DE2821677C2

DE2821677C2 - Tragrohr für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2821677C2
Application number: DE2821677A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 8851 Mauren 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: 1982-07-01
Also published as: DE2821677A1; IT7922561A0; IT1115191B

Description

a) die Wicklungen der Wandung (6) des Tragrohrs sind überwiegend kreuzweise und teilweise in Längsrichtung aufgebracht;

b) die Dichte der zu wickelnden Fasern (13) nimmt vom Getriebe zürn Motor hin ab;

c) das Rohr ist zum Getriebe hin an seinem Ende (3) konisch erweitert

2. Tragrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Enden (3 und 4) konisch ausgebildet und mit in eine Kunstharzmatrix eingebetteten äußeren Gewebelagen verstärkt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragrohr eines Kraftfahrzeug-Rahmens, das zwischen Motor und Getriebe angeordnet und aus faserverstärktem Kunststoff im Wickelverfahren hergestellt ist

Es ist bereits bekannt, Kraftfahrzeugteile aus faserverstärktem Kunststoff im ,Vickelverfahren herzustellen, Plastverarbeiter, 3d 25, 1974, Heft 2, Seiten 100-102 und Modem Plastics, In ernational, Juni 1977, Seiten 50—52. Dabei wird bei der Literaturstelle 2) auch bereits auf die Möglichkeit hingewiesen, Antriebswellen aus Carbonfasern herzustellen. Eine besondere Ausführungsform für diese Antriebswellen wird jedoch nicht beschrieben. Bei bekannten Tragrohren aus Stahl ist es auch bereits bekannt, zumindest ein Rohrende zum Zwecke des Anschlusses an den Motor konisch zu erweitern (DE-PS 8 82 040) oder das gesamte Tragrohr konisch auszuführen (DE-PS 1125 289). Bei diesen Ausführungen werden die für den Werkstoff Stahl üblichen Fertigungsmethoden angewendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für Tragrohre der eingangs genannten Art optimale, dem faserverstärkten Kunststoff angepaßte Fertigungsmethode zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Im Unteranspruch 2 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der Einsparung von Gewicht und in den gu'.en Schwingungs- und Dämpfungseigenschaften von Rohren aus faserverstärkten Kunststoffen. Wenn auch der Fertigungsaufwand für ein im Wickelverfahren herzustellendes Rohr aus faserverstärktem Kunststoff höher ist als für ein gezogenes Stahlrohr mit angeschweißten Planschen, so sind die Gesamtkosten nur wenig höher, weil die Materialkosten für ein Rohr aus faserverstärktem Kunststoff geringer sind.

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 Getriebeanschiußende erzielt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß das eine als Verbindung zum Getriebe dienende

ίο 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 GetriebeHansch 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, kann entsprechend Anspruch 2 auch das mit dem Motor zu verbindende Rohrende konisch verjüngt werden. Eine Verstärkung der Rohrenden und weitere Verbesserung der Klebung mit den Flanschen läßt sich vorteilhaft dadurch erzielen, daß die konistnen Rohrenden mit in eine Kunstharzmatrix eingebetteten Gewebelagen verstärkt werden.

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 Fasern aus Kunstharz oder aus Kohlenstoff zu verwenden. Als Kunstharzmatrix eignem sich zweckmäßig die für faserverstärkte Kunststoffe bewährten Epoxidharze. Es ist jedoch auch die Verwendung anderer Harze, z. B. Polyesterharze oder Vinylesterharze möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Tragrohres, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Tragrohres,

F i g. 3 einen Tragrohranschluß an einen Getriebeflansch,
Fig.4 einen Tragrohranschluß an einen Motorflansch und

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Wickelkörpers für zwei Tragrohre.

Ein Tragrohr 1 besteht entsprechend F i g. 1 aus einem leicht konischen Mittelrohr 2, einem sich konisch erweiternden Rohrende 3 und einem sich konisch verjüngenden Rohrende 4. Das sich konisch erweiternde 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, z. B. 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 F i g. 2 ist ein Tragrohr 11 dargestellt, welches

ein gerades Mittelrohr 12, aber gleiche Rohrenden 3 und 4 wie die F i g. 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 Wandung 6 kann bei beiden Tragrohren 1 und 11 in jeder Stärke 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 eine Klebung 17 verbunden. Man erkennt aus der F i g. 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 Fertigung der Tragrohre 1

5 oder 11 ersichtlich. Auf einem Wickeldorn 20, der die Form von zwei aneinandergesetzten Tragrohren 11 aufweist, wird durch das beanspruchte Wickelverfahrer die Wandung 6 aufgebracht, wobei ein Wickelkörper 21 entsteht Dabei wird der an seinen Enden durch Lager

ίο 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tragrohr eines Kraftfahrzeug-Rahmens, das zwischen Motor und Getriebe angeordnet und aus faserverstärktem Kunststoff im Wickelverfahren hergestellt ist, gekennzeichnet durch die Kombination nachfolgender zum Teil für sich bekannter Merkmale: