DE3608754A1 - Antriebswelle, insbesondere gelenkwelle, aus faserverstaerktem kunststoff sowie verfahren und vorrichtung zum herstellen der antriebswelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebswelle, insbesondere Gelenkwelle, ausgebildet als Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff, mit einem ggf. mit metallischen Anschlußmitteln für eine drehfeste und axial gesicherte Anschlußverbindung zur Drehmoment­ übertragung ausgerüsteten Anschlußende. Die Erfindung beschreibt des weiteren ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Herstellen einer Antriebswelle aus faser­ vestärktem Kunststoff durch schraubenförmiges Wickeln auf einem Wickeldorn von mit härtbaren Harzen getränkten Fasersträngen, ggf. unter Einschluß von axialen Längs­ verstärkungen, als Hohlwelle, wobei an einem Anschluß­ ende der Hohlwelle ggf. ein metallisches Anschlußmittel für eine drehfeste und axial gesicherte Anschlußverbindung zur Drehmomentübertragung durch Einwickeln eingebunden wird.

Insbesondere im Kraftfahrzeugbau laufen vielfältige Bemühungen, das Fahrzeuggewicht herabzusetzen, wozu beispielsweise die im Antriebsstrang liegende Welle, insbesondere Kardanwelle, statt im Stahl als Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet wird. Schwierig ist es hierbei jedoch, eine entsprechend drehfeste Anschlußverbindung der Hohlwelle zu der treibenden bzw. angetriebenen Welle zur Übertragung hoher Drehmomente herzustellen.

Gemäß DE-PS 30 07 896 wird als Anschlußverbindung ein metallischer Rohrstutzen mit angeformtem Flansch an der Außenseite des Rohrstutzens mit einer Profilierung versehen, so daß durch axiales Aufschieben desselben auf die vorgefertigte faserverstärkte Hohlwelle durch Einschneiden der Profilierung in die Hohlwelle eine drehfeste und in Umfangsrichtung formschlüssige Mit­ nahmeverbindung zwischen der Hohlwelle und dem An­ schlußelement entsteht.

Auch nach der DE-OS 34 21 191 wird bei einer Hohlwelle aus Kunststoff ein Festflansch aus Metall, der einen in die Hohlwelle eingeschobenen Rohrstutzen aufweist, über eine äußere Profilierung mittels einer zusätzlichen Bandage in der Hohlwelle befestigt.

Nach der DE-OS 29 50 581 wird ein mehrteiliges Anschluß­ element an dem Ende einer Antriebswelle aus einer faser­ verstärkten Kunststoffhohlwelle festgeklemmt.

Gemäß der GB-OS 21 46 097 wird ein metallisches An­ schlußelement mit flanschartigen Anschlüssen und einem angeformten Rohrstutzen am Ende einer Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff durch Einwickeln während der Herstellung der Hohlwelle durch schraubenförmiges Wickeln von harzgetränkten Fasersträngen befestigt.

Allen vorgenannten bekannten Ausbildungen der Anschluß­ verbindung von aus faserverstärkten Kunststoffen herge­ stellten Antriebswellen haftet der Nachteil an, daß durch die metallischen umfangreichen Anschlußelemente, die am Ende der Antriebswelle befestigt sind, die biege­ kritische Drehzahl nachteilig beeinflußt wird, da durch das erhebliche Gewicht die biegekritische Drehzahl her­ abgesetzt wird.

