DE4414384A1

DE4414384A1 - Antriebswelle aus verstärktem Kunstharz und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE4414384A1
Application number: DE4414384A
Authority: DE
Inventors: Tadao Ohta; Shigenori Tamaki; Motohiro Mizuno; Masahiko Morinaga; Yasuyuki Suzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JP3398455B2; US5685933A; DE4414384C2; JPH07174131A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Antriebswelle, die aus faser- oder fadenverstärktem Kunstharz gebildet ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Antriebswelle.

Beschreibung der verwandten Technik

Faser- oder fadenverstärktes Kunstharz ist in jüngerer Zeit zur Herstellung von z. B. einer Kardanwelle eines Kraftfahr zeugs, die als eine Art einer Antriebswelle zu nennen ist, aus Gründen der immer stärker geforderten Gewichtsverminderung in wachsendem Ausmaß verwendet worden.

Bei einer normalen Konstruktion von Kraftfahrzeugen muß eine Kardanwelle, die ein Übersetzungsgetriebe und ein Differential getriebe verbindet (was im folgenden als "Transmission u. dgl." bezeichnet wird), für einen vorbestimmten Gelenk- oder Beugungs winkel mit Bezug auf die Transmission u. dgl. sorgen, weil die beiden Getriebe auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. Um derartige Beugungswinkel zu erlangen, kann eine Vielzahl von Universalgelenken zum Einsatz kommen, z. B. ein Hookesches- oder Kardangelenk, ein elastisches Gelenk und ein Gleichlaufgelenk. Wenn der geforderte Beugungswinkel relativ klein ist, werden in den meisten Fällen elastische Gelenke verwendet.

Die beigefügte Fig. 50 zeigt eine Art eines elastischen Ge lenks, d. h. ein Scheibengelenk 1 aus faser- oder fadenverstärk tem Kunststoff, das beispielsweise in der offengelegten JP- Patentanmeldung 64-49722 beschrieben ist. Diese Art eines Scheibengelenks 1 besitzt eine Mehrzahl von Schraubenein stecklöchern 2 (sechs Löcher in Fig. 50), die auf einem ein zigen Schraubenlochkreis ausgebildet sind. Die Fläche um die Schraubeneinstecklöcher 2 herum ist mit einem relativ dickerwandigen Teil 3 (von etwa 3 mm für eine Drehmomentüber tragung) ausgestaltet. Die Flächen zwischen den dickerwandi gen Teilen 3 bestehen aus relativ dünnwandigen Teilen 4 (von etwa 1 mm, die ein flexibles Teil darstellen). Bei einem Zu sammenbau wird die eine Hälfte (drei in Fig. 50) der Schrauben einstecklöcher zum Anschrauben des Scheibengelenks an einer Transmission od. dgl. verwendet, während die andere Hälfte der Schraubeneinstecklöcher 2 zum Verschrauben mit einer Kar danwelle verwendet wird. Durch ein elastisches Biegen der dünnwandigen Teile 4 werden ohne weiteres die vorbestimmten Beugungswinkel erlangt.

Wenn ein Scheibengelenk 1, wie es oben beschrieben wurde, zum Verbinden verwendet wird, müssen die Kardanwelle sowie die Transmission u. dgl. an ihren Enden Flansche von im wesentli chen demselben Durchmesser wie das Scheibengelenk haben. Herkömmlicherweise werden solche Flansche oder Verbindungs stücke durch Verbinden eines metallischen Jochs oder Gabel gelenks mit der Kardanwelle oder der Transmission u. dgl. ge schaffen. Weil die metallischen Joche oder Gabelgelenke be trächtlich schwer sind, machen sie in recht erheblichem Aus maß den Vorteil einer Gewichtsverminderung durch den Einsatz von fadenverstärktem Kunststoff bei einer Kardan- oder An triebswelle zunichte.

