DE2950581C2 - Drive shaft, especially cardan shaft, made of fiber-reinforced plastic with clamped connection devices - Google Patents

Drive shaft, especially cardan shaft, made of fiber-reinforced plastic with clamped connection devices

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DE2950581C2 DE19792950581 DE2950581A DE2950581C2 DE 2950581 C2 DE2950581 C2 DE 2950581C2 DE 19792950581 DE19792950581 DE 19792950581 DE 2950581 A DE2950581 A DE 2950581A DE 2950581 C2 DE2950581 C2 DE 2950581C2
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Joachim Dr.-Ing. 5067 Dürscheid Bausch
Walter Prof.-Dr. 6688 Illingen Dawihl
Helmut Dr. 5060 Bergisch Gladbach Federmann
Herward 5000 Köln Gräning
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Integrated Materials Technology 6236 Eschbor GmbH
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Felten & Guilleaume Energietechnik 5000 Koeln De GmbH
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    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/22Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
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Description

Wellenteilung und Zwischenlagerung nicht verzichtet werden.Shaft division and intermediate storage are not dispensed with.

Erst durch den Einsatz von faserverstärkten Kunststoffrohren, die bei geringerem Gewicht hohe Steifigkeit besitzen, kann die Gelenkwelle einstückig und ohne Zwischenlagerung gefertigt werden. Bezüglich einer solchen Welle aus faserverstärktem Kunststoff mit Gelenk-Übertragungsstücken an den Enden wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, wobei es sich um das Bewickeln eines Teiles der mit einem Gelenkjoch versehenen Endstücke beim Aufbau der faserverstärkten Komposit-Welle handelt. Solche Gelenkwellen müssen jedoch aus Gründen der wirtschaftlichen Fertigung in großen Stückzahlen, mit vorgegebenen Längenabmessungen sowie — bezüglich der Gestaltung und Bemessung ihrer Endstücke — einheitlich gefertigt werden. Es ist jedoch erwünscht, Antriebswellen aus faserverstärktem Kunststoff, wie insbesondere Gelenkwellen, auch für spezielle Zwecke, beispielsweise bei in geringen Stückzahlen gefertigten Motorfahrzeugen hoher Leistung, wie Omnibusse, Lastkraftwagen oder Spezialfahrzeuge für die Landwirtschaft, Müllabfuhr, Feuerwehr, militärische Zwecke u. ä. wirtschaftlich einzusetzen. Only through the use of fiber-reinforced plastic pipes which have high rigidity with a lower weight, the cardan shaft can be made in one piece and without Intermediate storage are manufactured. Regarding such a shaft made of fiber-reinforced plastic with joint transmission pieces Various proposals have already been made at the ends, including the winding of a part of the with a joint yoke provided end pieces when building the fiber-reinforced composite shaft. Such cardan shafts must, however, for reasons of economic production in large numbers, with predetermined length dimensions and - with regard to the design and dimensioning of their end pieces - are manufactured uniformly. However, it is desirable to use drive shafts made of fiber-reinforced plastic, in particular cardan shafts, also for special purposes, for example higher motor vehicles produced in small numbers Services such as buses, trucks or special vehicles for agriculture, garbage disposal, fire services, to use military purposes and the like economically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine faserverstärkte Komposit-Welle mit entsprechenden Anschlußeinrichtungen anzugeben, die sich zur Übertragung großer Drehmomente bzw. Leistungen eignet, mechanisch besonders fest und dementsprechend langzeitig beständig und darüber hinaus auch in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich erstellbar sowie mit geringem Aufwand für spezielle Erfordernisse einzurichten bzw. gegebenenfalls umzurüsten ist Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Einrichtung gelöst.The invention is based on the object of providing a fiber-reinforced composite shaft with corresponding connection devices specify which is suitable for the transmission of large torques or powers, mechanically particularly strong and therefore long-term stable and also in small quantities Can be built economically and set up or, if necessary, with little effort for special requirements is to be converted. This object is achieved by the device specified in claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antriebswelle ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 4, von welchen die Ansprüche 2 und 3 bevorzugte Ausführungsformen des Zylinderkörpers jeder Anschlußeinrichtung mit einer konzentrischen Ringnut am .-»nschlußseitigen bzw. einem offenen Ringhohlraum am wellenseitigen Ende betreffen. Der Anspruch 4 schließlich betrifft eine vorteilhafte Ausbildung des Übertragungsteiles für den festen Anschluß seiner Verbindungseinrichtung, wie dem Jochteil eines Kreuzgelenkes oder einem genuteten Wellenstummel, mittels einer Schweiß- oder Lötverbindung.Further advantageous configurations of the drive shaft according to the invention emerge from the patent claims 2 to 4, of which claims 2 and 3 are preferred embodiments of the cylinder body each connection device with a concentric ring groove on the connection side or an open ring cavity concern at the wave-side end. Finally, claim 4 relates to an advantageous embodiment the transmission part for the fixed connection of its connecting device, such as the yoke part of a universal joint or a grooved stub shaft, by means of a welded or soldered connection.

