DE2911213A1 - Faserverstaerkte, zusammengesetzte hohlwelle mit metallischen anschlusshuelsen und verfahren zu ihrer herstellung (i) - Google Patents
Faserverstaerkte, zusammengesetzte hohlwelle mit metallischen anschlusshuelsen und verfahren zu ihrer herstellung (i)Info
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Description
Faserverstärkte, zusammengesetzte Hohlwelle mit metallischen Anschlußhülsen und Verfahren zu ihrer Herstellung (I),
Die Erfindung betrifft faserverstärkte, zusammengesetzte >
Wellen und insbesondere Antriebswellen für Fahrzeuge, die | einen faserverstärkten, aus Harz bestehenden Wellenkörper
mit an seinen Enden befestigten metallischen Kupplungs- ; hülsen aufweisen. ,
mit an seinen Enden befestigten metallischen Kupplungs- ; hülsen aufweisen. ,
Die US-PSen 2 882 072 und 3 661 670 beschreiben rohrförmi- '
ge faserverstärkte Verbundteile. In der letztgenannten
US-Patentschrift wurde beispielsweise vorgeschlagen, der- ' artige Verbundteile aus einem Harzmaterial, das mit Glas- ; fasern verstärkt ist, herzustellen. Im einzelnen werden
US-Patentschrift wurde beispielsweise vorgeschlagen, der- ' artige Verbundteile aus einem Harzmaterial, das mit Glas- ; fasern verstärkt ist, herzustellen. Im einzelnen werden
Filaments, die ein nicht-ausgehärtetes Harzmaterial, d.h.
ein ungehärtetes hitzehärtbares Harz tragen, um einen Dorn | herumgewickelt, bis die gewünschte Dicke erreicht worden
ist. Die verstärkenden Fasern können innerhalb der Wan- ' dung des rohrförmigen Verbundteils in verschiedenen Winkelbeziehungen zueinander angeordnet sein. Anschließend
wird das Harzmaterial ausgehärtet, d.h. gehärtet oder
vernetzt. Ein vorgeformtes, mit Gewinde versehenes Endteil kann an den Enden des rohrförmigen Verbundteiles
ein ungehärtetes hitzehärtbares Harz tragen, um einen Dorn | herumgewickelt, bis die gewünschte Dicke erreicht worden
ist. Die verstärkenden Fasern können innerhalb der Wan- ' dung des rohrförmigen Verbundteils in verschiedenen Winkelbeziehungen zueinander angeordnet sein. Anschließend
wird das Harzmaterial ausgehärtet, d.h. gehärtet oder
vernetzt. Ein vorgeformtes, mit Gewinde versehenes Endteil kann an den Enden des rohrförmigen Verbundteiles
befestigt werden, beispielsweise durch unmittelbares
Herumwickeln der Filamente um das Endteil herum während
des Wickelprozesses.
des Wickelprozesses.
Neuerdings ist die Herstellung von Fahrzeugantriebswellen
aus rohrförmigen, faserverstärkten Verbundteilen be-
aus rohrförmigen, faserverstärkten Verbundteilen be-
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ORIGINAL INSPECTED
schrieben worden, und zwar in der US-PS 4 041 599 und der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 52-127542.
Gemäß dieser japanischen Patentanmeldung werden Filamente, die ein nicht-ausgehärtetes Harzmaterial, beispielsweise
ein nicht-gehärtetes bzw. nicht-vernetztes hitzehärtbares Harz tragen, um einen Dorn herumgewickelt, bis die gewünschte
Dicke erreicht worden ist, worauf das Harzmaterial; gehärtet wird. Zonen oder Schichten sind in einer dort be- ■
schriebenen bestimmten Winkelbeziehung zueinander umfangs- ! mäßig innerhalb der Wandung der Welle angeordnet. Die .
ÜS-PS 4 041 599 beschreibt die Befestigung einer mit Koh-
lenstoffasern verstärkten, ein Epoxyharz enthaltenden !
Antriebswelle unmittelbar an einen üniversalgelenkansatz ι
mittels einer bestimmten Verbindungsmethode.