Abriß der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die oben her ausgestellten Probleme zu beseitigen. Es ist ein Ziel der Er findung, eine Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff zu schaffen, die in vollem Ausmaß die Vorteile von faser- oder fadenverstärkten Kunststoffen bezüglich einer Gewichts verminderung bietet, und ein Verfahren zur Herstellung dieser Welle anzugeben. Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist in einer Konstruktion für eine Verbindung einer Antriebswelle und eines Scheibengelenks untereinander zu sehen, wobei die Verbindungsfestigkeit erheblich erhöht werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Antriebswelle geschaffen, die einen Wellenkörper oder -schaft sowie einen Stirn- oder Endflansch umfaßt, welche als eine Einheit oder ein Körper aus faser- oder fadenverstärktem Kunstharz geformt worden sind. Da die An triebswelle und der Endflansch als Einheit aus einem derar tigen Kunstharz gefertigt sind, wird die Antriebswelle in ihrem Gewicht erheblich im Vergleich mit einer herkömmlichen Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff, die ein metal lisches Verbindungsstück hat, vermindert.

Gemäß der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zur Herstel lung einer Antriebswelle dadurch aus, daß der Flansch durch die Schritte gebildet wird: Formen einer Wellenschaftkonstruk tion durch Wickeln eines mit Harz getränkten Fadens (eines geharzten Fadens) auf einen Dorn oder einen Hilfsdorn, wel cher mit einer Mehrzahl von Stiften an seinem Umfang ausgestattet ist, wobei der Faden an jedem Stift festge hakt wird, und Formen eines Endabschnitts des Wellenschafts oder des Dorns, indem dieser Endabschnitt aufgeweitet oder expandiert wird. In diesem Fall wird vorzugsweise der geharz te Faden zusätzlich an weiteren Stiften festgehakt, um ihn für das erwähnte Expandieren oder Aufweiten des Endes des Dorns besser zurecht oder geeignet zu machen.

Ein zweites Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß der Flansch durch die Schritte gebildet wird: Wickeln eines geharzten Faden auf den Dorn unter Festhaken des Fadens an den am Außenumfang vorgesehenen mehreren Stif ten, die sich rechtwinklig zur Dornachse erstrecken, und an den Stiften einer Hilfsvorrichtung oder eines Hilfswerk zeugs, die/das verschiebbar auf den Dorn aufgesetzt ist, um auf diese Weise einen konisch gestalteten Wellenschaft zu bilden, und Wickeln des Fadens auf diesen konisch gestalteten Abschnitt des Wellenschaftes nach Art eines Reifens, worauf das Hilfswerkzeug auf dem Dorn verschoben wird, um einen Flansch zu bilden.

Ein drittes Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich da durch aus, daß der Flansch durch die Schritte gebildet wird: Präparieren eines Dorns, der mit einer Struktur aus einer Mehrzahl von Stäben verbunden wird, welche imstande sind, wie ein Regenschirm aufgespannt oder aufgeklappt und verlän gert sowie zurückgezogen zu werden, Ausbilden eines Wellen schafts durch Wickeln des Fadens auf den Dorn, während der Faden an jeweils einem der an den Stäben vorgesehenen Stifte, die sich in einer nicht-ausgeschwenkten Lage befinden, festgehakt wird, und anschließendes Aufweiten des Wellenschafts, indem der Hilfsdorn bzw. die Stäbe ausgeschwenkt werden.

Eine Konstruktion zur Verbindung der Antriebswelle und des Scheibengelenks gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß an jeder der aneinanderstoßenden Flächen des als Einheit mit dem Wellenschaft aus fadenverstärktem Harz ge formten Flansches und des Scheibengelenks radial gerichtete sowie regelmäßig angeordnete Vorsprünge oder dickerwandige Teile ausgebildet sind, die entweder unmittelbar oder über ein Verstärkungselement aneinanderstoßen bzw. verbunden sind, wobei der Flansch und das Scheibengelenk über weitere Ver stärkungselemente verschraubt werden, die in den durch die Vorsprünge gebildeten Vertiefungen oder an der Rückseite der dickerwandigen Teile angeordnet sind.