Weiterhin ist die Art der Krafteinleitung bei diesen be­ kannten Anschlußverbindungen unvorteilhaft, wenn die Krafteinleitung über die vorgesehenen Rohrstutzen jeweils nur in der innersten Schicht der anliegenden Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff erfolgt, so daß durch die zu übertragenden Torsionskräfte interlaminare Scher­ spannungen auftreten. Diese interlaminaren Scherspannungen haben zwischen der innersten und der darauffolgenden Schicht ihren Maximalwert, so daß letztlich die inter­ laminare Scherfestigkeit der einzelnen Schichten der gewickelten Hohlwelle die Höhe des übertragbaren Dreh­ momentes bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Krafteinleitung, insbesondere bezüglich der Übertragung der Torsionskräfte bei aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellten Antriebswellen zu ermöglichen. Die Anschluß­ verbindungen soll zugleich die Forderungen der Dreh­ festigkeit und axialen Sicherung sowie Zentrizität erfüllen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Antriebswelle dadurch, daß an dem Anschlußende ein kreisringförmiger, von der Wandung der Hohlwelle radial nach innen sich erstreckender Stirnflansch angeformt ist und die Krafteinleitung (Drehmomentübertragung) ausschließlich direkt in den Stirnflansch erfolgt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Anschluß­ endes der Antriebswelle werden umfangreiche und schwere Metallteile als zusätzliche Anschlußmittel gänzlich oder bis auf einen geringen Umfang vermieden, so daß die Antriebswelle auch nicht durch zusätzliches Ge­ wicht belastet wird und damit die biegekritische Dreh­ zahl in einem günstigen Bereich liegt.

Erfindungsgemäß wird eine vorteilhafte Krafteinleitung möglich, die interlaminare Scherspannungen, die bei koaxialer Krafteinleitung am ausgeprägtesten an der Innenwandung oder Außenwandung der Antriebswelle auf­ treten, vermeidet. Die Krafteinleitung kann beispielsweise anstelle von Drehgelenken über eine anzuschließende Ge­ lenkscheibe aus Gummi erfolgen. Der Anschluß kann dabei beispielsweise über Schraubverbindungen erfolgen, wobei diese möglichst an der Peripherie des Stirnflansches der Hohlwelle angreifen, um ein möglichst günstiges Kräfteverhältnis zu ermöglichen. Der Kraftfluß ver­ läuft dann von der Gelenkscheibe über den Stirnflansch auf die Antriebswelle.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind in dem Stirn­ flansch in gleichmäßigen Abständen peripher-umfangsver­ teilt in axialer Richtung sich erstreckende Öffnungen eingeformt. Diese Öffnungen sind bevorzugt möglichst weit außen am Stirnflansch, d. h. nahe am Außenumfang der Antriebswelle anzuordnen, um möglichst günstige Kräfteverhältnisse bei der Drehmomentübertragung zu er­ zielen. Diese Öffnungen dienen dann der Aufnahme von Anschlußelementen, beispielsweise Schrauben, Stiften, Buchsen für den Anschluß der Gelenke zur Kraftüber­ tragung.

In weiterer Ausbildung können in den Öffnungen Halte­ mittel, wie Buchsen oder Schrauben oder Stifte aus Metall sitzen, die mit einem Widerlager an der Innenseite des Stirnflansches anliegen. Beispielsweise können die Buchsen einen Flanschrand aufweisen, wobei dieser be­ liebig geformt sein kann, oder einen Schraubenkopf, und insbesondere die Aufgabe hat, daß Herausziehen der Buchse oder Schraube aus dem Stirnflansch zu verhindern. Diese Haltemittel können dann in einfacher Weise dem Anschluß von Gelenken über Schrauben, Gewinderohre oder dergl. dienen. Durch die gleichmäßige konzentrische An­ ordung der Öffnungen bzw. Haltemittel in dem Stirn­ flansch ist auch eine entsprechend gleichmäßige Kraft­ übertragung gewährleistet.

Die in dem Stirnflansch der Antriebswelle angeordneten Haltemittel können entweder in axialer Richtung vorstehen oder auch flächenbündig mit der Außen­ seite des Stirnflansches, beispielsweise bei eingesetzten, Buchsen, abschließen. In jedem Fall sind erfindungsgemäß die Haltemittel so ausgebildet und angeordnet, daß sie sich radial innerhalb des Hohlwellendurchmessers erstrecken. Auf diese Weise wird der Platzbedarf für den Anschluß der Gelenke nicht über den von der An­ triebswelle vorgegebenen Außendurchmesser hinaus er­ streckt. Eine enge und raumsparende Bauweise ist des­ halb bei Einsatz der erfindungsgemäß ausgebildten An­ triebswelle möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, in die zentrale Öffnung des kreisringförmigen Stirnflansches eine Buchse einzusetzen. Alle in den Stirnflansch eingesetzten Buchsen können an ihrer Außen­ wandung profiliert sein, wodurch die Verbindungsfläche zum Stirnflansch vergrößert wird.

