DE2716302C3 - - Google Patents

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DE2716302C3
DE2716302C3 DE2716302A DE2716302A DE2716302C3 DE 2716302 C3 DE2716302 C3 DE 2716302C3 DE 2716302 A DE2716302 A DE 2716302A DE 2716302 A DE2716302 A DE 2716302A DE 2716302 C3 DE2716302 C3 DE 2716302C3
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funnel
rod
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Derek Reginald Coalpit Heath Smith (V.St.A.)
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Union Carbide Corp
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Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und durch die DE-OS 25 09 357 bekannt gewordenen Art.
Gemäß der DE-OS 25 09 357 ist der zwischen den beiden zu verklebenden Teilen belassene Ringraum durch Bohrungen mit dem Außenraum verbunden, wobei die Bohrungen dazu dienen, Klebstoff unter Druck in den Ringraum einzuführen. Abgesehen davon, daß zur Ausbildung einer derartigen Verbindung eine besondere Einrichtung zum Einspritzen des Klebstoffs unter Druck vorgesehen sein muß, ist ferner das Anbringen der Bohrungen zum Einführen des Klebstoffs notwendig, wobei zudem die Gefahr besteht, daß der Ringraum nicht gleichmäßig mit Klebstoff gefüllt wird, so daß sich keine optimale Verklebung ergibt.
Ferner ist es aus der DE-OS 14 00 906 bekannt, in einer Bohrung, in die ein Teil einzusetzen ist, Nuten quer zur Längsrichtung der Bohrung in LJmfangsrichtung dieser Bohrung anzubringei·, die zur Aufnahme von Klebstoff dienen sollen, wobei die zu verklebenden Flächen vor dem Einstecken mit Klebstoff bestrichen und dann ineinander gesteckt werden. Durch die Nuten soll verhindert werden, daß ein Abstreifen des Klebstoffs durch die Stirnfläche des einzusteckenden Teils erfolgt. Hierbei besteht die Gefahr, daß die Verklebung im wesentlichen nur im Bereich der Nuten geschieht, wodurch jedoch die Festigkeit der Verklebung sehr stark beeinträchtigt wird.
Entsprechendes gilt für das Verfahren nach der US-PS 27 07 694, nachdem bei dem einzusetzenden Teil Nuten für Klebstoff vorgesehen sind, während ansonsten die beiden Teile mit Preßsitz ineinander gesteckt werden, wonach ein Erhitzen erfoigt das bewirken soll, ι daß der Klebstoff verdampft und sich zwischen die miteinander in Eingriff stehenden Flächen setzt, um die Verbindung herzustellen.
Außerdem ist es aus der FR-PS 21 09 232 bekannt, zwei Teile miteinander zu verbinden, die zwei sich
ι» gegenüberliegende Schultern aufweisen müssen, zwischen denen Klebstoff eingeschlossen wird, wonach ein weiteres Zusammenpressen der beiden Teile und damit eine Annäherung der beiden Schultern erfolgt, so daß der Raum, in dem sich der Klebstoff befindet,
ι > zusammengedrückt wird, um zu bewirken, daß der Klebstoff entlang den miteinander im Eingriff stehenden Flächen fließt Auch hierbei besteht die Gefahr, daß sich der Klebstoff nicht über die gesamten miteinander im Eingriff stehenden Flächen verteilt, zumal diese Flächen fast auf ihrem gesamten Bereich direkt miteinander im Eingriff stehen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß bei einer einfacheren Durchführungsmöglichkeit sichergestellt ist, daß der Ringraum vollständig mit Klebstoff gefüllt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches i angegebe-
ii) nen Verfahrensmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 und 3 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht werden.
Für das bei der Erfindung vorliegende Verfahrens-
ir> prinzip, bestehend aus Aufgabe und den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Lösungsmitteln, sind beim Stand der Technik keine solchen technischen Hinweise zu erkennen, die den Fachmann in die Lage versetzen würden, dieses Verfahrensprinzip
Ί» ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird erreicht, daß der Klebstoff aus dem Trichter in den Ringraum beim Vollenden des Einsteckens der Stange in die rohrförmige Welle
'*■"> angesaugt und somit der Ringraum vollständig mit Klebstoff gefüllt wird. Bohl ungen sind an der rohrförmigen Welle oder an der Stange nicht anzubringen, da das Füllen des Ringraumes mit Klebstoff nicht nach dem Einstecken, sondern während des Einsteckens erfolgt.