Da bei der Konstruktion der auf diese Weise gebildeten Antriebs welle der Wellenschaft und sein Endflansch als einheitlicher Körper aus einem geharzten Faden gefertigt werden, wird im Vergleich mit dem Fall der Verwendung von metallischen Verbin dungsstücken oder Gabeln das Gesamtgewicht herabgesetzt.

Weil ferner bei dem ersten Verfahren der harzgetränkte Faden auf den Dorn so gewickelt wird, um einen Wellenschaft durch Wickeln eines Fadens zu bilden und dann das Schaftende zur Ausbildung eines Flansches aufzuweiten, wird eine Antriebswel le mit einem Flansch, die beide aus einem geharzten Faden gefertigt werden, auf einfache Weise als ein einheitlicher Körper geformt. Wenn in diesem Fall der Faden an den Stiften des Dorns derart festgehakt wird, daß der Faden an anderen Stiften des weiteren oder zusätzlich festgehakt wird, so kann ein einfaches, jedoch zuverlässiges Aufweiten des Schaftendes erlangt werden.

Weil ferner bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren der Flansch unter Verwendung eines einzigen Hilfswerkzeugs aus gestaltet wird, wird die Produktivität gesteigert. Da fer ner der Flansch unter einem Zusammenquetschen oder -drücken des konischen Teils der Fadenwicklung und unter Vermitteln einer Spannung gegenüber dem Faden durch das ringartige Wic keln um die Dornachse herum geformt wird, wird die Verdich tung oder Zusammenziehung des Fadens erhöht und kann dieser an einem Lockern gehindert werden, wodurch die genaue Ausge staltung und die Stärke oder Festigkeit des Flansches verbes sert oder gesteigert werden.

Darüber hinaus wird bei dem dritten erfindungsgemäßen Verfah ren der Flansch durch ein Ausschwenken von Rippen oder Stäben auf einmal geformt, wodurch die Produktivität erhöht und das Aufweiten des Endes durch Ausschwenken oder Verlängern sowie ein Zurückziehen der Rippen oder Stäbe erleichtert wird.

Bei der Verbindungskonstruktion der Antriebswelle und des Scheibengelenks werden Verstärkungselemente, die an den rückseitigen Vertiefungen der Vorsprünge oder den dicker wandigen Teilen angebracht werden, zum Verschrauben des Scheibengelenks mit dem Flansch der Antriebswelle, die als ein Teil aus fadenverstärktem Kunstharz geformt sind, ver wendet. Hierbei dienen die Wände der Vertiefungen oder die seitlichen Flächen der dickeren Teile als ein Drehmoment aufnehmende Flächen, wodurch die Beanspruchung, die benach bart zur Innenfläche eines jeden Schraubeneinstecklochs in Erscheinung tritt, vermindert wird. Deshalb kann diese Ver bindungskonstruktion einer großen und/oder raschen Drehmo mentschwankung standhalten.

Weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile dieser Er findung werden aus der folgenden, auf die beigefügten Zeich nungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausfüh rungsformen deutlich. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1a, 1b und 1c aufeinanderfolgende Schritte eines Her stellungsverfahrens der Antriebswelle in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei ein Haupt- sowie ein Hilfsdorn, ein harzgetränkter Faden und eine Antriebswelle, die gebildet wird, gezeigt sind;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer bei der ersten Ausfüh rungsform verwendeten Dorneinheit;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Dorns und eines Teils der einen Flansch bildenden Form, die bei der ersten Aus führungsform verwendet werden, wobei gezeigt ist, wie das Teil angewendet wird;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines weiteren Teils der einen Flansch ausbildenden Form der ersten Ausfüh rungsform, die zeigt, wie das Teil angewendet wird;

Fig. 5 ein Zwischenschritt einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Antriebswelle, wobei ein Dorn mit einem Faden und ein Hilfswerkzeug (letzteres im Schnitt) dargestellt sind;