Die Wanddicke der Antriebswelle wird durch die Größe des zu übertragenden Drehmomentes bestimmt. Erfindungs­ gemäß ist die Wanddicke des Stirnflansches mindestens so groß wie die Wanddicke der Hohlwelle, bevorzugt größer als die Wanddicke der Hohlwelle, ausgebildet. Auf diese Weise ist der Stirnflansch stets ausreichend bezüglich des zu übertragenden Drehmomentes dimensioniert. Erreicht wird dies bei einer erfindungsgemäßen Antriebswelle bei­ spielsweise dadurch, daß die Hohlwelle mit angeformtem Stirnflansch aus mit härtbaren Harzen getränkten Faser­ strängen durchlaufend schraubenförmig gewickelt ist.

Unter Fasersträngen zur Anwendung bei der Erfindung werden sowohl reine, aus Faser oder Filamenten bestehende Stränge und/oder auch beispielsweise gewebte Bänder verstanden, wobei als Fasern insbesondere Glasfasern und/oder Kohle­ fasern verwendet sind. Als härtbare Harze können beispiels­ weise solche auf Basis von Epoxidharzen und/oder anderen geeigneten härtbaren Harzen oder auch Mischungen solcher Harze verwendet werden.

Das Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen An­ triebswelle geht von bekannten, insbesondere diskontinuier­ lich arbeitenden Wickelanlagen zum Herstellen zylin­ drischer Rotationskörper aus. Hierbei werden auf einen Dorn getränkte Faserstränge bandförmig als Rechts- und Linksschrauben aufgewickelt, wobei auch noch eine Längs­ verstärkung in axialer Richtung aufgebracht werden kann. Gegegebenenfalls können auch metallische Anschlußmittel, wie beispielsweise in der GB-OS 21 46 097 dargestellt, durch Einwickeln eingebunden werden. Die Körper werden bei Raumtemperatur gewickelt und bei erhöhter Temperatur getrocknet und ausgehärtet.

Zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Antriebswelle werden Faserstränge schraubenförmig über das stirnseitige Anschlußende beim Wickeln der Hohlwelle radial nach innen über eine Kreisringfläche weitergeführt, umgelenkt und wieder zurückgeführt und ein kreisringförmiger Stirnflansch integriert mit der Hohlwelle angewickelt. Der Stirnflansch wird dabei bevorzugt so angewickelt, daß er eine ebene Fläche bildet und sich radial erstreckt bzw. nahezu radial verläuft.

Wegen der Volumenkonstanz der Wickel ergibt sich für den angewickelten Stirnflansch zwangsläufig eine Verdickung der Wandstärke gegenüber der Hohlwelle infolge einer Verkleine­ rung des Ablageradius. Damit entfällt jedoch eine zusätz­ liche Verstärkung des Stirnflansches, da er in jedem Falle die auch von der Hohlwelle übertragbaren Kräfte aufnehmen kann.

In Weiterbildung des Verfahrens wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, beim Wickeln in gleichmäßigen Abständen peripher-umfangsverteilt in axialer Richtung sich er­ streckende durchgehende Öffnungen in den kreisringförmigen Stirnflansch einzuformen, in einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Wickeln in gleichmäßigen Abständen peripher-umfangsverteilt in den kreisringförmigen Stirnflansch Haltemittel in Gestalt von Buchsen, Schrauben, Stiften oder dergl. durch Ein­ wickeln eingebunden.