Faserverstärkte, zusammengesetzte Wellen besitzen Vorteile ;
gegenüber metallischen Wellen; denn sie sind leichter im Gewicht, beständiger gegen Korrosion, haltbarer und indifferenter,
i
In der Patentanmeldung der Anmelderin vom gleichen Tage <
ρ (entsprechend US-Serial No. 890 232 vom :
27. März 1978), auf die hier Bezug genommen wird, wird
eine faserverstärkte, zusammengesetzte Antriebswelle be- j
schrieben, die verbesserte Gebrauchseigenschaften sowie j
die erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit aufweist, um
den unterschiedlichen Belastungen, die während des Be- I
triebs des Fahrzeuges auftreten, gewachsen zu sein. j
Da das direkte Schweißen oder Kleben einer aus Harz bestehenden Welle an Metall normalerweise keine ausreichend
feste und dauerhafte Verbindung auf beständiger und betriebssicherer
Basis hervorbringt, wird durch die Verwendung metallischer Anschlußhülsen an den Enden der Welle in
Übereinstimmung mit dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung ein Mittel zur Verfügung gestellt, um eine sichere
Schweißverbindung ähnlich der bei herkömmlichen metalli-
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sehen Wellen zu schaffen.
Die hohen Drehmomentbelastungen, die durch eine Fahrzeugantriebswelle
übertragen werden, erfordern, daß eine
extrem starke und dauerhafte drehmomentübertragende ; Verbindung zwischen den Hülsen und dem Wellenkörper hergestellt wird. Frühere Vorschläge zur Befestigung der
Hülsen unter Verwendung von Klebern oder durch Herumwickeln der Filamentbündel um umfangsmäßig angeordnete
Nuten an der Hülsenaußenfläche können hier nicht herangezogen werden, um eine Verbindung der erforderlichen Festigkeit und Dauerhaftigkeit zu gewährleisten.
extrem starke und dauerhafte drehmomentübertragende ; Verbindung zwischen den Hülsen und dem Wellenkörper hergestellt wird. Frühere Vorschläge zur Befestigung der
Hülsen unter Verwendung von Klebern oder durch Herumwickeln der Filamentbündel um umfangsmäßig angeordnete
Nuten an der Hülsenaußenfläche können hier nicht herangezogen werden, um eine Verbindung der erforderlichen Festigkeit und Dauerhaftigkeit zu gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine '
neue, faserverstärkte Welle auf Harzbasis zur Verfügung
zu stellen, die Probleme der obengenannten Art auf ein
Mindestmaß verringert oder verhütet und geeignet ist zur ' Verwendung als Antriebswelle in Kraftleitungen für Fahrzeuge. Außerdem sollten neue Verfahren und Vorrichtungen
geschaffen werden, mit denen metallische Anschlußhülsen an -den Enden der faserverstärkten, aus Harz bestehenden Weller;
zu stellen, die Probleme der obengenannten Art auf ein
Mindestmaß verringert oder verhütet und geeignet ist zur ' Verwendung als Antriebswelle in Kraftleitungen für Fahrzeuge. Außerdem sollten neue Verfahren und Vorrichtungen
geschaffen werden, mit denen metallische Anschlußhülsen an -den Enden der faserverstärkten, aus Harz bestehenden Weller;
so befestigt werden können, daß die Wellen imstande sind, !
hohe Drehkräfte zu übertragen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine auf
der Außenfläche umfangsmäßig verteilte Ausnehmungen auf- j weisende Metallhülse auf einem Abschnitt eines Doms auf-
der Außenfläche umfangsmäßig verteilte Ausnehmungen auf- j weisende Metallhülse auf einem Abschnitt eines Doms auf-
geformt, ein nicht-ausgehärtetes Harzmaterial tragendes ' Fasermaterial auf den Dorn und über die Ausnehmungen in J
der Hülse aufgebracht. Teile dieses aufgebrachten Fasermaterials und des nicht-ausgehärteten Harzes
in die Ausnehmungen hineingepreßt, zusätzliches nicht-
in die Ausnehmungen hineingepreßt, zusätzliches nicht-
ausgehärtetes Harzmaterial tragendes Fasermaterial auf das
zuvor aufgetragene Fasermaterial aufgebracht, dieses Harzmaterial mit Teilen des zuvor aufgetragenen und in den
Ausnehmungen befindlichen Fasermaterials unter Ausbildung
zuvor aufgetragene Fasermaterial aufgebracht, dieses Harzmaterial mit Teilen des zuvor aufgetragenen und in den
Ausnehmungen befindlichen Fasermaterials unter Ausbildung
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einer drehmomentübertragenden Verbindung mit der Metallhülse ausgehärtet und der Dorn entfernt.