Fig. 6 eine Frontansicht des Dorns, des Fadens und des Hilfswerkzeugs von Fig. 5;

Fig. 7 ein anderer Schritt bei der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 8 der Schlußschritt der zweiten Ausführungsform;

Fig. 9 eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform;

Fig. 10 ein schematischer Axialschnitt eines Dorns, der bei der dritten Ausführungsform des Herstellungsver fahrens der Antriebswelle zur Anwendung kommt;

Fig. 11 ein Zwischenschritt bei der dritten Ausführungsform, wobei der Dorn und eine an diesem gebildete Antriebs welle gezeigt sind;

Fig. 12 ein Axialschnitt des Dorns und der Antriebswelle der dritten Ausführungsform von Fig. 11;

Fig. 13 der Schlußschritt für die dritte Ausführungsform;

Fig. 14 eine Frontansicht des Dorns und der Antriebswelle bei dem in Fig. 13 gezeigten Schritt;

Fig. 15 eine Abwandlung der dritten Ausführungsform, wobei ein Dorn und eine an diesem gebildete Antriebswelle in einer Seitenansicht gezeigt sind;

Fig. 16 eine weitere Abwandlung der dritten Ausführungsform mit einem Dorn und einer daran gebildeten Antriebswel le im Axialschnitt;

Fig. 17 eine weitere Abwandlung der dritten Ausführungsform mit einem Dorn und einer daran gebildeten Antriebs welle in einer Seitenansicht;

Fig. 18 ein Axialschnitt des Dorns der Fig. 17;

Fig. 19 eine schematische Darstellung einer vierten Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Antriebswellen- Herstellungsverfahrens, wobei ein Teil eines hierbei verwendeten Dorns gezeigt ist;

Fig. 20 eine Darstellung der Funktionsweise des Dorns von Fig. 19;

Fig. 21 eine perspektivische Übersichtsdarstellung einer Kon struktion zur Verbindung einer Antriebswelle und eines Scheibengelenks in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung (fünfte Ausführungsform);

Fig. 22 eine Abwicklung der Peripherie der Verbindungskon struktion von Fig. 21;

Fig. 23 eine perspektivische Übersichtsdarstellung einer wei teren Verbindungskonstruktion (sechste Ausführungsform der Erfindung);

Fig. 24 eine Abwicklung der Peripherie der Verbindungskon struktion von Fig. 23;

Fig. 25 eine Abwicklung der Peripherie einer Abwandlung der sechsten Ausführungsform;

Fig. 26 eine Abwicklung der Peripherie einer Verbindungskon struktion in einer weiteren Ausführungsform (sieben te Ausführungsform der Erfindung);

Fig. 27 eine Abwicklung der Peripherie einer Abwandlung der siebenten Ausführungsform;

Fig. 28 eine perspektivische Übersichtsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbindungskonstruktion (achte Ausführungsform der Erfindung);

Fig. 29 eine Abwicklung der Peripherie einer Abwandlung der achten Ausführungsform;

Fig. 30 eine Abwicklung der Peripherie einer weiteren Ausführungsform der Verbindungskonstruktion (neunte Ausführungsform der Erfindung);

Fig. 31 eine Abwicklung der Peripherie einer Abwandlung der neunten Ausführungsform;

Fig. 32 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Antriebswelle;

Fig. 33 eine Schnittdarstellung eines Dorns, einer Antriebs welle und einer Form zur Erläuterung einer Ausfüh rungsform eines Verfahrens zur Herstellung von vor springenden Sitzen am Flansch einer Antriebswelle;

Fig. 34 eine Schnittdarstellung eines Dorns, einer Antriebs welle und einer Form zur Erläuterung einer Ausfüh rungsform eines Verfahrens zur Herstellung von dickeren Teilen am Flansch einer Antriebswelle;

Fig. 35 eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zur Aus bildung von dickeren Teilen am Flansch einer An triebswelle;