"><> Auch ist kein Gerät zum Einspritzen des Klebstoffs notwendig, vielmehr wird der Klebstoff ohne Druckbeaufschlagung in den Ringraum aus dem Trichter angesaugt. Auf dieser Weise wird sichergestellt, daß im gesamten Eingriffsbereich zwischen Stange und Welle
Vi zwischen diesen beiden Teilen Klebstoff vorhanden ist.
Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
ω Fig. la zeigt teilweise im Schnitt die Anordnung eines Universalgelenks und einer rohrförmigen Antriebswelle vor dem Einsetzen und Verkleben dieser beiden Teile.
Fig. Ib zeigt teilsweise im Schnitt die Teile von
M F ι g. 1 a nach dem Verkleben.
Ein Ende einer rohrförmigen Antriebswelle 10 aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Epoxydharz mit einem inneren Durchmesser von 6,542 cm wird an ihrem
Außenumfang mit einem Hals eines Trichters 11 versehen, der an der Welle 10 befestigt wird. Ein Universalgelenk 12 mit einem einsetzbaren slangenformigen Teil 13 ist mit einem ersten Gummidichtungsring 14 benachbart dem freien Ende des Teils 13 und mit einem zweiten Gummidichtungsring 15 benachbart dem Ende des Teils 13, das dem Universalgelenk 12 zugewandt ist, versehen. Die Dichtungsringe 14 und 15 besitzen derartige innere Durchmesser, daß sie durch parallele ringförmige Nuten (nicht dargestellt) in dem ;<> einzusetzenden Teil 13 an ihrem Platz gehalten werden, wobei die Nuten sich in einem Abstand von 3,81 cm befinden. Die beiden Dichtungsringe 14 und 15 besitzen äußere Durchmesser, die wenig größer als derjenige des einzusetzenden Teils 13 sind, und sind derart bemessen, daß sie in der Welle 10 festsitzen und einen festen Sitz zwischen dem einzusetzenden Teil 13 und der Welle 10 bilden, wenn das Einsetzen vorgenommer ist Der einzusetzende Teil 13 hat einen Durchmesser von 6,350 cm und eine Länge von 4,445 cm.
Wenn der einzusetzende Teil 13 des Universalgelenks 12 durch den breiteren Teil des Trichters 11 in die Welle
10 eingesetzt wird, wird der Gummidächtungsring 14 zusammengepreßt, so daß er zwischen dem einzusetzenden Teil 13 und der Welle 10 festsitzt Der Trichter
11 wird dann mit einem flüssigen Klebstoff 16 gefüllt und der einzusetzende Teil 13 des Universalgelenks 12 weiter in die Welle hineingedrückt, wodurch ein Vakuum in dem Ringraum 17 zwischen dem einzusetzenden Teil 13 und der Welle 10 entsteht, der bewirkt, i<) daß flüssiger Klebstoff 16 aus dem Trichter 11 in den Ringraum fließt und diesen füllt. Schließlich wird der obere Dichtungsring 15 an seinen Platz zwischen dem einzusetzenden Teil 13 und der Welle 10 gedrückt und die Zufuhr von weiterem Klebstoff aus dem Trichter 11 ir-> abgeschnitten. Der Ringraum 17 ist nun vollständig mit Klebstoff 16 gefüllt, während die Dichtungsringe 14 und 15, die fest zwischen dem einzusetzenden Teil 13 und der Welle 10 sitzen, ein Lecken oder Austreten des Klebstoffs aus dem Ringraum verhindern und ferner ein w genaues Zentrieren sicherstellen.