Die Erfindung wird hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile durch die nachstehende detaillierte Beschreibung
einer bevorzugten Ausfuhrungsform im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert, wobei in diesen Zeichnungen gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile kennzeichnen.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Endes einer zusammengesetzten Welle gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch diese Welle längs
der Linie 2-2 von Fig. 1; ;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 2 i
gezeigten Querschnittes;
Fig. 4 ist eine längsgeschnittene Teilansicht einer An- ! schlußhülse gemäß der Erfindung;
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt der Anschlußhülse längs der j
Linie 5-5 von Fig. 4;
Fig. 6 stellt die Seitenansicht eines Erhebungen aufweisenden Segmentes, das einen Teil der Welle gemäß der Erfindung
bildet, dar;
Fig. 7 ist eine längsgeschnittene Ansicht des Segmentes ; längs der Linie 7-7 von Fig. 6;
j Fig. 8 ist eine längsgeschnittene Teilansicht einer Welle j gemäß der Erfindung längs der Linie 8-8 von Fig. 2;
ι .-.-■■
25 Fig. 9 ist eine Fig. 8 entsprechende Ansicht längs der ι Linie 9-9 von FIg. 2;
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Fig. 10 ist eine.längsgeschnittene Teilansicht während
einer Zwischenstufe der Herstellung einer Welle, wobei ein ' Segment dargestellt ist, das durch ein Klemmittel gehalten ;
wird.
Die Fig. 11 bis 15 geben den Fig. 1, 2, 3, 8 und 9 ent- .
sprechende Darstellungen einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung wieder. i
Im einzelnen weist die Welle 10 gemäß der Erfindung einen faserverstärkten, zusammengesetzten WeI]enkörper 12 zylindrischen
Querschnittes auf, und eine metallische Anschlußhülse 14 ist vorzugsweise an jedem Ende des Wellenkörpers |
angeordnet. Die Anschlußhülse 14 ist im allgemeinen zylindrisch und aus einem geeigneten Metall, beispielsweise aus
Stahl oder Aluminium, geformt. Die Hülse weist eine innere Ringfläche 16 konstanten Durchmessers auf, die im wesentlichen
eng an einer inneren Fläche 18 des Wellenkörpers,
die nach innen in Längsrichtung angeordnet ist, anliegt, wie Fig. 8 zeigt.
Die Außenfläche der Hülse weist umfangsmäßig angeordnete '
Ausnehmungen auf. Vorzugsweise sind dort sich in Längsrichtung erstreckende, umfangsmäßig angeordnete Nuten 2O
(Fig. 4, 5) vorgesehen, die sich vom inneren Ende 22 der ]
Hülse aus erstrecken und kurz vor deren äußerem Ende 24
enden. Falls gewünscht, können sich die Nuten 20 über die ·
gesamte Länge der Hülse erstrecken. Die Tiefe jeder Nut |
nimmt zu in Längsrichtung zum inneren Ende 22 der Hülse. ■
Die radialen Außenkanten 23 der Nuten bilden relativ I
scharfe Ecken (Fig. 5).
Die Nuten 20 werden gebildet durch umfangsmäßig angeordnete, radial vorspringende Rippen 25, deren Tiefe oder Dicke
in Längsrichtung zum inneren Ende 22 der Hülse zunimmt unter Bildung von Schrägflächen 27, die im allgemeinen
in Längsrichtung und radial nach außen abflachen.
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ORIGINAL INSPECTED
Das innere Ende 22 der Hülse 14 ist bei 26 sowohl in Längsrichtung als auch radial einwärts abgeschrägt, wodurch
eine scharfe Kante 28 gebildet wird für die Aufnahme von j Windungen des verstärkten Harzmaterials, wie erläutert
werden wird. , ι
Im Verlaufe der Herstellung einer bevorzugten Ausführungs- ! form der Welle wird ein Paar von Anschlußhülsen auf einem
Dorn in Längsrichtung zueinander angeordnet. Die Hülsen j umschließen den Dorn etwa bündig, aber lose genug, um davon
entfernt werden zu können. Ein geeignetes Kiemmittel hält ; die Hülsen an ihrem Platz. Der Dorn ist mit einem Trennmittel
beschichtet, um das Anhaften von Harz oder Kleber '
ι am Dorn zu verhindern. Der Wellenkörper 12 wird dann um ι
den Dorn und die Hülse herum aufgebaut.
