DE3718400C2 - Dorn zur Herstellung eines Hohlkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dorn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wie beispielsweise aus der Beschreibungseinleitung der DE-OS 28 42 531 hervor­ geht, sind verschiedene Verfahren und Anordnungen bekannt, um bei der Herstel­ lung von Hohlkörpern aus Schichten faserverstärkten Kunststoffs in die Hohl­ körper Eigenspannungen einzubringen, die die Dauerfestigkeit der Hohlkörper im Einsatz vergrößern. Derartige Hohlkörper, die beispielsweise als Antriebs­ wellen in Kraftfahrzeugen Einsatz finden können, besitzen gegenüber der Ver­ wendung von Metallen den Vorteil eines geringeren Gewichts und einer verrin­ gerten Schallübertragung. Bei ihnen besteht jedoch die Gefahr, daß durch Kräfte bzw. Spannungen in den Schichten, die senkrecht zur Ausrichtung der Fasern wirken, Risse hervorgerufen werden, die die Zeitfestigkeit des Hohlkörpers im Betrieb verringern. Dieser Rißbildung wird durch das Einbringen von Eigen­ spannungen entgegengewirkt.

Zum Erzeugen von Eigenspannungen ist es erforderlich, den Hohlkörper während seines Herstellungsvorgangs, beispielsweise unter Erwärmen, Kräften und Dreh­ momenten zu unterwerfen. Damit keine Durchmesserverringerung des Hohlkörpers während dieser Belastung auftritt, muß er von innen abgestützt werden. Hierzu ist es bekannt, einen Dorn zu verwenden. Er hat jedoch während der Erzeugung der Eigenspannungen, das heißt während des Aufbringens der äußeren Kräfte und Momente, den Nachteil, daß er Verformungen zumindest der inneren Schicht des Hohlkörpers in Umfangsrichtung und in axialer Richtung behindert.

Dieselben Nachteile zeigt der in der FR-PS 20 64 688 beschriebene Dorn, der auf einer biegsamen Seele eines Vielzahl beabstandeter Scheiben enthält, die weder axial noch in Umfangsrichtung relativ zueinander beweglich sind.

In dieser Hinsicht günstiger verhalten sich ebenfalls bekannte Verfahren und Anordnungen, die die innere Abstützkraft durch pneumatischen oder hydraulischen Druck erzeugen. Nachteilig sind bei derartigen Anordnungen jedoch die Abdicht­ probleme. Sie sind häufig Ursache für Störungen im Fertigungsprozeß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dorn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, der bei konstruktiv einfacher Gestaltung einerseits eine einwandfreie innere Abstützung des Hohlkörpers sicherstellt, andererseits aber die Axialdehnung und die Verdrehung des Hohlkörpers nicht behindert.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, eine vorteilhafte Ausgestaltung des Dorns be­ schreibt der Unteranspruch.

Durch Aufbau des Dorns aus relativ zueinander in Umfangsrichtung und in axia­ ler Richtung bewegbaren Scheiben, die verständlicherweise ihren Außendurch­ messer nicht ändern, kann der Dorn sich gleichsam Verformungen des Hohlkörpers in Umfangsrichtung und in axialer Richtung anpassen, ohne daß die radiale Abstützung des Hohlkörpers beeinträchtigt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dorns wird im folgenden anhand der Figur erläutert, die einen Axialschnitt darstellt.

Der Hohlkörper, der einen an sich bekannten und daher nicht darzustellenden Aufbau aus mehreren faserverstärkten Kunststoffschichten aufweist, ist bei 1 angedeutet. Während des Herstellungsverfahrens, also beispielsweise wäh­ rend des Aushärtevorgangs des Kunststoffs oder danach bei erhöhter Temperatur, werden an den Hohlkörper zwecks Einprägung von Eigenspannungen Drehmomente M und Axialkräfte F angelegt. Diese Belastungen haben eine Tendenz des Hohl­ körpers 1 zum Einziehen, daß heißt zum Verringern seines Innendurchmessers, zur Folge, der durch den inneren Dorn 2 entgegengewirkt wird. Dieser Dorn besteht aus einer Vielzahl von Scheiben 3, die unabhängig voneinander sind und sich demgemäß relativ zueinander bewegen können. Bei Dehnungen des Hohl­ körpers 1 in Achsrichtung entfernen sich die Scheiben 3 unter Bildung von Spalten voneinander, und bei Verdrehungen des Hohlkörpers 1 drehen sich die einzelnen Scheiben relativ zueinander.

Die Scheiben 3 sind unter Wahrung eines Bewegungsspiels von der gemeinsamen Achse 4 durchsetzt.

Mit der Erfindung ist also ein Dorn geschaffen, der unter einwandfreier Ab­ stützung eines Hohlkörpers von innen Dehnungen und Verdrehungen desselben unter der Einwirkung äußerer Kräfte und Momente nicht behindert. Dieser Dorn kann auch zugleich als Wickeldorn dienen.

Claims (2)

1. Dorn zur Herstellung eines Hohlkörpers, der während seiner Herstellung zum Einprägen von Eigenspannungen unter innerer Abstützung einem Drehmoment und/oder einer axialen Kraft unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) aus einer Vielzahl von Scheiben (3) besteht, die relativ zueinander drehbar und axial bewegbar sind.

2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (3) von einer gemeinsamen Achse (4) mit Bewegungsspiel durchsetzt sind.