Die erfindungsgemäße Antriebswelle besitzt den großen Vorteil ihres geringen Gewichtes bei gleichzeitiger hoher Steifigkeit, Biegefestigkeit und Drehfestigkeit, so daß auch bei hohen Drehzahlen keine zusätzlichen Belastungen ihrer Lagerung durch unzulässige Unwuchten auftreten. Sie bietet zugleich gegenüber allen bisher bekanntgewordenen Komposit-Wellen dieser Art den großen Vorteil, daß von einem mit Standard-Durchmesser und -Wanddicke in beliebiger Länge vorgefertigten Rohrkörper das rohrförmige Wellenhauptteil in der jeweils erforderlichen Länge abgeschnitten und in einem getrennten Vorgang mit der jeweils erforderlichen Endarmatur ausgerüstet werden kann. Da die vorzugsweise aus Leichtmetall-Gußteilen bestehende Anschlußeinrichtung an jedem Wellenrohrende festgeklemmt ist, läßt sich die Welle, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck, mit entsprechenden Anschlußeinrichtungen, einschließlich deren Übertragungselement wie Kreuzgelenk-Jochteil, Kupplungsflansch, genuteter Wellenstummtfl oder dergleichen in einem getrennten Vorgang ausrüsten. So können mit dem Jochteil eines Kreuzgelenkes einstückige Anschlußeinrichtungen an einer Welle beliebiger Länge dauerhaft festgeklemmt werden, für deren Einsatz als — nach deren Zusammenbau — einstückige, vom Motorgetriebe zur angetriebe nen Hinterachse ohne Zwischenlagerung durchgehende Kardanwelle. Diese Antriebswelle kann aber auch als Spezialwelle mit unterschiedlicher Ausbildung des Übertragungsteiles an deren jedem Ende bzw. der daran angeschlossenen, insbesondere angeschweißten Verbindungseinrichtung ausgerüstet sein.The drive shaft according to the invention has the great advantage of its low weight while at the same time high rigidity, flexural strength and torsional strength, so that no additional loads are required even at high speeds their storage due to impermissible imbalances. It offers at the same time compared to all previously known Composite shafts of this type have the great advantage of being of a standard diameter and wall thickness of any length prefabricated tubular body the tubular shaft main part in each cut off the required length and in a separate process with the respectively required end fitting can be equipped. As the connection device, which preferably consists of light metal castings is clamped at each end of the shaft tube, the shaft can be, depending on the intended use, with corresponding connection devices, including their transmission element such as Universal joint yoke part, coupling flange, grooved shaft stub or the like in a separate one Equip process. Thus, one-piece connection devices can be connected to the yoke part of a universal joint a shaft of any length are permanently clamped, for their use as - after their assembly - One-piece, continuous from the motor gearbox to the driven rear axle without intermediate storage Propeller shaft. This drive shaft can also be used as a special shaft with different training of the Transmission part at each end or the connected, in particular welded, connecting device be equipped.

ίο Die erfindungsgemäß ausgebildete Anschlußeinrichtung gewährleistet den festen und dauerhaften Sitz derselben am betreffenden Wellenende, derart daß sich mit der so bestückten Antriebswelle dauerhaft große Drehmomente bzw. Leistungen mit Sicherheit übertragen lassen, ohne Gefahr von Verschleißerscheinungen an der Welle. Diese kann daher nach Außerbetriebnahme eines mit ihr ausgerüsteten Fahrzeuges wieder verwendet oder auch mit gleichartigen Anschlußeinrichtungen, welche zweckentsprechend mit anderen Übertragungseinrichtungen verbunden sind, umgerüstet werden.ίο The connection device designed according to the invention ensures the firm and permanent seat of the same on the shaft end in question, so that with permanently transmit high torques or power to the drive shaft equipped in this way without the risk of wear and tear on the shaft. This can therefore after decommissioning a vehicle equipped with it re-used or with similar connection devices, which are appropriately connected to other transmission facilities, are converted.

Es versteht sich, daß Teile der Ar-:chlußeinrichtung aus Stahl erstellt und für bestimmte Zwe :ke in Kombination mit Leichtmetallteilen eingesetzt werden können. Ebenso gut kann bei besonderen Festigkeitserfordernissen die gesamte Anschlußeinrichtung aus Stahl erstellt v-erden, wobei die geringfügige Erhöhung des Gesamtgewichtes der Antriebswelle unerheblich ist, im Vergleich zu der großen Gewichtsersparnis an der Welle selbst, deren Gewicht je Längeneinheit nur etwa ein Viertel desjenigen einer gleichwertigen Hohlwelle aus Stahl und nur etwa zwei Drittel einer solchen aus Aluminium beträgt. Dennoch weist die erfindungsgemäße Welle eine wesentlich höhere Steifigkeit und Biegefestigkeit als Stahl- oder Aluminiumwellen gleicher Abmessungen auf.It goes without saying that parts of the lock device made of steel and can be used for certain purposes in combination with light metal parts. The entire connection device made of steel can just as well be used for special strength requirements created v-earth, with the slight increase in the The total weight of the drive shaft is insignificant compared to the large weight savings on the shaft themselves, whose weight per unit length is only about a quarter of that of an equivalent hollow shaft Steel and only about two thirds of that made of aluminum. Nevertheless, the invention Shaft has a significantly higher rigidity and flexural strength than steel or aluminum shafts of the same dimensions on.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei weitere Einzelheiten und Vorteile derselben aufgeführt sind. In der Zeichnung ze'igl The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment illustrated in the drawing, with further details and advantages thereof being given. In the drawing show

