DE2821677A1

DE2821677A1 - Tragrohr fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2821677A1
Application number: DE19782821677
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Bartels
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1979-11-22
Also published as: IT1115191B; IT7922561A0; DE2821677C2

Description

Tragrohr für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragrohr zwischen Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeuges.
Für derartige Tragrohr wurden bisher Metallrohre verwendet, welche über aufgeschweißte Flansche mit dem Motor auf der einen Seite und dem Getriebe auf der anderen Seite verschraubt wurden. Als Material wurde wegen der hohen zu übertragenden Biegemomente meistens Stahl verwendet, es ist jedoch auch denkbar, zur Einsparung von Gewicht anstelle von Stahl eine feste Aluminiumknetlegierung zu verwenden. Nachteilig bei diesen Metallrohren ist zum einen das hohe Gewicht und weiterhin im Betrieb auftretende, schlecht zu beherrschende Schwingungen und Dröhngeräusche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragrohr der eingangs genannten Art leichter und betriebssicherer herzustellen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Tragrohr aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist und sich sein als Verbindung zum Getriebe dienendes Rohrende konisch erweitert.
Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist das Tragrohr im Wickelverfahren hergestellt, wobei die Faserwicklungen in bekannter Weise überwiegend als Kreuzwicklungen und teilweise in Lär,gsachse des Rohres ausgeführt sind.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der Einsparung von Gewicht und in den guten Schwingungs-und Dämpfungseigenschaften von Rohren aus faserverstärkten Kunststoffen. Wenn auch der Fertigungsaufwand für ein im Wickelverfahren herzustellendes Rohr aus faserverstärktem Kunst stoff höher ist als für ein gezogenes Stahlrohr mit angeschweißten Flanschen, so sind die Gesamtkosten nur wenig höher, weil die Materialkosten für ein Rohr aus faserverstärktem Kunststoff geringer sind. In Anbetracht der vorstehend aufgeführten Vorteile sind diese geringfügig höheren Fertigungskosten von untergeordneter Bedeutung.
Durch ein Tragrohr entsprechend der Erfindung sind der Motor und das Getriebe des Kraftfahrzeuges zu einer baulichen Einheit verbunden, bei der die größten Beanspruchungen in Form von Biegemomenten am Getriebeanschluß auftreten und zum Motor hin abnehmen. Um diesen Beanspruchungen Rechnung zu tragen, nimmt erfindungsgemäß entweder der Rohrdurchmesser oder die Dichte der zu wickelnden Fasern vom Getriebe zum Motor hin ab. Durch letztere Maßnahme kann auch bei gleichem Rohrdurchmesser die erforderliche Festigkeitserhöhung am Getriebeanschlußende erzielt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß das eine als Verbindung zum Getriebe dienende Rohrende konisch erweitert ist. Auf diesem konischen Rohrende läßt sich ein Verbindungsflansch zum Getriebe kraftschlüssiger aufbringen als auf einem geraden Rohrende, insbesondere bei einer für die verwendeten Werkstoffe günstigen Klebeverbindung.
Außerdem dient diese Verbindung als Sicherheitsmaßnahme bei einem eventuellen Versagen der Klebung durch eine übergroße Beanspruchung. Wenn sich nämlich die Klebung zwischen dem Getriebeflansch und dem Tragrohr löst, wird das Tragrohr mit dem Konus weiterhin durch den Flansch gehalten, so daß es zu keinem totalen Bruch kommen kann. Um auch für das andere Ende des Tragrohres die Vorteile der besseren Klebung von Konusflächen ausnutzen zu können, wird erfindungsgemäß das mit dem Motor zu verbindende Rohrende konisch verjüngt. Eine Verstärkung der Rohrenden und weitere Verbesserung der Klebung mit den Flanschen läßt sich vorteilhaft dadurch erzielen, daß die konischen Rohrenden mit in eine Kunstharzmatrix eingebetteten Gewebelagen verstärkt werden.
Um die Fertigung der Tragrohre wirtschaftlicher zu gestalten, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß zwei Tragrohre aus einem einzigen Wickelrohr hergestellt sind, daß nach dem Wickeln in der Mitte durchgetrennt ist. Dabei wird das Wickelverfahren zweckmäßig so durchgeführt, daß die sich konisch erweiternden Rohrenden in der Mitte des Wickelrohres angeordnet sind. Durch dieses Fertigungsverfahren für die gleichzeitige Herstellung von zwei Tragrohren ergeben sich gegenüber einer Einzelfertigung für jedes Tragrohr eine geringere Wickel- und Nachbearbeitungszeit sowie eine wesentliche Materialeinsparung, weil der Abfall für die größere Polkappe fortfällt.