Zum Herstellen der Antriebswellen durch Wickeln von Fasersträngen wird eine Wickelanlage benötigt, deren wichtigste Anlagenteile die folgenden sind:
ein Ständer mit den Faserspulen,
eine Führung zu Gewährleistung einer gleichmäßigen Spannung für die abgezogenen Fasern,
ein Tränkbad, beispielsweise mit Coaterwalze,
eine Führungseinrichtung für die gleichmäßige Ablage des Faserstranges,
ein Wickeldorn mit Dornhalterung und Antrieb.

Die Wickelvorrichtung zum Herstellen einer erfindungs­ gemäß ausgebildeten Antriebswelle zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest auf ein Rohrende des Wickeldorns eine Wickelflanschscheibe, deren Außendurchmesser dem an­ schließenden Wickeldornaußendurchmesser entspricht, aufgesetzt und mittels einer lösbaren, zentralen, durch den Wickeldorn und die Flanschscheibe sich axial er­ streckenden lösbaren Spannvorrichtung befestigt ist. Diese Wickelflanschscheibe dient als Formanlagefläche für den an die Hohlwelle integral anzuwickelnden Stirn­ flansch. Hierbei erstreckt sich die Außenfläche der Wickelflanschscheibe radial oder nahezu radial, oder aber leicht konvex unter einem von der Volumenkonstanz bestimmten Winkel zentrisch nach innen. Die Neigung der Außenseite der Wickelflanschscheibe nach innen soll dem Dickenausgleich des gewickelten Flansches dienen, so daß der Stirnflansch radial bündig verlaufend abschließt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Wickel­ flanschscheibe auf der äußeren Stirnseite in gleich­ mäßigen Abständen peripher-umfangsverteilt Ausnehmungen aufweisen, die zum Einsetzen von Haltemitteln dienen. Für die Ausbildung des Stirnflansches der Antriebswelle mit durchgehenden axialen Öffnungen bzw. mit eingeformten Buchsen, Schrauben oder dergl. werden auf die Wickel- Flanschscheibe bzw. in die Ausnehmungen derselben Halte­ mittel in Gestalt von Buchsen oder Schrauben bzw. auch nur Platzhalter in Gestalt von beispielsweise Stiften aufgesetzt bzw. eingesetzt. Diese Haltemittel bzw. Platz­ halter werden so auf der Wickelflanschscheibe befestigt, daß sie nach Wicklung der Antriebswelle leicht lösbar bzw. entfernbar sind.

Zur Erleichterung des Einwickelns von Öffnungen bzw. Haltemitteln in den Stirnflansch wird des weiteren vor­ geschlagen, auf die Haltemittel Abdeckkappen aufzusetzen, die in axialer Richtung vorstehen und das einwandfreie Umwickeln der Haltemittel erleichtern. Auch diese Ab­ deckkappen sind so aufzusetzen, daß sie nach dem Wickeln leicht entfernbar sind. Sie haben die Funktion eines Platz­ halters.

Bei kleinen zu wickelnden Durchmessern der Hohlwelle und bei nur einseitiger Anformung eines kreisringförmigen Stirnflansches können einteilige Wickeldorne in Gestalt eines Rohres verwendet werden. Bei Antriebswellen mit zweiseitig anzuformendem kreisringförmigen Stirnflansch sind zusammenklappbare Wickeldorne oder auch sogenannte verlorene Wickeldorne zu verwenden. Die am Ende der hohlen Wickeldorne aufgesetzten Wickelflanschscheiben als Wickelform für die Stirnflansche sind beispielsweise mit einem angeformten Stutzen, der mit seinem Außendurch­ messer dem Innendurchmesser des Wickeldorns entspricht, ausgebildet und werden so formschlüssig auf die Wickel­ dornenden aufgesetzt. Entsprechend unterschiedlich aus­ zubildenden Stirnflanschen können entsprechend unter­ schiedlich ausgebildete Wickelflanschscheiben benutzt werden. Die Haltemittel können beispielsweise mittels eines gering haftenden Klebemittels in den Ausnehmungen der Wickelflanschscheibe eingesetzt und festgeklebt wer­ den, so daß sie während des Wickelns festsitzen und nach Beendigung des Wickelvorganges sich leicht von der Flanschscheibe lösen lassen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung ist es möglich, eine Antriebswelle, die insbesondere als Gelenkwelle bei Kraftfahrzeugen einge­ setzt werden soll, aus mit härtbaren Harzen getränkten Fasersträngen als Rohr zu wickeln, bei dem die an sich offenen stirnseitigen Enden mittels der Wicklung bis auf eine zentrale Öffnung geschlossen werden und der so inte­ griert angewickelte Stirnflansch als Anschlußflansch für die Gelenke dient.