Fig. 1 einen mittig unterbrochenen Längsschnitt durch eine Antriebswelle nach der Erfindung,Fig. 1 is a centrally interrupted longitudinal section through a drive shaft according to the invention,

F ι g. 2 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch ein Wellenende undFig. 2 shows an enlarged view of a longitudinal section through a shaft end and

Fig.3 in Stirnansicht ein Wellenende ohne Übertragungseinrichtung. 3 shows an end view of a shaft end without a transmission device.

Wie in Fig. 1 gut zu erkennen ist, ist an jedem Endabschnitt 2 einer Hohlwelle 1 aus faserverstärktem Kunststoff je eine Anschlußeinrichtung 3 festgeklemmt, an welche in konzentrischer Ausrichtung eine Übertragungseinrichtung 14 angeschraubt ist. Jede der Anschlußeinrichtungen 3 weist einen den betreffenden Endabschnitt 2 der Welle 1 umfassenden Stützring 4, sowie im Inneren dieses Endabschnittes einen Zylinderkcrpei 6 auf, der aus wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder vier entsprechenden Segmentstücken 5 zusammengesetzt ist.As can be clearly seen in FIG. 1, is at each end section 2 of a hollow shaft 1 made of fiber-reinforced plastic, one connection device 3 each clamped, to which a transmission device 14 is screwed in concentric alignment. Each of the connection devices 3 has a support ring 4 encompassing the relevant end section 2 of the shaft 1, as well as a cylinder head inside this end section 6, which is composed of at least two, preferably three or four corresponding segment pieces 5 is.

Im Zentrum des zusammengesetzten Zylinderkörpers 6 ist eine zentrale, sich gegen außen verjüngende axiale Bohrung 7 vorgesehen, in welcher ein Kegelstift 8 mitIn the center of the assembled cylinder body 6 is a central, axially tapering towards the outside Bore 7 is provided in which a taper pin 8 with

eo Gewindefortsatz 9 so angeordnet ist, daß seine kegelige Außenfläche den die Bohrung 7 begrenzenden Wanduhgsabschnitten der Segmentstücke 5 anliegt, wobei sein Gewindefortsatz 9 auswärts vorragt, welcher eine Unterlegscheibe 10 und eine Mutter U trägt. Durch Festschrauben der Mutter 11 werden die Segmentstükke 5 radial auswärts gegen die Innenfläche der Hohlwelle 1 gedrückt, wobei der diese im Endbereich umfassende Stützring 4 einer Verformung der Welle entgegen-eo threaded extension 9 is arranged so that its conical outer surface the wall section delimiting the bore 7 the segment pieces 5 rests, with its thread extension 9 protruding outward, which one Washer 10 and a nut U carries. By tightening the nut 11, the segment pieces 5 pressed radially outwards against the inner surface of the hollow shaft 1, the latter encompassing the end area Support ring 4 counteracts deformation of the shaft

wirkt und die hierbei auftretenden Druckkräfte aufnimmt, welche so weit gesteuert werden können, bis ein dauerhafter fester Sitz der Anschlußeinrichtung 3 am Wellenstummel 2 gewährleistet ist.acts and absorbs the pressure forces that occur here, which can be controlled until a permanent tight fit of the connection device 3 on the stub shaft 2 is guaranteed.

Aus den Segmentstücken 5 ist eine Anzahl axial ausgerichteter Gewindebohrungen 12 für die Schraubverbindung eines an das betreffende Wellenende anzuschließenden Übertragungsteiles 14, insbesondere Fuß eines Kreuzgelenk-Jochteiles 28 oder eines genuteten Wellenstummels 30 bzw. eines Kupplungsflansches oder dergleichen ausgenommen. Auf diese Weise lassen sich entsprechend den jeweiligen Erfordernissen beliebige Übertragungseinrichtungen 14 an der in der beschriebenen Weise an dem Endabschnitt 2 einer Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff festgeklemmten Anschlußeinrichtung 3 festschrauben.A number of the segment pieces 5 are axially aligned Threaded bores 12 for the screw connection of a to be connected to the relevant shaft end Transmission part 14, in particular the foot of a universal joint yoke part 28 or a grooved Shaft stub 30 or a coupling flange or the like excepted. In this way you can according to the respective requirements any transmission devices 14 to the one described in FIG Way at the end section 2 of a hollow shaft made of fiber-reinforced plastic clamped connection device 3 screw tight.