Das Tragrohr kann je nach den erforderlichen Beanspruchungen aus verschiedenen Materialien gefertigt werden. Als Faserwerkstoff kommt für übliche Beanspruchungen die billige Glasfaser in Betracht. Es ist ebenso möglich, für besonders hoch beanspruchte Tragrohre auch Fasern aus Kunstharz oder aus Kohlenstoff zu verwenden. Als Kunstharzmatrix eignen sich zweckmäßig die für faserverstärkte Kunststoffe bewährten Epoxidharze. Es ist jedoch auch die Verwendung anderer Harze, z.B. Polyesterharze oder Vinylesterharze möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Tragrohres; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Tragrohres; Fig. 3 einen Tragrohranschluß an einen Getriebeflansch; Fig. 4 einen Tragrohranschluß an einen Motorflansch und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Wickelkörpers für zwei Tragrohre.
Ein Tragrohr 1 besteht entsprechend Fig. 1 aus einem leicht konischen Mittelrohr 2, einem sich konisch erweiternden Rohrende 3 und einem sich konisch verjüngenden Rohrende 4.Das sich konischerweiternde Rohrende 3 ist zum Anschluß an ein nicht dargestelltes Getriebe und das sich verjüngende Rohrende 4 zum Anschluß an einen nicht dargestellten Motor vorgesehen.
Die Wandung 6 des Tragrohres 1 ist aus faserverstärktem Kunststoff im üblichen Wickelverfahren, bevorzugt unter Verwendung von Kreuzwicklungen, hergestellt. Die Rohrenden 3 und 4 können dabei durch harzgetränkte Gewebelagen verstärkt sein. Die Form des konischen Tragrohres berücksichtigt den im Betrieb auftretenden Biegemomentenverlauf, der vom Rohrende 3 zum Rohrende 4 hin abfällt.
In der Fig. 2 ist ein Tragrohr 11 dargestellt, welches ein gerades Mittelrohr 12, aber gleiche Rohrenden 3 und 4 wie die Fig. 1 aufweist. Zur Berücksichtigung der höheren Beanspruchung am Rohrende 3 sind hier die Kreuzwicklungen von Fasern 13 wesentlich dichter ausgeführt als diejenigen am Rohrende 4. Durch diese Fertigungsweise ist bei gleicher Belastbarkeit der Materialaufwand geringer als bei dem Tragrohr 1.
Die Wandstärke 6 kann bei beiden Tragrohren 1 und 11 konstant oder über die Länge veränderlich ausgeführt sein.
Die Fig. 3 und 4 erläutern die Verbindung des Tragrohres 11 mit einem Getriebeflansch 15 und einem Motorflansch 16. Die Rohrenden 3 und 4 sind mit den Flanschen 15 und 16 zweckmässig durch Klebung verbunden. Man erkennt aus der Fig. 3, daß bei einer Lockerung der Klebung 17 das Tragrohr 11 noch im Getriebeflansch 15 gehalten wird. In gleicher Weise kann selbstverständlich das Tragrohr 1 verbunden werden.
Aus der Fig. 5 ist eine zweckmäßige Fertigung der Tragrohr 1 oder 11 ersichtlich. Auf einem Wickeldorn 20, der die Form von zwei aneinandergesetzten Tragrohren 11 aufweist, wird durch das beanspruchte Wickelverfahren die Wandstärke 6 aufgebracht, wobei ein Wickelkörper 21 entsteht. Dabei wird der an seinen Enden durch Lager 22 geführte Wickeldorn 20 in Richtung eines Pfeiles 23 auf nicht dargestellte Weise angetrieben.
Nach dem Wickeln und Aushärten wird der Wickelkörper 21 an der Mittellinie 24 aufgetrennt. Nach dem Abziehen der beiden Hälften vom Wickeldorn 20 und dem Abtrennen von beim Wickeln entstandenen Polkappen 25 sind zwei Tragrohre fertiggestellt. Leerseite

Claims

Tragrohr für ein Eraftfahrzeug Patentansprüche 1. Tragrohr zwischen Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeues, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Tragrohr aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist und sich sein als Verbindung zum Getriebe dienendes Rohrende konisch erweitert.
2. Tragrohr nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Tragrohr im Wickelverfahren hergestellt ist, wobei die Faserwicklungen in bekannter Weise überwiegend als Kreuzwicklungen und teilweise in Längsachse des Rohres ausgeführt sind.
3. Tragrohr nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Rohrdurchmesser vom Getriebe zum Motor hin abnimmt.
4. Tragrohr nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dichte der zu wickelnden Fasern vom Getriebe zum Motor hin abnimmt.
5. Tragrohr nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß sich das mit dem Motor zu verbindende Rohrende konisch verjüngt.
6. Tragrohr nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die konischen Rohrenden mit in eine Kunstharzmatrixeingebetteten äußeren Gewebelagen verstärkt ind.
7. Tragrohr nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwei Tragrohre aus einem einzigen Wickelrohr hergestellt sind, das nach dem Wickeln in der Mitte durchgetrennt ist.