Fig. 36 eine schematische Perspektivdarstellung einer Anord nung von Spann- oder Hilfswerkzeugen zur Herstellung eines Scheibengelenks nach der fünften Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 37 ein Axialschnitt der in Fig. 36 gezeigten Hilfs werkzeuge zur Erläuterung deren Funktion;

Fig. 38 Teile der Hilfswerkzeuge in vergrößerter Darstellung zur Erläuterung deren Funktion;

Fig. 39 ein Axialschnitt der Anordnung der Hilfswerkzeuge von Fig. 36;

Fig. 40 eine Schnittdarstellung der Anordnung der Hilfswerk zeuge und eines Harz-Spritzgußwerkzeugs zur Ausbil dung eines Scheibengelenks in der fünften Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 41 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der in Fig. 39 gezeigten Anordnung;

Fig. 42 eine Darstellung einer weiteren Anwendungsform der in Fig. 39 gezeigten Hilfswerkzeuge;

Fig. 43 eine noch andere Anwendungsform der Hilfswerkzeuge von Fig. 39;

Fig. 44 eine Abwandlung eines Scheibengelenks für eine Verbin dungskonstruktion gemäß der Erfindung;

Fig. 45 eine gegenüber Fig. 44 weiter abgewandelte Ausführungs form eines Scheibengelenks;

Fig. 46 ein Scheibengelenk, bei dem ein geharzter Faden bei spielsweise in Gestalt eines Sechsecks gewickelt ist;

Fig. 47 eine Schnittdarstellung eines Hilfswerkzeugs, das verwendet wird, um einen geharzten Faden oder eine ge harzte Faser in Gestalt eines Vielecks zu wickeln;

Fig. 48 eine Darstellung zur Verwendung der Hilfswerkzeugan ordnung von Fig. 47 zur Ausbildung eines Scheibengelenks;

Fig. 49 eine Schnittdarstellung einer Abwandlung der in Fig. 47 gezeigten Hilfswerkzeuganordnung;

Fig. 50 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Scheiben gelenks.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Erste Ausführungsform

Die erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Antriebswelle wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1a, 1b und 1c beschrieben. Ein Dornbauteil 10, das bei dieser Ausführungsform verwendet wird, besteht aus einem langen Hauptdorn 11 und zwei kurzen Hilfsdornen 13 (von denen nur einer gezeigt ist), die jeweils mit einem der Enden des Hauptdorns 11 verbunden sind. Jeder der Hilfsdorne 13 hat viele Stifte 12, die an ihm in Umfangsrichtung ausge richtet sind. Zuerst wird, wie in Fig. 1a gezeigt ist, ein geharzter Faden W fortlaufend auf das Dornbauteil 10 gewickelt und an den Stiften 12 so festgehakt, daß der Faden W über die Umfangsfläche des Dornbauteils 10 unter einem vorbestimmten Orientierungswinkel mit Bezug zur Achse des Dornbauteils 10 gespannt wird. Auf diese Weise wird ein Wellenschaft 14 gebil det. Dann wird, wie in Fig. 1b gezeigt ist, der geharzte Fa den W auf einen Abschnitt des Wellenschafts 14, der gleich an die Verbindungsstelle A des Hauptdorns 11 mit dem Hilfs dorn 13 innenseitig anschließt, unter einem Orientierungs winkel gewickelt, der rechtwinklig zur Dornachse verläuft, wodurch ein schmales, reifenartiges Verstärkungsband 15 ge bildet wird. Dann werden die Stifte 12 aus dem Hilfsdorn 13 entfernt und dieser vom Hauptdorn 11 gelöst. Anschließend wird das Ende des Wellenschafts 14 aufgeweitet, um einen Flansch 16 zu bilden, indem durch eine Form eine Kraft ausgeübt wird, wie noch beschrieben werden wird. Nach einem Warmhärten wird der Hauptdorn 11 aus dem Wellenschaft 14 gezogen, wodurch eine hohle Antriebswelle (Kardanwelle) 17 geschaffen wird, die aus dem Wellenschaft 14 und den Flanschen 16 besteht, welche als einheitlicher Körper ausgebildet worden sind, wie in Fig. 1c gezeigt ist.