Zur Herstellung einer solchen Gelenkweile wird von einem in beliebiger Länge jedoch mit genormter QuerTo produce such a joint shaft, one of any length but with a standardized cross

CS5ljMg SüS iMjCrVCrSiSriviCrCS5ljMg SüS iMjCrVCrSiSriviCr

ordnet, um eine möglichst gute Zugänglichkeit der Befestigungsschrauben 36 zu ermöglichen. Diese werden in die Schraubenbohrungen 12 des Zylinderkörpers 6 eingeschraubt und hierbei so fest angezogen, daß die Mitnähme des Übertragungsteiles 14 durch Reibungsschluß gewährleistet ist. Die Schrauben 36 sind vorzugsweise mit einem zylindrischen Schraubenkopf und Innen-Sechskant ausgebildet. Vorwiegend aus Gewichts-Ersparnisgründen ist aus dem Zylinderkörper 6 ein gegenarranges for the best possible accessibility of the fastening screws 36 to enable. These are screwed into the screw bores 12 of the cylinder body 6 and in this case tightened so tightly that the transferring part 14 is entrained by frictional engagement is guaranteed. The screws 36 are preferably with a cylindrical screw head and a hexagon socket educated. Mainly for reasons of weight saving, the cylinder body 6 is a counter

ίο dessen innere Stirnfläche 23 offener Ringhohlraum 24 mit einer umlaufenden Rille 26 seiner inneren Begrenzungsfläche 27 ausgenommen, welche zur Aufnahme eines die vorzugsweise 4 Segmentstücke 5 des Zylinderkörpers 6 zusammenhaltenden elastischen Ringes 25,ίο whose inner end face 23 is an open annular cavity 24 excepted with a circumferential groove 26 of its inner boundary surface 27, which for receiving a the preferably 4 segment pieces 5 of the cylinder body 6 holding together the elastic ring 25,

z. B. Spiralfeder- oder Gummiring, dient. Demzufolge bilden die so zusammengehaltenen Segmentstücke 5 als Zylinderkörper 6 eine für deren Lagerung und Montage gut geeignete Einheit. Sie werden jedoch bei deren FestriiciTiiTicn 5m TTcucncfiuc ZüiOigc ucf fäuiäicn Komponente aus dem Anzug des Kegelstiftes 8 auseinandergedrückt und voneinander unter Bildung der Spalträume 32 getrennt.z. B. spiral spring or rubber ring is used. Accordingly, the so held together segment pieces 5 as Cylinder body 6 is a unit that is well suited for its storage and assembly. However, you will at their FestriiciTiiTicn 5m TTcucncfiuc ZüiOigc ucf fäuiäicn component from the suit of the taper pin 8 pressed apart and from each other to form the gaps 32 separated.

Die Fertigung der Teile, aus denen die Anschlußeinrichtung 3 zusammengesetzt ist, kann in solchen Stückzahlen erfolgen, daß hiermit auch die Herstellung einer speziellen »maßgeschneiderten« Gelenkwelle oder dergleichen rentabel ist. Um darüber hinaus die Möglichkeit zu schiffen, an die so anschraubbar ausgebildeten Übertragungsteile 14 unterschiedlich gestaltete oder bemessene Verbindungseinrichtungen wie etwa das Jochteil 28 eines Kreuzgelenkes, einen genuteten Wellenstummel 30 oder einen Kuppluvrgsflansch, anschließen zu können, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens eines der Übertragungsteile 14 jeder The production of the parts from which the connecting device 3 is composed can be carried out in such quantities that this also enables the production of a special "tailor-made" cardan shaft or the like is profitable. In order to also have the opportunity to ship to those trained in such a way that they can be screwed on Transmission parts 14 differently designed or dimensioned connecting devices such as the Connect yoke part 28 of a universal joint, a grooved shaft stub 30 or a coupling flange In a preferred embodiment, at least one of the transmission parts 14 is each

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vorgefertigten Rohrkörper ein Stück der jeweils erforderlichen Länge abgeschnitten und an jedem Ende mit der Anschlußeinrichtung 3 bestückt. Diese ist — nach Festziehen der Schraubenmutter 11 — an dem betreffenden Wellenende unverrückbar festgeklemmt, und somit ebenso wie die Welle selbst in der Lage, der zu übertragenden Leistung entsprechende maximale Drehmomente an das festgeschraubte Übertragungsteil 14 abzugeben.Cut a piece of the required length from the prefabricated tubular body and use it at each end the connection device 3 equipped. This is - after tightening the nut 11 - on the relevant Shaft end clamped immovably, and thus just like the shaft itself able to maximum torque corresponding to the power transmitted to the screwed-on transmission part 14 to submit.