Um die freie Zufuhr des Klebstoffs 16 aus dem Trichter 11 in den Ringraum 17 sicherzustellen und das Einsetzen des einzusetzenden Teils 13 in die Welle 10 zu erleichtern, ist es bevorzugt, den einzusetzenden Teil 13 α ί und die obere Innenseite der Welle 10 (der Teil, der mit dem einzusetzenden Teil 13 verklebt werden soll) mit dem Klebstoff vor dem Einsetzen des einzusetzenden Teils 13 in die Welle 10 zu beschichten. Um eine bessere Haftung zwischen dem einzusetzenden Teil 13 und der so Welle 10 sicherzustellen, ist es ferner bevorzugt, die Oberfläche des einzusetzenden Teils 13 imd die entsprechende Innenseite der Welle 10 anzurauhen.
Nachdem der Klebstoff 16 vollständig in den Ringraum 17 eingefüllt und durch die Dichtungsringe 14 und 15 darin eingeschlossen ist, kann der Trichter 11 von der Welle 10 entfernt und ein Klebstoffüberschuß auf der Außenseite der Welle 10 abgewischt werden. Der Klebstoff in dem Ringraum 17 wird dann gehärtet, wodurch das Verfahren beendet wird. Falls gewünscht, w kann eine entsprechende Befestigung auch an dem anderen Ende der Welle vorgenommen werden. In einem solchen Fall Sollte zuerst eine öffnung in dem in Eingriff zu bringenden Abschnitt dieser Befestigung angebracht werden, damit die Luft entweichen kann, M wenn der zu befestigende Teil in die Welle eingesetzt wird.
Um das konzentrische Ausrichten und zuverlässige Haften der Stange in der Welle sicherzustellen, sollte der gesamte radiale Abstand zwischen der Stange und der Welle zwischen 0,025 und 0,152 cm liegen, d. h. daß der Außendurchmesser der Stange und der Innendurchmesse.· der Welle nicht mehr als 0,025 bis 0,152 cm variieren sollte. Vorzugsweise ist ein Gesamtabstand von 0,102 cm zwischen der Stange und der Welle vorgesehen, so daß dann, wenn die Stange konzentrisch mit der Welle ausgerichtet ist ein Abstand von 0,05 cm an allen Punkten zwischen der Stange und der Welle besteht
Irgendein flüssiger Klebstoff mit niedriger Viskosität der das Verkleben des einzusetzenden Teils mit der rohrförmigen Welle ermöglicht, kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Klebstoff während des Härtens keine flüchtigen Stoffe abgibt Ein Epoxydharzbindemittelsystem wird aufgrund seiner Möglichkeit an einer großen Vielzahl von Materialien zu haften und aufgrund seiner guten Klebeigenschaften bevorzugt Ein derartiges System umfaßt ein Epoxydharz zusammen mit einem wirksamen Harzhärtemittel und/oder einem Epoxydpolymerisationskatalysator in üblichen Mengen zum Härten des Epoxydharzes.
Beispiel
Ein Ende einer rohrförmigen Antriebswelle aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Epoxydharz mit einem inneren Durchmesser von 6,452 cm wurde in dem Hh!s eines Trichters befestigt. Der einzusetzende Teil eines Universalgelenks mit einem Durchmesser von 6,35 cm und einer Länge von 4,445 cm wurde mit zwei O-Ringen benachbart dem vorderen und hinteren Abschnitt des einzusetzenden Teiles versehen. Die Ringe besaßen innere Durchmesser der Art, daß sie durch parallele ringförmige Nuten in dem einzusetzenden Abschnitt die in einem Abstand von 3,81 cm angeordnet waren, an Ort und Stelle gehalten werden. Der äußere Durchmesser der Ringe war wenig größer als derjenige des einzusetzenden Teils und dazu geeignet, in der Antriebswelle festzusitzen und einen festen Sitz zwischen der Antriebswelle und dem einzusetzenden Teil zu bilden. Der vordere Abschnitt des einzusetzenden Teils des Universalgelenks wurde dann senkrecht durch den breiteren Teil des Trichters in die Antriebswelle eingesetzt, bis der untere Dichtungsring fest im oberen Teil der Welle saß. Der Trichter wurde dann mit einem Epoxydharzbindemittelsystem, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines kommerziell erhältlichen flüssigen Epoxydharzes, hergestellt durch die Reaktion von Epichlorhydrin und 2,2- bis (4-Hydroxyphenyl) Propan und 50 Gewichtsteile eines Polyamidepoxydharzhärters gefüllt. Dieses System wurde ferner dazu verwendet, den einzusetzenden Teil des Universalgelenks und die obere innere Oberfläche der Antriebswelle (der Teil, der mit dem einzusetzenden Teil zu verkleben ist) beschichtet, bevor der einzusetzende Teil in die Antriebswelle eingesetzt wurde. Nachdem der Trichter gefüllt worden ist, wurde der einzusetzende Teil des Universalgelenks weiter in die Welle eingeführt, wodurch ein Vakuum in dem ringförmigen Raum zwischen dem einzusetzenden Teil und der Welle erzeugt wurde, wodurch das Epoxydharzsystem aus dem Trichter in den Ringraum zum Füllen von diesem hineingezogen wurde. Schließlich wurde der obere O-Ring des einzusetzenden Teils fest in die Welle gepreßt, wodurch das Einführen von Klebstoff aus dem Trichter abgeschnitten wurde.
