DE2747910A1

DE2747910A1 - Verfahren zur herstellung von drehkraefte uebertragenden staeben oder stangen aus faserverstaerktem kunststoff

Info

Publication number: DE2747910A1
Application number: DE19772747910
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Herzog; Robert Dipl Chem Kuemmel
Original assignee: August Krempel Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: August Krempel Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1977-10-26
Publication date: 1979-05-03

Description

Verfahren zur Herstellung von Drehkräfte übertragenden Stäben
oder Stangen aus faserverstärktem Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Drehkräfte übertragenden Stäben oder Stangen aus faserverstärktem Kunststoff, wie sie beispielsweise als Torsionsstäbe, Drehfedern oder auch als Kardanwellen Verzsendung finden können.
Solche Teile werden bisher ausschließlich aus Metall, insbesondere aus Stahl hergestellt. Der zur Herstellung notwendige Bearbeitungsaufwand ist relativ hoch, der Werkstoff zudem teuer und das Gewicht der so hergestellten Teile läßt sich bei vorgegebenen Festigkeitseigenschaften nicht unter einen bestimmten Wert bringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Torsionsfedern, Kardanwellen u.dgl. so herzustellen, daß sie bei gleichen mechanischen Festigkeitseigenschaften ein wesentlich geringeres Gewicht aufweisen können.
Die Erfindung besteht darin, daß ein verlorener Kern aus Schaumstoff von wenigstens einem diagonal gelfebten Schlauch überzogen wird, der mit härtbarem Kunststoff getränkt und anschließend ausgehärtet wird. Durch dieses Verfahren wird es in relativ einfacher Weise möglich, Stäbe oder Stangen aus faserverstärktem Kunststoff mit extrem geringem Gewicht herzustellen, wobei gleichzeitig noch der Vorteil erreicht wird, daß den so hergestellten Teilen je nach Wahl der Form des Schaumstoffkernes auch ein bestimmtes Innenprofil gegeben werden kann. Das kann in einfacher Weise durch entsprechende Ausbildung des Schaumstoffkernes geschehen, der in einer Form gebildet werden kann, der aber auch beispielsweise aus Plattenmaterial auszuschneiden ist.
Durch die Verwendung diagonal gewebter Schläuche wird es möglich, die Schläuche in gestaucht cm Zustand aber den Kern zu ziehen, so daß sie einen entsprechend größeren Durclimesser als der Kern aufeisen, und dann zu langen so daß sie sich eng um den Kern schließen. Die Schläuche können dabei schon vor dem Aufziehen auf den Kunststoffkern mit etsrechendem Kunststoff getränkt sein, so daß sie nach der Längung aushärten kann. Es ist aber auch möglich, die Schläuche erst im aufgezogenen Zustand zu tränken und dann aushärten zu lassen.
Zweckmäßig ist es, zur Bildung der Schläuche ein Kohlefasergewebe vorzusehen, das besonders gute Festigkeitseigenschaften im Endzustand aufweist. Vorteilhaft ist vor allem aber auch, daß die einzelnen Gewebefasern des Schlauches etwa in Richtung der auftretenden Torsionsspannungen liegen, so daß die so hergestellten Drehstäbe o.dgl. ausgezeichnete Drehkraftübertragungseigenschaften haben, die sich mit denen von Stahlteilen durchaus messen können. Auch die Elastizitätseigenschaften sind gut.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Kern aus Acrylimidschaum besteht und wenn er als Mehreckprofil ausgebildet ist.
Es wird nämlich dann in sehr einfacher Weise möglich, den Kern mindestens im Bereich eines Ehdes des Stabes oder der Stange mcchanisch herauszuarbeiten, so daß dann ein Innenmehrkant zum Anschluß an Teile gebildet ist, von denen die Drehbewegung aus übertragen werden soll. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kern als ein Sechskant ausgebildet ist, weil dann, wie bei Kardanwellen beispielsweise üblich, ein Anschlußinnensechskant zur Verfügung steht.- Diese Ausgestaltung weist auch den Vorteil auf, daß die Wandstärke des Kunststoffhohlteiles gleichmäßig wird, was die 1nststoffverarbeitung in besonders leichtem Dlaße möglich macht.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung soll anhand einer schematischen Darstellung der Herstellung einer Teleskop- oder Eardanwelle mit Tnnen-Sechskantprofil in der Zeichnung gezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 den Verfahrensschritt, bei dem wenigstens ein diagonal gewebter Schlauch über einen Schaumstoffkern gezogen wird und Fig. 2 die fertige Welle mit an einem Ende vorgesehenem Innensechskant.
