, insbesondere einer kardanwellenanordnung, aus einem rohr aus faser-kunststoff-material und einer aussenhuelse aus starrem material |
JPH03223516A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-02 | Kinugawa Rubber Ind Co Ltd | 車両用プロペラシャフト |
EP0443470B1 (de) * | 1990-02-23 | 1995-05-10 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauelementen aus Faserverbundwerkstoffen |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8129867U1 (de) * | 1981-10-13 | 1983-06-01 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | "Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff" |
GB2143461B (en) * | 1983-07-22 | 1987-07-01 | Metal Box Plc | Method and apparatus for flanging tubular polymer articles |
DE3341077C2 (de) * | 1983-11-12 | 1996-11-14 | Volkswagen Ag | Gelenkwelle, insbesondere Antriebswelle für Räder eines Kraftfahrzeugs |
FR2564538B1 (fr) * | 1984-05-18 | 1986-09-26 | Skf Cie Ste Financiere Immobil | Arbre de transmission rotatif. |
DE3517681A1 (de) * | 1985-05-14 | 1986-11-20 | Wolfgang 1000 Berlin Koehne | Gelenkwelle zur spielfreien momentenuebertragung mit elastischen wellengelenken zum ausgleich von winkel- und axialversatz |
DE3705948A1 (de) * | 1987-02-25 | 1988-09-08 | Krupp Corpoplast Masch | Verfahren und vorrichtung zum anformen eines flansches an einem hohlkoerper aus thermoplastischem kunststoff |
DE3822417A1 (de) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Man Technologie Gmbh | Welle zur uebertragung von torsionskraeften |
FR2653505B1 (fr) * | 1989-10-20 | 1994-12-23 | Framatome Sa | Dispositif d'accouplement pour arbres tournants. |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4173128A (en) * | 1978-05-23 | 1979-11-06 | Grumman Aerospace Corporation | Composite drive shaft |
DE3718410A1 (de) * | 1986-06-11 | 1987-12-17 | Volkswagen Ag | Drehmomentuebertragende vielzahnverbindung |
DE3936999A1 (de) * | 1988-11-19 | 1990-05-23 | Volkswagen Ag | Verfahren zum herstellen einer wellenanordnung, insbesondere einer kardanwellenanordnung, aus einem rohr aus faser-kunststoff-material und einer aussenhuelse aus starrem material |
JPH03223516A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-02 | Kinugawa Rubber Ind Co Ltd | 車両用プロペラシャフト |
EP0443470B1 (de) * | 1990-02-23 | 1995-05-10 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauelementen aus Faserverbundwerkstoffen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
In: Pat. Abstr. of JP, Sect.M Vol. 15 (1991), Nr. 509 (M-1195) * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008028337A1 (de) | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Geislinger Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle mit mindestens einem integralen Flansch aus Faserverbundwerkstoff |
DE102008028337B4 (de) * | 2008-06-13 | 2013-09-26 | Ellergon Antriebstechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle mit mindestens einem integralen Flansch aus Faserverbundwerkstoff |
US8813335B2 (en) | 2008-06-13 | 2014-08-26 | Ellergon Antriebstechnik Gesellschaft M.B.H. | Method for manufacturing a hollow shaft with at least one integral flange made of fiber composite |
WO2018024284A1 (de) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Flanschwelle für ein fahrzeug |
CN109477509A (zh) * | 2016-08-05 | 2019-03-15 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于车辆的法兰轴 |
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---|---|
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FR2727482A1 (fr) | 1996-05-31 |
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DE19544008C2 (de) | 1998-07-02 |
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