Der Aufbau des Wellenkörpers 12 erfolgt vorzugsweise in j
einer Art und Weise, die ausführlicher in der oben erwähn- ■. ten gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung beschrieben
ist. Kurz gesagt werden Schichten eines faserverstärkten, harzimprägnierten Materials aufgebracht, vorzugsweise in
Form von Bündeln im wesentlichen paralleler Endlosfilamente, die ein nicht-ausgehärtetes, d.h. flüssiges, weiches
und klebriges oder geschmolzenes Harzmaterial tragen. Die Filamentbündel können in ein ungehärtetes flüssiges hitze- i
härtbares Harz, beispielsweise ein Epoxyharz, eingetaucht ·
und dann rund um den Dorn in mehreren Windungen gewickelt werden, bis eine Schicht der gewünschten Dicke ausgebildet
ist. Bezüglich weiterer Einzelheiten betreffend mögliche Vorrichtungen zum Anklemmen der Hülsen und Aufwickeln der
Filamentbündel wird verwiesen auf die üS-PSen 3 661 670, 3 202 569 und 3 231 442, auf die hier Bezug genommen wird.
Die hier verwendete Bezeichnung "Schicht" kennzeichnet einen ümfangsbereich in der Wand der -rohrförmigen
Antriebswelle, in dem die Faserverstärkung in einer spezifischen Konfiguration angeordnet ist und sich von
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den benachbarten Bereichen hinsichtlich der Konfiguration
und/oder der Zusammensetzung der Faserverstärkung unterscheidet. Eine einzige Schicht kann eine Mehrfachorientierung
oder einen Mehrfachaufbau der Faserverstärkung in einer gegebenen Konfiguration aufweisen. Der Ausdruck
"Schicht" umfaßt eine Orientierung, bei der die darin befindliche Faserverstärkung beidseitig (+) eines gegebenen
Winkels angeordnet ist, die beliebig in mehreren Schritten aufgebaut sein kann.·
Die Fasern verstärken die hitzegehärtete Harzmatrix und verleihen der Welle die erforderlichen Eigenschaften bezüglich
Festigkeit und Haltbarkeit. In dieser Beziehung sind Glasfasermaterialien, beispielsweise aus Ε-Glas oder
S-Glas, und Kohlenstoffasern, und zwar entweder amorphe
oder graphitische Kohlenstoffasern bevorzugt. Die Kohlenstoff
asern enthalten im allgemeinen mindestens 90 Gew.-° vorzugsweise mindestens 95 Gew.-%, Kohlenstoff* Darüber
hinaus haben bevorzugte Kohlenstoffasern einen Young-
Elastizitätsmodul von mindestens 172.375 N/nun , beispielsweise von etwa 206.850 bis 413.700 N/mm.
Die Lagen der Filamentbündel sind in verschiedener Richtung relativ zur Längsachse der Antriebswelle aufgewickelt
bzw. können in unterschiedlicher Dicke aufgebracht sein. Vorzugsweise ist eine Ausgangsschicht aus Glasfasern in
einem Winkel von +_30° bis +50° zu einer Linie parallel zuLängsachse
der Welle angeordnet. Als nächstes ist eine Glasfaserschicht mit einem Winkel von 0 bis +15 aufgebracht,
anschließend eine Kohlenstoffaserschicht in einem Winkel von 0 bis +15°, und dann ist eine Glasfaserschicht
in einem Winkel von etwa +_60° bis 90° angeordnet. Selbstverständlich
kann sowohl die Zahl und Zusammensetzung der Schichten als auch ihre Orientierung und Dicke variieren,
und zwar in Abhängigkeit von den erwünschten Eigenschaften, die der Welle verliehen werden sollen.