In der Fig. 1 ist ein als Sechskantprofilstab ausgebildeter Schaumstoffkern 1 aus einem Acrylimidschaum gezeigt, über den wenigstens ein diagonal gewebter Schlauch in Richtung des Pfeiles 3 gezogen wird, der aus einem gohlefasergewebe besteht, dessen Einzelfäden 4 etfa unter einem Winkel von 450 jeweils zu den Längskanten 5 des Sechskantkernes 1 verlaufen. Wird der Schlauch 2 daher während des Überziehvorganges leicht gestaucht, so erhält er eine größere innere lichte Weite als der Sechskant 1 und läßt sich leicht auf den Schaumstoffsechsltant 1 aufziehen. Wird der Schlauch 2 dann in die Länge gezogen, wobei sich der Winkel der einzelnen Fäden 4 zueinander jeweils ändert, dann verkleinert sich die innere lichte Weite und der Schlauch legt sich eng auf den Schaumstoffkern 1 auf. Der Schlauch 2 ist dabei entweder vor dem Aufziehen auf den Schaumstoffkern 1 schon mit einem Epoxydharz getränkt, das anschließend aushärten kann, es ist aber auch möglich, den Schlauch auf den Schaumstoffkern 1 aufzuziehen, zu tränken und dann einer Aushärtung zu unterziehen. Bei praktischen Konstruktionen werden mehrere derartige Schläuche 2 vorgesehen, die in mehreren, z.B. bis zu sechs Lagen wie Zwiebelschalen übereinander liegen.
Nach dem Aushärten ist die in Fig. 2 gezeigte Welle 6 entstanden, die beispielsweise als Teleskopwelle zur Kraftübertragung einsetzbar ist. Zu diesem Zweck braucht lediglich noch, wie in Fig. 2 an dem dem Betrachter zugewandten Ende des Teiles 6 gezeigt, eine gewisse Länge des Schaumstoffkernes mechanisch herausgearbeitet zu werden, so daß ein Innensechskant 7 zur Führung entsprechender Sechskantteile entsteht.
Natürlich ist es auch möglich, andere Profile für den Schaumstoffkern 1 vorzusehen. Für die Herstellung von Kraftübertragungswellen der in der Zeichnung dargestellten Art hat sich aber das Sechskantprofil als besonders vorteilhaft ençiesen. Einmal, weil in der Regel der Kraftanschluß über Sechskante erfolgt, zum anderen aber auch deshalb, weil hier eine gleichmäßigere Wandstärke erreicht werden kann. In der Fig. 1 ist das Teil 6 in der Form der Schläuche 2 noch mit einer Sechskantaußenstruktur gezeigt, um zu erläutern, daß sich die Schläuche eng auf dem Sechskantschaumstoffkern 1 auflegt. Nach dem Aushärten wird in der Regel das Teil 6, so wie in der Fig. 2 dargestellt, die Außenform eines runden Rohres haben, je nach dem, wie stark die Lagen der vorgesehenen Schläuche 2 mit der Epoypdharztränkung ist. Gerade hier eignet sich die Verwendung eines Innensechskantes in der Form des Schaumstoffkernes 1 besonders gut, weil, wie aus Fig. 2 auch ersichtlich ist, gleichmäßige Wandstärken über den Umfang erreicht werden können, was für die Kunststoffverarbeitung bedeutungsvoll ist. Möglich ist jedoch auch der Einsatz anderer Profile für den Schaumstoffkern 1, der auch über seine Länge gesehen nicht unbedingt mit dem gleichen Profil ausgerüstet zu sein braucht.
Leerseite

Claims

Ansprüche Verfahren zur Herstellung von Drehkräfte übertragenden Stäben oder Stangen aus faserverstärktem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß ein verlorener Eern aus Schaumstoff von wenigstens einem diagonal gewebten Schlauch überzogen wird, der mit härtbarem Kunststoff getränkt und anschließend ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schläche (2) im gestauchten Zustand über den Kern (1) gezogen und dann gelängt werden.
3. Verfahren nach den Ansprücilen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Schläuche (2) ein Kohlefasergewebe vorgesehen wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) aus Acrylimidschaum besteht.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als härtbarer kunststoff Epoxydharz vorgesehen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) ein flehreckprofil aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) mindestens im Bereich eines Endes (7) des Stabes oder der Stange (6) mechanisch ausgearbeitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) als Sechskant ausgebildet wird.