Der Trichter wurde dann von der Antriebswelle
entfernt, das Äußere der Welle von überschüssigem Harz befreit und der Klebstoff, der den Ringraum zwischen der Welle und dem eingesetzten Teil des Universalgelenks füllte und in diesem Ringraum zwischen den beiden O-Gummiringen eingeschlossen war, ließ man bei Raumtemperatur 24 h lang aushärten. Am Ende dieser Zeit wurde ein zweites Universalgelenk an dem anderen Ende der Welle in gleicher Weise befestigt. Der einzusetzende Teil des zweiten Universalgelenks enthielt eine Luftauslaßöffnung, die in seiner Achse angeordnet war, um das Ausströmen von Luft zu ermöglichen, als er in seine Position in der Welle eingesetzt wurde. Nachdem das zweite Universalgelenk befestigt worden war, ließ man das Harz weitere 24 h bei Raumtemperatur aushärten, wonach eine Nachhärtung durch Erhitzen auf 800C während 4 h vorgenommen wurde.
Diese Anordnung aus Universalgelenken und Antriebswelle wurde einer Torsionsbelastung von 13,825 kg cm ausgesetzt, um so eine maximale Belastung zu simulieren, die eine Automobilantriebswelle erfährt. Die Belastung wurde in einer Rate von 120 Zyklen/min, bei einer Gesamtzahl von 106 Zyklen von Aufbringen der Belastung und Entlasten ohne Versagen der Verklebung aufgebracht.
Hierzu 1 Blatt; Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Befestigen einer Stange in einer rohrförmigen Welle, wobei eines der Teile an beiden Enden des Befestigungsbereiches mit jeweils einem in einer Nut angeordneten Dichtungsring versehen und das andere Teil unter Belassung eines Ringraums, der sich zwischen den Dichtungsringen erstreckt, eingesteckt und der Ringraum mit Klebstoff gefüllt wird, der gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (14, 15) an der Stange (13) angeordnet werden, während an dem Einsteckende der Welle (16) außenumfänglich ein Trichter (11) befestigt wird, daß die Stange (13) mit einem Dichtungsring (14) in die Welle (10) eingesteckt, der Trichter (11) mit Klebstoff (16) gefüllt, das Einstecken vollendet und der Trichter (11) abgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußstück (13) eines Universalgelenks (12) konzentrisch in einer rohrförmigen Antriebswelle (10) verklebt wird.
3. Einrichtung zum Befestigen einer Stange in einer rohrförmigen Welle, wobei eines der Teile an beiden Enden des Befestigungsbereiches mit jeweils einem in einer Nut angeordneten Dichtungsring versehen und das andere Teil unter Belassung eines Ringraumes, der sich zwischen den Dichtungsringen erstreckt, einsteckbar und der Ringraum mit Kunststoff füllbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außenumfänglich am Einsteckende der Welle (10) ein Trichter! 11) befestigt und an der Stange (13) die Dichtungsringe (14, 15) angeordnet sind.
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