Um die Faserstränge über die Stirnseite und ggf. in die Stirnseite einzuarbeitende Öffnungen oder Haltemittel ungestört herumführen zu können, wird an dem Ende des Wickeldorns ein flanschartiger Körper, insbesondere in Gestalt einer Flanschscheibe befestigt.

Für die an der Stirnseite, d. h. dem angeformten Stirn­ flansch der Antriebswelle anzubringenden kleineren, be­ vorzugt peripher-umfangsverteilt angeordneten Öffnungen werden beispielsweise Schraube/Mutter-Verbindungen oder Buchsen benutzt, um eine Führung der Faserstränge des Wickels um diese Öffnungen herum zu gewährleisten.

Die Erfindung ermöglicht das Herstellen von Antriebs­ wellen aus faserverstärkten Kunststoffen in wirtschaft­ licher Weise sowohl für kleine als auch für große Serien, die erfindungsgemäße Antriebswelle selbst zeichnet sich durch geringen Platzbedarf aus, sie weist verschiedene Anschlußmöglichkeiten bei guter Zentrierung auf und die Anschlüsse sind ohne Faserbeschädigung, wie sie beispiels­ weise beim Bohren auftritt, herstellbar. Des weiteren zeichnet sich die Antriebswelle durch besondere Leichtge­ wichtigkeit aus, da so gut wie keine Metallteile bzw. nur sehr kleine Metallteile für den Anschluß vorgesehen werden.

Die Erfindung wird in der beigefügten Zeichnung an Aus­ führungsbeispielen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten von An­ triebswellen mit unterschiedlich ausgebildeten Anschlußenden,

Fig. 3 die Aufsicht auf das Anschlußende der Antriebswelle gemäß Fig. 2 mit Wickelschema

Fig. 4 und 5 Querschnitte durch verschiedene An­ schlußenden einer Antriebswelle,

Fig. 6 Teilquerschnitt durch das Anschluß­ ende einer Antriebswelle beim Wickeln,

Fig. 7 bis 10 Teilquerschnitte durch verschieden ausgebildete Anschlußenden einer Antriebswelle.

Die in der Fig. 1 dargestellte Antriebswelle, bestehend aus einer aus mit Harz getränkten Fasersträngen ge­ wickelten und ausgehärteten Hohlwelle 1, weist an ihrem stirnseitigen Anschlußende 11 den durch Wickeln ange­ formten kreisringförmigen Stirnflansch 10 mit der zentralen Öffnung 12 auf. Der Stirnflansch 10 ist kontinuierlich durchgehend mit der Hohlwelle 1 gewickelt. Die Übertragung des Drehmomentes auf die Hohlwelle 1 bzw. in umgekehrter Richtung erfolgt über den integral angeformten Stirnflansch 10, an dem das Gelenk, beispielsweise in Gestalt einer mit Anschlüssen versehenen Gummischeibe 3, mittels zum Beispiel Schrauben, befestigt wird. Die Krafteinleitung erfolgt direkt über den Stirnflansch 10 auf die Hohlwelle 1.

Bei der Antriebswelle nach Fig. 2 ist an dem stirn­ seitigen Ende 11 der Hohlwelle 1 der angeformte kreis­ ringförmige Stirnflansch 10 zusätzlich mit in axialer Richtung, d. h. in Längserstreckung der Hohlwelle 1 ver­ laufenden Haltemitteln 4 ausgerüstet, die in dem Stirn­ flansch durch Wickeln eingebunden und befestigt sind. Diese Haltemittel 4 sind soweit wie möglich peripher angeordnet, um ein möglichst günstiges Kräfteverhältnis für die Übertragung zuzulassen. Die Haltemittel 4 können beispielsweise als metallische Buchsen mit durchgehenden Öffnungen oder als vorstehende Bolzen mit Gewinde ausge­ bildet sein.

