DE3419291A1

DE3419291A1 - Hohlwelle mit einem festflansch

Info

Publication number: DE3419291A1
Application number: DE19843419291
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(grad.) 8011 Baldham Drachenberg; Walter Dipl.-Ing. 8156 Otterfing Oefner
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1985-11-28
Also published as: DE3419291C2

Description

Hohlwelle mit einem Festflansch
Die Erfindung betrifft eine Hohlwelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff mit einem Festflansch aus Metall kommt, u.a. aus Gründen des Leichtbaus, beispielsweise als Lenk- oder Kardanwelle für Kraftfahrzeuge in Betracht. Dabei stellt sich das Problem einer ausreichenden Verbindungssicherheit zwischen der Hohlwelle und dem Festflansch. Wie sich nämlich zeigt, kann es infolge der unterschiedlichen Torsionssteifigkeit ihrer Werkstoffe vor allem am Rohrstumpfende des Festflansches in der dessen Verbindung mit der Hohlwelle herstellenden Klebstoffschicht zu Schubspannungsspitzen kommen mit der Folge Ihres Versagens.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Hohlwelle der eingangs genannten Art die Sicherheit der Klebverbindung mit dem Rohrstumpf des Festflansches inbesondere am Rohrstumpfende zu steigern.
Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst durch Einfügung eines in der Torsionssteifigkeit eine Anpassung zwischen dem Rohrstumpf und der Hohlwelle bewirkenden Verbindungsgliedes "Buchse", welche im festigkeitskritischen Bereich der den Rohrstumpf mit der Hohlwelle verbindenden Klebstoffschicht zwischen diesen einen zusätzlichen, parallelen Kraftweg eröffnet mit der Folge einer Entlastung dieser Klebstoffschicht. Die somit einen Teil der Kräfte von einem direkten Verlauf zwischen der Hohlwelle und dem Rohr- stumpf abzweigende Buchse hat zudem durch die mit der Hohlwelle für den Rohrstumpf zwangsläufig gebildete Fuge bei einer Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 2 den Vorteil, daß hierin weitestgehend Lunkerfreiheit der Klebstoffschichten erreichbar ist. Denn aufgrund der beidseitig kegeligen Absetzung des Rohrstumpfendes führt beim Zusammenbau der Welleneinzelteile das Einschieben desselben in die Fuge zu einer Druckwirkung auf den Klebstoff mit der Folge einer Entlüftung. Bei der Ausgestaltung der Buchse mit einer doppelkegeligen Mantelfläche läßt sich außerdem ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand eine Weiterbildung gemäß dem Unteranspruch 3 realisieren mit dem Vorteil einer Minderung der Torsionssteifigkeit der Buchse im Sinne einer Anpassung an die Schubfestigkeit der Klebstoffschicht, wodurch hierin Schubspannungsspitzen weitestgehend ausgeschlossen sind.
Anhand dieser Ausgestaltungen wird die Erfindung im nachfolgenden Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung im Längsschnitt das Ende einer Hohlwelle 1 aus mit Glas-, Kohle- oder dgl. Fasern verstärktem Kunststoff, z.B. Kunstharz, welche mit einem Festflansch 2 aus Metall, z.B. Stahl, versehen ist. Der Festflansch 2 weist einen in die Hohlwelle 1 eingeschobenen Rohrstumpf 3 auf, wobei ein Kegelsitz gewählt ist. Die hierbei vorgesehene kegelige Aufweitung des Wellenendes hat den Vorteil, daß die Mantelfläche des Rohrstumpfes 3 bloß kegelig abgesetzt zu sein braucht, um eine den Rohrstumpf 3 mit der Hohlwelle 1 verbindende Klebstoffschicht 4 beim Zusammenschieben ihrer (zweckmäßig zuvor klebstoffbeschichteten) Fügeflächen lunkerfrei zu erhalten infolge des dabei zwangsläufig bewirkten Preßdruckes.
Der gleiche Vorteil wird auch bei einer weiteren Klebstoffschicht 5 erreicht für eine vor dem Zusammenfügen des Rohrstumpfes 3 und der Hohlwelle 1 zur einen Hälfte in letztere bzw. in deren kegelige Aufweitung einge- setzte Buchse 6 mit doppelkegeliger Mantelfläche. Unter Zwischenfügung der Klebstoffschicht 5 nimmt diese Buchse 6, wie in der Hohlwelle 1, zur anderen Hälfte nach dem Einschieben des Rohrstumpfes 3 (in die Hohlwelle) auch hierin einen Kegelsitz ein, wozu das Rohrstumpfende bloß zusätzlich innenseitig entsprechend kegelig abgesetzt zu sein braucht.
Diese Buchse 6 besteht beispielsweise aus Aluminium, d.h.
aus einem Werkstoff mit einem Schubmodul'der geringer ist als derjenige des Werkstoffs Metall des Rohrstumpfes 3 bzw. Flansches 2 und größer ist als derjenige des Werkstoffs Kunststoff der Hohlwelle 1. Aufgrund dessen fungiert die Buchse 6 nicht als eine die Klebfläche bzw.
wirksame Haftfläche vergrößernde Verlängerung des Rohrstumpfes, sondern als ein zusätzliches in der Torsionssteifigkeit angepaßtes Bindeglied zwischen dem Rohrstumpf 3 und der Hohlwelle 1 neben deren Klebverbindung (4), welches hierin das Entstehen von Schubspannungsspitzen durch Kraftabzweigung verhindert oder zumindest soweit begrenzt, daß die Gefahr eines Bruches der Klebstoffschicht 4 in deren festigkeitskritischem Endbereich am Rohrstumpfende nicht größer ist als an den übrigen Stellen derselben. Diese Wirkung der Buchse 6 wird noch gesteigert durch die dargestellte Schäftung ihrer beiden Enden mit der Folge einer Minderung und damit Anpassung der Torsionssteifigkeit der Buchse an die Schubfestigkeit der Klebstoffschicht 4 bzw. 5.
Es versteht sich, daß eine Schäftung der Buchsenenden durch eine doppelkegelige Ausbildung der Buchseninnenfläche auch erreichbar ist, d.h. ebenso bei einer Buchse mit zylindrischer Mantelfläche ohne weiteres realisierbar ist.

Claims

Hohlwelle mit einem Festflansch Patentansprüche 1. Hohlwelle mit einem Festflansch aus einem Werkstoff mit gegenüber deren Werkstoff größerem Schubmodul, welcher einen in die Hohlwelle unter Zwischenfügung einer Klebstoffschicht eingeschobenen Rohrstumpf aufweist, g e k e n n z e i c h n e t durch eine unter Zwischenfügung einer Klebstoffschicht (5) zur einen Hälfte in dem Rohrstumpf (3) und zur anderen Hälfte in der Hohlwelle (1) sitzende Buchse (6) aus einem Werkstoff mit einem Schubmodul, der geringer ist als derjenige des Werkstoffs des Rohrstumpfes (3) bzw. Festflansches (2) und größer ist als derjenige des Werkstoffs der Hohlwelle (1).
2. Hohlwelle nach Anspruch 1, in welcher der Rohrstumpf des Festflansches unter kegeliger Aufweitung des Wellenendes mit Kegelsitz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (6), mit einer doppelkegeligen Mantelfläche versehen, einen Kegelsitz sowohl im kegeligen Wellenende als auch im an der Innenfläche entsprechend kegelig abgesetzten Rohrstumpfende einnimmt.
3. Hohlwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (6) zu den beiden Enden hin geschäftet ist.