Zur Vorgabe einer genau zentrierten Lage aller Teile weist der Stützring 4 der Anschlußeinrichtung 3 im Bereich des äußeren Endes seiner Umfangsfläche 13 einen umlaufenden, vorzugsweise zweistufigen Absatz 15 auf, wobei das Übertragungsteil 14 in seinem rotationssymmetrischen Randbereich mit einem vorragenden, demTo specify a precisely centered position of all parts, the support ring 4 of the connection device 3 has in the area the outer end of its circumferential surface 13 has a circumferential, preferably two-step shoulder 15, wherein the transmission part 14 in its rotationally symmetrical edge area with a protruding, the

Absatz 15 des Stützrings 4 angepaßten Zentrier-Ansatz 35 Welle 1 an seinem freien Ende miT einem konzentri-16 versehen ist. Außerdem ist das Übertragungsteil 14 sehen ringförmigen Fortsatz 33 ausgebildet, an dem die im zentralen Bereich seiner Stirnfläche 35 mit einer et- betreffende Verbindungseinrichtung 30 mittels der wa zylindrischen, den Gewindetortsatz 9 des Kegelstif- Naht 34 fest angeschweißt oder hart angelötet ist. Es tes 8 samt Unterlegscheibe 10 und Mutter 11 mit ausrei- versteht sich, daß auf den mit dem Übertragungsteil 14 chendem Spiel aufnehmenden Ausnehmung 14 ausge- 40 einstückigen oder daran angeschweißten, genuteten bildet. Diese ermöglicht den unmittelbaren Anschluß Wellenstummel 30 eirr mit entsprechender Bohrung ausdes Übertragungsteiles an die äußere Stirnfläche 20 der gebildetes Jochteil 28 eines Kreuzgelenkes aufgescho-Anschlußeinrichtung 3, wie dies besonders gut in F i g. 2 ben werden kann, welches selbsttätige Längenänderunzu erkennen ist gen der Welle 1 ermöglicht Für die angeschweißte Aus-Paragraph 15 of the support ring 4 adapted centering lug 35 shaft 1 at its free end with a concentric 16 is provided. In addition, the transmission part 14 see annular extension 33 is formed on which the in the central area of its end face 35 with a respective connecting device 30 by means of the wa cylindrical, the threaded port set 9 of the tapered pin seam 34 is firmly welded or hard soldered. It tes 8 including washer 10 and nut 11 with sufficient it goes without saying that on the with the transmission part 14 With the corresponding clearance, the recess 14 is made in one piece or is grooved and welded to it forms. This enables the direct connection of the stub shaft 30 eirr with a corresponding bore Transmission part to the outer end face 20 of the formed yoke part 28 of a universal joint shot up connection device 3, as shown particularly well in FIG. 2 can be used to determine which automatic length changes detection is possible on shaft 1 For the welded

Die in Fig. 3 gezeigte Stirnansicht der Anschlußein- 45 führungsform des Wellenstummels 30 oder einer sonstirichtung 3, bei abgenommenem Übertragungsteil 14, gen Verbindungseinrichtung ist es vorteilhaft, wenn der laßt deutlich erkennen, daß der in das Innere des Endab- Fortsatz 33 mit einer gegen außen offenen zentralen schnittes 2 der Hohlwelle 1 eingeführte Zylinderkörper Ausnehmung 29 ausgebildet ist, in welche ein Zentrier-6 aus vier Segmentstücken 5 besteht die zufolge des in ansatz 31 der anzuschweißenden Verbindungseinrichderen Zentrum angeordneten Kegelstiftes 8 unter BiI- 50 tung 30 passend eingesetzt werden kann,
dung von einander kreuzenden Spalträumen 32 so weit
auseinander gedrückt werden, bis sie an dem von Stützring 4 umfaßten Wellenendabschnitt 2 dauerhaft und
unverrückbar festgelegt sind.
The front view shown in Fig. 3 of the connecting lead 45 of the stub shaft 30 or some other direction 3, with the transmission part 14 removed, the connecting device, it is advantageous if it clearly shows that the extension 33 into the interior of the end portion 33 with a counter outside open central section 2 of the hollow shaft 1 introduced cylinder body recess 29 is formed, in which a centering 6 consists of four segment pieces 5 which can be inserted appropriately under formation 30 according to the tapered pin 8 arranged in the center of the connecting device to be welded on 31,
tion of intersecting gap spaces 32 so far
are pressed apart until they are permanently and permanently attached to the shaft end section 2 encompassed by the support ring 4
are fixed immovably.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist aus der äußeren Stirnfläche 20 des Zylinderkörpers 6 eine zur Achse seiner zentralen Bohrung 7 konzentrische Ringnut 18 ausgenommen, und das Übertragungsteil 14 ist mit einem dieser entsprechenden, umlaufenden Vorsprung 19 seiner Stirnfläche 35 versehen. Die äußere Stirnfläche des umlaufenden Vorsprunges 19 ist gleich der vom Zentrum abgewendeten Begrenzungsfläche 22 der Ringnut 18 konisch ausgebildet, so daß sich das Übertragungsteil 14 selbstzentrierend an der Anschlußeinrichtung 3 festschrauben läßt und die vorgegebene konzenirische Relativlage dieser Teile mit Sicherheit gewährleistet ist Hierbei sind die Gewindebohrungen 12 des Zylinderkörpers 6 außerhalb seiner Ringnut i8 ange-Zufolge dieser Ausbildung lassen sich mit ansonsten völlig gleichen Teilen der Anschlußeinrichtung 3, einschließlich des angeschraubten Übertragungsteiles 14 Antriebswellen 1 mit verschiedenen Verbindungseinrichtungen 28,30 eines oder jedes ihrer Enden herstellen. Diese Möglichkeit erweitert in erheblichem Maße die vielfältige Ersetzbarkeit dieser Antriebswelle für sehr unterschiedliche Zwecke, die die Übertragung hoher Leistungen mit möglichst geringem Eigengewicht erfordern, wobei zugleich durch die vielseitige Ersetzbarkeit dieser Antriebswelle und die Austauschbarkeit ihrer Endarmaturen zugleich auch die Wirtschaftlichkeit ihres Einsatzes gewährleistet istAs shown in FIGS. 1 and 2, the outer end face 20 of the cylinder body 6 is one to the axis its central bore 7 excepted concentric annular groove 18, and the transmission part 14 is with a this corresponding, circumferential projection 19 of its end face 35 is provided. The outer face of the circumferential projection 19 is equal to the delimiting surface 22 of the facing away from the center Annular groove 18 is conical so that the transmission part 14 is self-centering on the connecting device 3 can be screwed tight and the specified concentric relative position of these parts is guaranteed with certainty Here, the threaded bores 12 of the cylinder body 6 are outside of its annular groove i8 this training can be with otherwise completely identical parts of the connecting device 3, including of the screwed-on transmission part 14 drive shafts 1 with various connecting devices 28,30 make one or each of their ends. This possibility expands to a considerable extent the diverse substitutability of this drive shaft for very different purposes that make the transmission higher Require services with the lowest possible dead weight, at the same time due to the versatile replaceability this drive shaft and the interchangeability of its end fittings at the same time also the economy their use is guaranteed

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

1 2 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Patentansprüche: Obertragungsteile (14) an seinem freien Ende mit einem zentrisch angeordneten, ringförmigen Fort-1 2 3, characterized in that at least one of the claims: transmission parts (14) at its free end with a centrally arranged, ring-shaped advancement 1. Antriebswelle, insbesondere Gelenkwelle, aus satz (33) mit einer gegen außen offenen, zentralen faserverstärktem Kunststoff mit an den rohrförmi- 5 Ausnehmung (29) ausgebildet ist, in welche ein Zen-1. Drive shaft, especially cardan shaft, from set (33) with a central one that is open to the outside fiber-reinforced plastic is formed with on the tubular 5 recess (29), in which a center . gen Enden eingebauten drehmomentübertragenden trier-Ansatz (31) einer anzuschließenden Verbin-Anschlußeinrichtungen, deren jede im Inneren des dungseinrichtung, wie das Jochteil (28) eines Kreuzbetreffenden Endabschnittes der Welle einen aus gelenkes oder ein genuteter Wellenstummel (30), wenigstens zwei Segmentstücken Zusammengesetz- passend eingesetzt ist, die an dem Fortsatz (3?) angeten, radial aufspreizbaren Zylinderkörper mit einer io schweißt oder hart angelötet ist
zentralen, sich gegen außen verjüngenden axialen
. At the ends built-in torque-transmitting trier approach (31) of a connecting connection device to be connected, each of which is composed of an articulated or a grooved shaft stub (30), at least two segment pieces, in the interior of the training device, such as the yoke part (28) of a cross-related end section of the shaft. is appropriately inserted, which is welded or hard soldered to the extension (3?), radially expandable cylinder body with an IO
central, axial tapering towards the outside
Bohrung und einem darin angeordneten Kegelstift Bore and a tapered pin arranged therein mit Gewindefortsatz, Unterlegscheibe und Mutter
aufweist, wobei die Endabschnitte der Welle außen
with thread extension, washer and nut
having, the end portions of the shaft on the outside
über den ganzen Umfang gegen die von den Zylin- 15 Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebswelle, derkörpern beim Aufspreizen auf die Rohrwandung insbesondere Gelenkwelle, aus faserverstärktem Kunstausgeübte Radialkraft abgestützt sind, dadurch stoff, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie fingekennzeichnet, daß det besonders Anwendung bei Gelenkwellen für Motorfahrzeuge, wie Kardanwellen oder dergleichen im Auto-over the entire circumference against that of the cylinder 15 The invention relates to a drive shaft, derbodies when spreading onto the pipe wall, in particular a cardan shaft, made of fiber-reinforced synthetic material Radial force are supported, characterized by substance, according to the preamble of claim 1. It finger marks, that it is particularly used for cardan shafts for motor vehicles, such as cardan shafts or the like in automobiles a) die SegEientstücke (5), welche an der Innenflä- 20 mobilbau.a) the SegEientstück (5), which on the inner surface 20 mobilbau. ehe der Jtohlwelle (1) unmittelbar anliegen, axi- Die Erfindung geht von einer bekannten Kardanwel-before the hollow shaft (1) are in direct contact, axi- The invention is based on a known cardan shaft al ausgerichtete Gewindebohrungen (12) für die lenkonstruktion aus, die nebst einem Verfahren zu de-Al aligned threaded bores (12) for the steering construction, which in addition to a process for de- Schraubverbindung eines an das betreffende ren Herstellung in DE-OS 28 18 167 gezeigt und be-Screw connection of one to the relevant ren manufacture shown in DE-OS 28 18 167 and be Wellenende angeschlossenen Übertragungstei- schrieben ist Bei dieser bekannten Antriebswelle sindTransmission parts connected to the shaft end are in this known drive shaft les (14), insbesondere des Fußes eines Kreuzge- 25 an jedem Ende einer röhrenförmigen, aus faserverstärk-les (14), in particular the foot of a cross section 25 at each end of a tubular, fiber-reinforced lenk-Jochteiles (28) oder eines genuteten WeI- tem Kunststoff bestehenden Welle einander diametralSteering yoke part (28) or a grooved white plastic shaft diametrically opposed to each other lenstummels (30), aufweisen; gegenüberliegende ,Löcher mit darin einsetzbarenlenstummels (30) have; opposite holes with insertable therein b) an jedem Wellenende ein den betreffenden Achslagern vorgesehen. In diesen ist je ein krcuzförmi-Endabschnitt (2) der Welie (1) umfassender, zy- ges Kopfteil eines Kreuzgelenkes gelagert, wobei an lindrischer Stützring (4) angeordnet ist, der an 30 den Kreuzgelenkzapfen jedes dieser Kopf- oder Kuppdem äuß?re.n Ende seiner Umfangsfläche (13) lungsteile an den Enden der Welle je-ein das Kreuzgeeinen umlaufenden, ein- oder mehrstufigen Zen- lenk ergänzendes sowie zur weiteren Übertragung des trier-Absatz (15) aufweist-ind daß Drehmomentes eingerichtetes Jochteil schwenkbar an-b) one of the relevant axle bearings is provided at each end of the shaft. In each of these there is a krcuzförmi end section (2) the Welie (1) encompassing, zy- ges head part of a universal joint supported, with on Lindrischer support ring (4) is arranged, which is attached to the universal joint pin of each of these head or Kuppdem outer end of its circumferential surface (13) at the ends of the shaft each a cross circumferential, single or multi-stage center supplementary as well as for further transmission of the Trier paragraph (15) has -ind that the torque set up yoke part can be pivoted to- c) das Übertragungstei; (i4) an seinem dem be- gebracht ist Obgleich die so konstruierte Gelenkwelle treffenden Wellenende benachbarten Ende in 35 an ihren Enden verstärkt also mit größerer Wanddicke seinem Randbereich mit einem vorragenden, des faserverstärkten Kunststoffteiles ausgebildet ist, lasdem Zentrier-Absatz (15) des Stützringes (4) an- sen sich hiermit nur relativ geringe Leistungen mit Sigepaßten Zentrier-Ansatz (16) sowie in seinem cherheit übertragen, wobei auch die Lebensdauer solzentralen