In der Fig. 3 ist schematisch der Faserverlauf der schraubenförmig durchgehend hin und her zur Hohlwelle 1 mit angeformten kreisringförmigen Stirnflansch 10 ge­ wickelten Fasersträngen 2 dargestellt. An der Stirnseite zur Ausbildung des Stirnflansches 10 ergibt sich der in der Fig. 3 angedeutete Faserverlauf. Für die sich in axialer Richtung erstreckenden Haltemittel 4 bzw. durchgehenden Öffnungen 7 werden die Faserstränge 2 entsprechend herumgeführt.

Durch die Volumenkonstanz der Wicklungen ergibt sich beim integralen Wickeln des Stirnflansches mit der Hohl­ welle eine entsprechend größere Wanddicke d des Stirn­ flansches 10 gegenüber der Wanddicke D der Hohlwelle 1, siehe die Fig. 4 und 5. Dies führt, je nach der durch das Wickelrohr 20 mit Wickelflanschscheibe 24 ausge­ bildeten Gegenform, zu einer leicht konvexen Erstreckung des Stirnflansches 10, gemäß Fig. 4 - bei radialem Anschluß des Wickelrohres - oder zu radialer Erstreckung des Stirnflansches an der Außenseite 101 gemäß Fig. 5 bei konkaver Ausbildung der Gegenform der Wickelflansch­ scheibe 24. Auch alle Verläufe der äußeren und inneren Stirnseite 101, 102 des kreisringförmigen Stirnflansches 10 der Hohlwelle 1 zwischen den bei Fig. 4 und 5 dargestellten ist möglich. Mit 6 ist die Längsachse der Hohlwelle 1 bezeichnet.

In der Fig. 6 ist ausschnittsweise die Wickelvorrichtung in Funktion dargestellt. Der rohrförmige Wickeldorn 20 ist an dem Ende, an dem an die zu wickelnde Hohlwelle 1 der Stirnflansch 10 angewickelt werden soll, mit der aufge­ setzten Wickelflanschscheibe 24 verschlossen. Die Wickel­ flanschscheibe weist einen äußeren Durchmesser entsprechend dem Außendurchmesser des Wickeldorns 20 auf und ist mit einem dem Innendurchmesser des Wickeldorns 20 entsprechenden vorstehenden Bund 241 ausgebildet, so daß der Wickeldorn 20, über den Bund 241 geschoben, auf dem von der Flansch­ scheibe 24 gebildeten Absatz 241 aufsitzt und außen­ seitig bündig abschließt. An der Stirnseite 243 der Wickelflanschscheibe 24 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, entsprechend den gewünschten Anschlußmöglichkeiten für das Gelenk, Ausnehmungen 25 vorgesehen. Die Wickel­ flanschscheibe 24 und der Wickeldorn 20 werden mittels einer Spannstange 21 und Gewindestange 22 sowie Muttern 23 zusammengehalten. Je nachdem, ob in den angeformten Stirn­ flansch 10 der Hohlwelle 1 an entsprechenden Stellen nur eine Öffnung 7 in axialer Richtung oder Haltemittel in Gestalt einer Buchse 41 oder einer Schraube 42 vorgesehen werden sollen, werden in die Ausnehmungen 25 der Flansch­ scheibe 24 die entsprechenden Bauteile in Gestalt einer metallischen Buchse oder Schraube oder Bolzen eingesetzt und so fixiert, daß sie leicht wieder lösbar sind, beispielsweise durch Festklemmen in dem gezeigen Bei­ spiel nach Fig. 6 ist in die Ausnehmung 25 eine Kopf­ schraube 42 mit Kopfplatte 422 eingesetzt, wobei zwischen dem Schraubenschaft und der Kopfplatte noch ein Bund 421 ausgebildet ist. Die Faserstränge werden dann konti­ nuierlich durchgehend über das über den Wickeldorn 20 und die stirnseitige Flanschscheibe 24 und um die Spann­ stange 21 zu der Hohlwelle 1 mit angeformten Stirnflansch 10 gewickelt, wobei die Schraube 42 mit eingewickelt wird. Um ein Verkleben des Schraubenschaftes 423 zu vermeiden, ist zusätzlich als Wickelhilfe die Abdeck­ kappe 5, beispielsweise aus Kunststoff, über den Schrau­ benschaft 423 auf den Bund 421 aufgesetzt und beispiels­ weise mit einem lösbaren Haftkleber für die Dauer des Wickelns befestigt oder nur festgeklemmt.