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Neben der Anwendung des Filamentwickelns, beispielsweise
des Naßwickeins oder des Wickeins mit Vorimprägnierung, ! können auch andere Rohrformverfahren zur Anwendung .
kommen, beispielsweise Rohrwalzen, Bandwickeln oder Pultrusion. In der Vorstufe werden vergleichsweise breite
Abschnitte harzimprägnierter Bänder im Muster vorgeschnitten, der Reihe nach geschichtet und auf den Dorn gewickelt.
Nachdem die Schichten aufgebracht worden sind, wird das ' nicht-ausgehärtete Harz gehärtet bzw. vernetzt. Im Hinblick
hierauf kann das Harz selbsthärtend oder aber ein Harz von der Art sein, das unter der Einwirkung von
Wärme und/oder eines Härtungsmittels aushärtet bzw. vernetzt.
--■i"'· '^rt?hr^r y^nvüi; der Erfindung wird, nachdem ein Hülsen
!5 T:!;'-r '* cenau auf eimern Dorn aufgeformt worden ist, eine '
''■·- ".Jv = ^-ICiL Jü aus Glasfasern um den Dorn und die Hülsen
mit einem Winkel von etwa +45° herumgewickelt. Diese Schicht endet kurz vor dem äußersten Ende der Hülse, so
daß der Außenteil 24 der Hülse frei bleibt. Die Nuten 20 werden durch diese Schicht 30 umfangsmäßig abgedeckt. ,
Die Filamentbündel sind vorzugsweise lockerer um die Hülse ;
als um den Dorn gewickelt, um das Eindringen der Schicht 30 in die Nuten 20, wie erläutert werden wird, zu erleichtern.
!
Mehrere bogenförmige Metallsegmente 32 (Fig. 6) werden um den Umfang der Welle herumgelegt. Diese vorzugsweise aus
Stahl geformten Segmente weisen radial nach innen gerichtete,
sich in Längsrichtung erstreckende Erhebungen 34 auf,' die in die Nuten 20 eingreifen. Wandteile 33 zwischen den
Erhebungen sind von verringerter Dicke gegen ein Längsinnenende des Segmentes, um den abgeschrägten Rippen 25
der Hülse 14 zu entsprechen. Die Seiten 36 der Erhebungen
erstrecken sich unter einem Winkel relativ zur-Radialrichtung und sind somit konvergent zu einem imaginären
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Punkt, der zwischen einer inneren Fläche 3 8 der Erhebung j und dem Rotationsmittelpunkt des Segmentes 32 liegt.
Die Segmente 32 werden auf der Hülse in jeder geeigneten Weise gehalten, beispielsweise durch ein oder mehrere Klemmen
35 (Fig. 10), die sich umfangsmäßig rund um die Welle und die Seamente erstrecken. Auf diese Weise drücken die
- ■ ι
Erhebungen 34 Teile der Schicht 30 in die Nuten 20 (Fig. 3J1.
Anschließend wird eine Schicht 39 aus Glasfasern um die Schicht 30 und die Segmente 32 unter einem Winkel von etwa
0° herumgewickelt. Da dieses Herumwickeln die Segmente 32 ' fortschreitend bedeckt (Fig. 10), werden die Klemmen 35 ;
entfernt. Ist das Herumwickeln beendet, deckt die Schicht 39 die Segmente ab und hält sie fest in ihrer Lage. Als !
nächstes wird eine Schicht 40 aus Graphitfasern um die j Schicht 39 unter einem Winkel von etwa 10° herumgewickelt,
und schließlich wird eine Schicht 42 aus Glasfasern unter einem Winkel von etwa 90° um die Schicht 40 herumgewickelt.j
ι Anschließend wird das nicht-ausgehärtete Harz ausgehärtet '·
bzw. vernetzt, um die Schichten miteinander zu verkleben ! unter Bildung eines eine Einheit darstellenden Verbundes, .
worauf die Welle vom Dorn entfernt wird. Selbstverständlich können beliebig viele Schichten mit unterschiedlichen \
Winkeln und unterschiedlicher Dicke in Abhängigkeit von den erwünschten Eigenschaften der Welle aufgebracht werden.