Bereich mit einer zylindrischen, den eher Wellen geringer als jene der bislang üblichen Stahl-Gewindefortsatz (9) des Kegelstiftes (8) samt 40 wellen istc) the transmission part; (i4) is attached to his, although the cardan shaft constructed in this way Corresponding shaft end adjacent end in 35 reinforced at their ends so with greater wall thickness its edge area is formed with a protruding fiber-reinforced plastic part, lasdem The centering shoulder (15) of the support ring (4) is therefore only able to perform relatively little with sigepits Centering approach (16) as well as transferred in its cherheit, whereby also the life span solzentralen Area with a cylindrical shaft that tends to be smaller than that of the previously usual steel thread extension (9) of the taper pin (8) including 40 shafts Unterlegscheibe (10) und Mutter (11) mit Spiel Im Automobilbau werden zur Zeit Stahlrohre alsWasher (10) and nut (11) with play In automotive engineering, steel pipes are currently used as aufnehmenden Ausnehmung (17) ausgebildet Kardanwellen für die Kraftübertragung des Motors imreceiving recess (17) designed cardan shafts for the power transmission of the engine in ist. Vorderteil des Fahrzeuges zu den Hinterradachsen eingesetzt, die aufgrund des relativ hohen Gewichtes undis. Front part of the vehicle used to the rear wheel axles, due to the relatively high weight and
2. Antriebswelle nach Anspruch 1, dadurch ge- 45 der hohen Umdrehungsgeschwindigkeit (bis 7000 Upm) kennzeichnet, daß aus der äußeren Stirnfläche (20) aus zwei Teilen gefertigt sind. Bei diesen Kardanwellen des Zylinderkörpers (6) eine zur Achse seiner zen- treten nämlich bei großen Umdrehungsgeschwindigkeitralen Bohrung (7) konzentrische Ringnut (18) aus- ten wegen ihres Gewichtes und der nicht zu vermeidengenommen, und dieser entsprechend, das Übertra- den Unwuchten stärkere Ausbiegungen der Welle und gungstei! (14) mit einem umlaufenden Vorsprung 50 somit unzulässige mechanische Belastungen des Fahr-(19) seiner Stirnfläche (35) versehen ist, dessen äuße- zeuges, gefährliche Schwingungen und Geräusche auf. re Flankenfläche (21) gleich der vom Zentrum abge- Daher werden diese Kardanwellen zumeist in der Mitte wendeten Begrenzungsfläche (22) der Ringnut (18) geteilt und in einem dort vorgesehenen Zwischenlager konisch ausgebildet ist, wobei die Gewindebohrun- gelagert.2. Drive shaft according to claim 1, characterized by the high rotational speed (up to 7000 rpm) indicates that the outer end face (20) is made of two parts. With these cardan shafts of the cylinder body (6) one to the axis of its center namely occur at high speed of rotation ralen Bore (7) concentric ring groove (18) cut out because of its weight and which cannot be avoided, and accordingly, the transmission of unbalances increases the deflection of the shaft and favorably! (14) with a circumferential projection 50 thus inadmissible mechanical loads on the driving (19) its end face (35) is provided, its outer tool, dangerous vibrations and noises. The right flank surface (21) is the same as that away from the center. Therefore, these cardan shafts are mostly in the center turned boundary surface (22) of the annular groove (18) divided and in an intermediate storage provided there is conical, with the threaded hole mounted. gen (12) des Zylinderkörpers (6) außerhalb seiner 55 Dadurch ergibt sich je nach der zu übertragendengene (12) of the cylinder body (6) outside of its 55. This results depending on the to be transmitted Ringnut (18) angeordnet sind. Leistung und dem freien Abstand zwischen den durchAnnular groove (18) are arranged. Performance and the free distance between the through 3. Antriebswelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch die Welle kraftübertragend verbundenen Antriebsgekennzeichnet, daß aus dem Zylinderkörper (6) an bzw. Abtriebs-Aggregaten ein zwei- oder mehrgliedridem dem Wellenende abgewandten Ende ein gegen ger Wellenzug, mit entsprechender Anzahl von Kreuzdie innere Stirnfläche (23) des Zylinderkörpers offe- 60 gelenken und Zwischenlagern. Demzufolge verringert ner Ringhohlraum (24) ausgenommen ist, welcher an sieh aber der Wirkungsgrad der Leistungsübertragung, seinerj-adial innen liegenden Begrenzungsfläche mit woraus sich ein merklich höherer Brennstoffverbrauch einer umlaufenden Rille (26) versehen ist, wobei in zwangsläufig ergibt Daher wurde versucht, das Geder Rille ein die Segmentstücke (5) des Zylinderkör- samtgewicht der Kardanwelle durch den Einsatz von pers (6) zusammenhaltender, elastischer Ring (25), 65 Aluminiumrohren zu reduzieren. Wegen des kleineren z. B. ein Spiralfeder- oder Gummiring, angeordnet Elastizitätsmoduls von Aluminium und dessen dementist. sprechend geringeren Steifigkeit kann jedoch auch bei3. Drive shaft according to claim 1 or 2, characterized in that the shaft is characterized in a force-transmitting manner connected drive, that from the cylinder body (6) on or output units a two or more member the end facing away from the end of the shaft an opposite wave train, with a corresponding number of crosses inner end face (23) of the cylinder body offe- 60 articulated and intermediate bearings. Consequently reduced ner annular cavity (24) is excluded, which however see the efficiency of the power transmission, its j-adial inner boundary surface, which results in a noticeably higher fuel consumption a circumferential groove (26) is provided, inevitably resulting in Therefore, an attempt was made to the Geder Groove the segment pieces (5) of the total cylinder body weight of the cardan shaft through the use of pers (6) cohesive, elastic ring (25) to reduce 65 aluminum tubes. Because of the smaller one z. B. a spiral spring or rubber ring, arranged elastic modulus of aluminum and its dementist. However, speaking lower stiffness can also be used at 4. Antriebswelle nach einem der Ansprüche 1 bis Aluminium auf das bisherige Konstruktionsprinzip der4. Drive shaft according to one of claims 1 to the previous design principle of aluminum
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