In der Fig. 8 ist auszugsweise die gemäß Fig. 6 her­ gestellte gewickelte faserverstärkte Antriebswelle 1 mit angeformten Flansch 10 und eingebundenem Haltemittel in Gestalt der Schraube 42 dargestellt. Die Schraube 42 liegt hierbei mit der Kopfplatte an der Innenseite des Stirnflansches 10 an und kann auf diese Weise nicht aus dem Stirnflansch herausgezogen werden. Die Krafteinleitung bei Anschluß des Gelenkes an die Schrauben 42 erfolgt dann über den Stirnflansch 10 in die Hohlwelle.

In der Fig. 7 ist eine Antriebswelle mit angeformtem Stirnflansch dargestellt, bei der peripher Lagerbuchsen 41 in den Stirnflansch eingewickelt sind. Die Lagerbuchsen 41 weisen hierbei ebenfalls einen Anlageflansch 412 auf, mit dem sie an der Innenseite des Stirnflansches anliegen.

Der Anlageflansch kann eine beliebige Form aufweisen; die Größe richtet sich auch nach dem zur Verfügung stehenden Raum. Die Buchse 41 kann innenseitig mit einem Gewinde ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die Buchse außenseitig mit einer Profilierung oder Ge­ winde zu versehen, um die Haftfläche zum Stirnflansch zu vergrößern. Das gilt auch für den Bund einer gemäß Fig. 8 eingesetzten Schraube.

Fig. 9 und 10 zeigen, daß es auch möglich ist, im Bereich der zentralen Öffnung 12 des Stirnflansches, d. h. im Bereich der durchgeführten Spannstange 21 eine Buchse 43, 44 mit oder ohne Gewinde mit einzuwickeln.

Auch beim Einwickeln von Buchsen, gemäß Fig. 7, in den Stirnflansch werden als Wickelhilfe auf die Buchsen Abdeckhüte aufgesetzt, die nach Fertigstellung wieder entfernt werden. Auch die Buchsen werden mit ihrem An­ lageflansch in die Ausnehmungen der Flanschscheibe ein­ gesetzt, so daß die Buchsen während des Wickelns einen festen Halt haben. Nach dem Wickeln kann die Flansch­ scheibe leicht bei der Demontage entfernt werden und die Buchsen bzw. Metallschrauben verbleiben im Stirn­ flansch, wobei sie gleichzeitig eine haftfeste Verbindung beim Aushärten des Harzes, beispielsweise Epoxidharzes, mit dem faserverstärkten Kunststoff eingehen.

Die Anzahl der über den Umfang auf dem Stirnflansch ver­ teilt angeordneten Haltemittel in Gestalt von Buchsen oder Schrauben oder Bolzen oder dergl. richtet sich nach dem anzuschließenden Gelenk oder sonstigen Anschlußteilen sowie der Größe des zu übertragenden Drehmomentes.

Claims (16)

1. Antriebswelle, insbesondere Gelenkwelle, ausgebildet als Hohlwelle aus faserverstärktem Kunststoff, mit einem ggf. mit metallischen Anschlußmitteln für eine drehfeste und axial gesicherte Anschlußverbindung zur Drehmomentübertragung ausgerüsteten Anschlußende, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Anschlußende (11) ein kreisringförmiger, von der Wandung der Hohlwelle (1) radial nach innen sich erstreckender Stirnflansch (10) angeformt ist und die Krafteinleitung (Drehmomentübertragung) direkt in den Stirnflansch erfolgt.

2. Antriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stirnflansch (10) in gleichmäßigen Abständen peripher-umfangsverteilt in axialer Richtung sich erstreckende Öffnungen (7) eingeformt sind.

3. Antriebswelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Öffnungen (7) Haltemittel (4), wie Buchsen (41) oder Schrauben (42) oder dergleichen eingesetzt sind, die mit einem Widerlager (412, 422) an der Innenseite (102) des Stirnflansches (10) anliegen.

4. Antriebswelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (4) flächenbündig mit der Außenseite (101) des Stirnflansches (10) abschließen.

5. Antriebswelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (4) sich radial innerhalb des Hohlwellendurchmessers erstrecken.

6. Antriebswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke d des Stirnflansches (10) größer als die Wanddicke D der Hohlwelle (1) ist.

7. Antriebswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Öffnung (12) des Stirnflansches (10) eine Buchse (43, 44) eingesetzt ist.

8. Antriebswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (1) mit angeformten Stirnflansch (10) aus mit härtbaren Harzen getränkten Fasersträngen, die durchlaufend schraubenförmig gewickelt sind, hergestellt ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer Antriebswelle, ins­ besondere Gelenkwelle, die durch schraubenförmiges Wickeln auf einen Wickeldorn von mit härtbaren Harzen getränkten Fasersträngen, ggf. unter Einschluß von axialen Längsverstärkungen als Hohlwelle ausgebildet wird und wobei an einem Anschlußende der Hohlwelle ggf. ein metallisches Anschlußmittel für eine dreh­ feste und axial gesicherte Anschlußverbindung zur Drehmomentübertragung durch Einwickeln eingebunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstränge (2) schraubenförmig über das stirn­ seitige Anschlußende (11) beim Wickeln der Hohlwelle (1) radial nach innen über eine Kreisringfläche weiter­ geführt, umgelenkt und wieder zurückgeführt werden und ein kreisringförmiger Stirnflansch (10) integriert mit der Hohlwelle (1) angewickelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Wickeln in gleichmäßigen Abständen peripher-um­ fangsverteilt in axialer Richtung sich erstreckende Öffnungen (7) in den kreisringförmigen Stirnflansch (10) eingeformt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Wickeln in gleichmäßigen Abständen peripher-um­ fangsverteilt in den kreisringförmigen Stirnflansch Haltemittel (41, 42, 43, 44) in Gestalt von Buchsen, Schrauben, Stiften oder dergleichen eingebunden werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnflansch mit größerer Wanddicke als die Hohlwelle durch Umlenkung der Faserstränge im Bereich des Stirnflansches beim Wickeln hergestellt wird.

13. Vorrichtung zum Herstellen einer Antriebswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem rohrförmigen Wickeldorn und mit einer parallel zum Wickeldorn hin und her beweglichen Führungseinrichtung für den auf­ zuwickelnden Faserstrang sowie einer Harz-Tränkein­ richtung für den Faserstrang, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf ein Rohrende des Wickeldorns (20) eine Wickelflanschscheibe (24), deren Außendurchmesser dem anzuschließenden Wickeldornaußendurchmesser ent­ spricht, aufgesetzt und mittels einer lösbaren zen­ tralen, durch den Wickeldorn und die Flanschscheibe sich axial erstreckende Spannvorrichtung (21, 22, 23) befestigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der äußeren Stirnseite (243) der Wickelflansch­ scheibe (24) in gleichmäßigen Abständen peripher- umfangsverteilt Ausnehmungen ( 25) zum Einsetzen von Haltemitteln (4) ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Wickelflanschscheibe (24) bzw. in die Aus­ nehmungen ( 25) derselben Haltemittel (4) in Gestalt von Buchsen, Schrauben, Stiften oder dergleichen (41, 42, 43) eingesetzt sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Haltemittel (4 ) Abdeckkappen (5) aufgesetzt sind.