't 25 Es ist zu erkennen, daß durch die oben beschriebene
! Wickeltechnik der Wellenkörper 12 und die Hülse 14 mit-
■ einander mechanisch fixiert werden. Eine Längsbewegung der Hülse 14 in einer Richtung längs nach außen wird
durch Ineinandergreifen der Faserschichten und der Schrägflächen 27 der Rippen 25 verhindert. Eine nach innen gerichtete
Längsbewegung der Hülse 14 wird durch das Ineinandergreifen
der abgeschrägten Fläche 26 und der Faser-
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schichten verhindert. Die Hülse und der Wellenkörper 12 j
sind imstande, hohe Drehmomentwerte zwischen sich zu über- !
tragen. Dies beruht darauf, daß durch das Vorhandensein | von Teilen der Schicht 30 innerhalb der Nuten 20 eine relative
Rotation zwischen Hülse und Wellenkörper ausgeschaltet
wird. Die Ecken 23 der Nuten 20, die die Schicht 30 be- ■ rühren, sind relativ scharf und leisten somit einem Aufeinanderrutschen
von Wellenkörper und Hülse wirksam Widerstand. Das Verdrängen der Schicht 30 aus den Nuten 20 wird j
durch die Metallsegmente 32 verhindert, die innerhalb der Faserwindungen eingebettet sind unter Bildung eines blei- !
benden, ein Ganzes bildenden Teils der Welle. :
Die Hülsen 14 erleichtern den Anschluß der Welle an Metallteile,
beispielsweise Metalljoche in einer Fahrzeugkraft- ; leitung, da ein unmittelbarer Schweißkontakt von Metall
zu Metall möglich ist. Obwohl es nicht erforderlich ist, kann es erwünscht sein, ein Klebemittel zwischen Hülse 14
und Anfangsschicht 30 aufzubringen, um zwischen diesen
die Verbindung zu verstärken.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die in
den Fig. 11 bis 15 dargestellt ist, werden die Schichten '
30 und 39 vor dem Aufformen der MetallSegmente 50 aufge- j
bracht. Diese Segmente 50 weisen Erhebungen 52 auf, die deformierte Teile der Segmente bilden. Auf diese Weise ■
wird an der Außenfläche der Segmente eine Ausnehmung 54 j gebildet. Nachdem die Segmente 50 um die Schicht 39 herum
angeordnet sind, werden in die Ausnehmungen 54 Abstandhalter 56 eingebracht, so daß der durch die Segmente gebildete
äußere Umfang glatt und ununterbrochen ist. Die Erhebungen 52 deformieren sowohl die Schicht 30 als auch
die Schicht 39 in Richtung nach innen, so daß Teile der Schicht 30 in die Nuten 20 eindringen und Teile der
Schicht 39 in die in der Schicht 30 dadurch gebildeten Nuten. Anschließend werden die Schichten 40 und 42 aufgebracht.
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ORIGINAL INSPECTED
Oh" oM ·": ü Idee der mechanischen Fixierung gemäß der ErfisiQUiiq
j j; Verbindung mit einem speziellen Wellenkörper
1: es cn riet en worden ist, kann dieser Vorschlag selbstverständlich
auch verwirklicht v/erden allgemein bei zusaitutien-
<j>?.ccJ:2ter. Hellen, bei denen eine Feiserverstärkung in einem
liars enthaltenden Matrixmaterial vorliegt.