Der geharzte Faden W kann zugleich oder auf einmal an einem einzelnen Stift oder einer Mehrzahl von Stiften festgehakt werden. Wie in Fig. 1a gezeigt ist, kann beispielsweise der Faden W zuerst an einem Stift 12b festgehakt, dann über einen Stift 12a gezogen, an diesem umgedreht und an einem Stift 12c festgehakt werden, so daß eine Schlaufe gebildet wird. Wenn solche Schlaufen des Fadens W, die sich jeweils über eine Mehrzahl von Stiften erstrecken, am Ende des Wellenschafts 14 ausgebildet werden, können die Flansche 16 ohne Schwierig keiten ausgestaltet werden. Insbesondere werden, wenn die Stifte 12 entfernt werden, die Schlaufen frei, um zusätzliche Längen des Fadens W zur Verfügung zu stellen, die für das anschließende Aufweiten des Endabschnitts des Wellenschafts 14 benötigt werden.

Nachdem die Antriebswelle 17, wie oben beschrieben wurde, ausgebildet ist, werden mehrere (zwei bis vier) Schraubenein stecklöcher 18 durch die Flansche 16 hindurch gefertigt. Unter Verwendung der Schraubeneinstecklöcher 18 wird die Antriebs welle 17 mit dem Scheibengelenk, wie oben beschrieben wurde, verbunden.

Da gemäß der ersten Ausführungsform der Wellenschaft 14 und der Flansch 16 aus einem fadenverstärkten Kunstharz als ein einheitlicher Körper gebildet sind, wird die gesamte Antriebs welle 17 im Vergleich mit einer herkömmlichen Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff, bei der der Flansch mit metallischen Verbindungsstücken an den Enden der Welle verse hen ist, im Gewicht erheblich vermindert. Weil ferner das ringförmige Verstärkungsband 15 um den Wellenschaft 14 herum vorhanden ist, wird die Steifigkeit des Flansches 16 gestei gert. Somit wird die Zuverlässigkeit der Antriebswelle in bezug auf ihre Festigkeit erhöht.

Die Fig. 2-4 zeigen beispielhafte Konstruktionen des Dorn bauteils 10 und von flanschbildenden Formen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt der Hauptdorn 11 einen kleinkalibrigen Abschnitt (Abschnitt mit kleinem Durchmesser) 22, der sich koaxial vom Ende des großkalibrigen Abschnitts 21 aus erstreckt, wobei die Hilfsdorne 13 mit den Stiften 12 verschiebbar über den kleinkalibrigen Abschnitt 22 des Haupt dorns 11 gesetzt werden. Obwohl die Stifte 12 fest oder eng in Löcher 23 eingesetzt werden, die in jedem Hilfsdorn 13 aus gebildet sind, können sie aus diesen ohne Schwierigkeiten her ausgezogen werden.

Nachdem der Wellenschaft 14 an dem derart ausgebildeten Dorn bauteil 10 durch Wickeln des geharzten Fadens W unter Fest haken von diesem an den Stiften 12 ausgestaltet worden ist, werden die Stifte 12 herausgezogen, so daß der Hilfsdorn 13 auf dem kleinkalibrigen Abschnitt 22 des Hauptdorns 11 ver schoben werden kann. Wenn die Hilfsdorne 13 vom Hauptdorn 11 getrennt sind, ist der Endabschnitt 14a des Wellenschaftes 14 frei, um den Druck einer Druckform oder von Druckwerkzeu gen zu empfangen.

Alternativ können die Stifte 12 in die Löcher 23 geschraubt werden. Ferner kann jeder Hilfsdorn 13 mit einer Zylinder einrichtung in seinem Inneren ausgestattet sein, um die Stifte in den Hilfsdorn 13 einzubringen und aus diesem zu ziehen.