90 984 1/0 B 8 δ
BAD ORIGINAL
Leerseite
Claims (1)
- VON KREISLER SCHÖNWALD EiSHO(D FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNE§911213PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. von Kreisler 11973Dr.-lng. K. Schönwald, KölnDr.-Ing. K. W. Eishold, Bad SodenDr. J. F. Fues, KölnDipl.-Chem. Alek von Kreisler, KölnDipl.-Chem. Carola Keller, KölnDipl.-Ing. G. Seifing, KölnDr. H.-K. Werner, KölnKe/To.DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOFD-5000 KÖLN 1 , 21. März 1979CELANESE CORPORATION,Avenue of the Americas, New York, N.Y. 10036 (V.St.A.)PatentansprücheM.J Faserverstärkte, zusammengesetzte Hohlwelle, gekennzeichnet durch(a) einen Wellenkörper (12) mit einer Vielzahl von aneinander haftenden, einander umfangsmäßig umschließenden Schichten eines ausgehärteten, faserverstärkten Harzmaterials,(b) eine in mindestens einem Ende des Wellenkörpers befestigte Metallhülse (14), die auf einer Außenfläche eine Vielzahl umfangsmäßig verteilter Ausnehmungen (20) aufweist, und(c) in die genannten Schichten eingebettete, so in die Ausnehmungen passende Preßteile, daß ein Teil mindestens einer der genannten Schichten unter Ausbildung einer drehmomentübertragenden Verbindung in die Ausnehmungen eingeformt ist.9098A1/058STelefon: [0221} 131041 · Telex: 8882307 Jopa d ■ Telegramm: ttompotenf KölnHohlwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen sich in Längsrichtung erstreckende Nuten (20) und die Preßteile eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Erhebungen (25, 34), die in die Nuten hineinragen, aufweisen.3. Hohlwelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (34) auf bogenförmigen Segmenten (32) angeordnet sind, deren Enden zur Bildung eines 360 -Zylinders umfangsmäßig aneinanderstoßen.4. Hohlwelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse zwischen den Nuten (20) angeordnete radiale Rippen (25) aufweist, deren Dicke zur Bildung einer von den Schichten bedeckten Schrägfläche in Längs- ! richtung einwärts allmählich zunimmt. j5. Hohlwelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Schicht zwischen der Hülse und den Preßteilen angeordnet ist.6. Hohlwelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichten zwischen der Hülse und den Preßteilen angeordnet sind.7. Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle nach Anspruch j 1 bis 6, insbesondere einer hohlen Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Außenfläche umfangsmäßig verteilte Ausnehmungen aufweisende Metallhülse auf einem Abschnitt eines Dorns aufgeformt, ein nichtausgehärtetes Harzmaterial tragendes Fasermaterial auf den Dorn und über die Ausnehmungen in der Hülse aufgebracht, Teile dieses aufgebrachten Fasermaterials und des nicht ausgehärteten Harzes in die Ausnehmungen hineingepreßt, zusätzliches nicht-ausgehärtetes Harzmaterial tragendes Fasermaterial auf das zuvor aufgetragene Fasermaterial aufgebracht, dieses Harzmaterial909841/0S8BORIGINAL INSPECTEDmit Teilen des zuvor aufgetragenen und in den Ausnehmungen befindlichen Fasermaterials unter Ausbildung einer j drehmomentübertragenden Verbindung mit der Metallhülse ausgehärtet und der Dorn entfernt wird.8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fasermaterialauftrag kurz vor einem äußeren Längsende der Metallhülse endet und diese freilegt.9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Aufbringen des Harzmaterial tragenden 5 Fasermaterials Ausnehmungen in der Form sich längs erstreckender, umfangsmäßig auf der Außenfläche der Me- \ tallhülse angeordneter Nuten bedeckt wird. ■10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Aufbringen des Harzmaterial tragenden Fasermaterials zwischen den Nuten angeordnete Rippen mit einer zur Bildung einer schrägen Außenfläche in Längsrichtung einwärts allmählich zunehmenden Dicke bedeckt werden.11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,daß beim Preßvorgang eine Vielzahl von bogenförmigen Segmenten, die radial einwärts gerichtete, in die Aus- ; nehmungen hineinragende Erhebungen aufweisen, um das i zuvor aufgebrachte Fasermaterial herum angeordnet werden.12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente so angeordnet werden, daß ihre Enden zur Bildung eines 36O°-Zylinders umfangsmäßig aneinanderstoßen.13. Verfahren nach Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Preßvorgang eine einzige Schicht Fasermaterial aufgebracht wird»909841/0585ORIGINAL INSPECTED14. Verfahren nach Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet,' daß vor dem Preßvorgang mehrere Schichten Fasermaterial . aufgebracht werden.909841/0585ORIGINAL INSPECTED
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---|---|---|---|
US05/890,231 US4187135A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Fiber reinforced composite shaft with metallic connector sleeves mounted by longitudinal groove interlock |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=25396429
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---|---|---|---|
DE19792911213 Withdrawn DE2911213A1 (de) | 1978-03-27 | 1979-03-22 | Faserverstaerkte, zusammengesetzte hohlwelle mit metallischen anschlusshuelsen und verfahren zu ihrer herstellung (i) |
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DE (1) | DE2911213A1 (de) |
FR (1) | FR2421061A1 (de) |
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