Der Satz von flanschbildenden Formen besteht im allgemeinen aus einem Druck- oder Stempelwerkzeug 24 (Fig. 3), das ver schiebbar auf den kleinkalibrigen Abschnitt 22 des Hauptdorns 11 gesetzt ist, aus einem Formgeberwerkzeug 25 (Fig. 4), das ebenfalls verschiebbar auf den kleinkalibrigen Abschnitt 22 gesetzt ist, und aus einem Stütz- oder Gegendruckwerkzeug 26 (Fig. 4), das aus zwei trennbaren Teilen zusammengesetzt ist und einen Teil des Wellenschaftes 14 umgreift oder hält, der mit dem Verstärkungsband 15 am Hauptdorn versehen ist.

Das Druckwerkzeug 24 hat eine gekrümmte Fläche 24a an seiner Frontseite, die vom Umfang des Werkzeugs 24 ausgeht.

Nachdem der Hilfsdorn 13 entfernt ist, wird das Druckwerkzeug 24 in den freien Endabschnitt 14a des Wellenschaftes 14 ge drückt, indem es auf dem benachbarten kleinkalibrigen Ab schnitt 22 des Hauptdorns 11 in der Pfeilrichtung B verschoben wird. Somit wird der freie Endabschnitt 14 gezwungen, sich konisch zu erweitern, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Nachdem das Druckwerkzeug 24 entfernt ist, wird das Formgeberwerkzeug 25 auf den kleinkalibrigen Abschnitt 22 gesetzt, während das Stützwerkzeug 26 auf den Wellenschaft 14 so aufgebracht wird, daß es diesen am Hauptdorn 11 festhält. Wenn das Formgeber werkzeug 25 in der Pfeilrichtung C verschoben wird, wird der aufgeweitete Endabschnitt 14a zwischen dem Formgeberwerkzeug 25 und dem Stützwerkzeug 26 eingeklemmt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wodurch der Flansch 16 mit der vorbestimmten Gestalt ausgebildet wird.

Zweite Ausführungsform

Die zweite Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Antriebswelle gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5-8 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wer den ein Dorn 31, der viele, in Umfangsrichtung an ihm ausge richtete Dornstifte 30 trägt, und zwei hohlzylindrische Spann- oder Hilfswerkzeuge 34 mit einem großkalibrigen Flansch 32, der viele, an seinem Umfang ausgerichtete Flanschstifte 33 trägt, verwendet. Das Hilfswerkzeug 34 ist verschiebbar auf den Dorn 31 gesetzt. Der Vorgang bei dieser Ausführungsform ist der folgende: zuerst wird das Hilfswerkzeug 34 auf dem Dorn 31 an einer vorbestimmten Stelle fixiert; dann wird, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, während ein geharzter Faden auf den Dorn 31 gewickelt wird, dieser Faden W an den Dornstiften 30 sowie den Flanschstiften 33 des Hilfswerkzeugs 34 festge hakt, um zwischen diesen Stiften gespannt zu werden, wodurch ein Wellenschaft 14 mit Endabschnitten 14a gebildet wird.

Da der Durchmesser des Flanschteils 32 eines jeden Hilfswerk zeugs 34 größer ist als derjenige des Dorns 31, erweitert sich jeder Endabschnitt 14A zu seinem offenen oder freien Ende hin, d. h., der Endabschnitt hat eine im wesentlichen ko nische Gestalt.

Dann wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist, das Hilfswerkzeug 34 auf dem Dorn 31 einwärts verschoben, während der geharzte Fa den W auf den konischen Abschnitt 14a des Wellenschaftes 14 reifenartig gewickelt wird, um den Faden des konischen Ab schnitts 14a einem Quetschen zu unterwerfen. Das Quetschen wird beendet, indem der Faden W mit der Frontfläche des Flanschteils 32 des Hilfswerkzeugs 34 dicht in Anlage kommt, wie in Fig. 8 gezeigt ist, worauf ein Warmhärten ausgeführt wird, und anschließend werden die Stifte 30 sowie 33 entfernt und auch der Dorn 31 sowie das Hilfswerkzeug 34 vom geformten Produkt abgenommen.

Somit wird eine hohle Antriebswelle 17 mit dem Wellenschaft 14 und dem Endflansch 16, die als ein Teil ausgestaltet sind, erhalten.

Da im Gegensatz zur ersten Ausführungsform bei der zweiten Ausführungsform eine Druckform nicht benötigt wird, wird bei der zweiten Ausführungsform die Produktivität unter Herabset zung der Produktionskosten erheblich gesteigert. Weil ferner bei der zweiten Ausführungsform der konische Endabschnitt 14a zur Ausbildung des Endflansches 16 einem Quetschdruck ausge setzt wird, wird die Verdichtung des Fadens erhöht. Da des weiteren die Spannung des Fadens W während des Vorgangs der Ausbildung des Endflansches 16 aufrechterhalten wird, be steht im wesentlichen keine Gefahr eines Lockerns im Faden W. Deshalb erlangt der bei der zweiten Ausführungsform ausgebil dete Flansch 16 eine größere Festigkeit als die bei der ersten Ausführungsform ausgebildeten Flanschen. Weil zusätz lich der Faden W nahe dem Endflansch 16 in Gestalt eines Reifens gewickelt wird und ein breites Verstärkungsband 15 bildet, wird die Festigkeit des Flansches 16 weiter gestei gert.

Wenngleich der nach der zweiten Ausführungsform ausgebildete Endflansch 16 eine sternförmige Gestalt hat, kann der Flansch 16 einen ausreichend großen Flächenbereich erhalten, um die Schraubeneinstecklöcher 18 (Fig. 1) herzustellen, in dem der Durchmesser des Flanschteils 32 des Hilfswerkzeugs 34 und die Anzahl der am Flanschteil 32 vorhandenen Stifte 33 in geeigneter Weise vorbestimmt werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform kann ein flanschartiger Einsatz 35, wie in Fig. 9 gezeigt ist, verwendet werden, der unter jedem Flansch 16 und dem angrenzenden Abschnitt liegt, wenn der Faden W eng auf die Endabschnitte 14a des Wellenschaf tes 14 gewickelt wird. Da der Einsatz 35 fest am Flansch 16 und dem angrenzenden Teil während der Ausbildung des Flan sches 16 fixiert wird, wird die Festigkeit des Flansches 16 weiter erhöht.

Dritte Ausführungsform

Die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Antriebswelle wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10-14 erläutert. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, kommt bei dieser Ausführungsform ein rohrförmiger Dorn 40 zur Anwendung, der an jedem Ende mit einem Tragwerk oder Gestell 43 verbunden ist, welches aus einer Mehrzahl von jeweils einen Stift 41 besitzenden Stäben 42 besteht. Das Gestell 43 ist imstande, sich wie ein Regenschirm zu erwei tern oder aufzuspannen, weil jeder Stab 42 mit dem Dorn 40 über ein eine (nicht dargestellte) Feder enthaltendes Ge lenk 44 verschwenkbar verbunden ist. Die Feder eines jeden Gelenks 44 zwingt den zugeordneten Stab 42 in einer erweitern den oder ausschwenkenden Richtung. Im Verlauf der Herstellung einer Antriebswelle werden die freien Enden der Stäbe 42 mit tels einer Halterung 45 mit einem Ringkragen 45a, wie in Fig. 10 gezeigt ist, in einer zylinderförmigen Gestalt mit demselben Durchmesser wie demjenigen des Dorns 40 gehalten und zusammengeschlossen. Hierbei steht jeder Stift 41 der Stäbe 42 radial nach außen.

Dann wird, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, ein geharz ter Faden W auf den Dorn 40 unter Festhaken an den Stiften 41 des Gestells 43 gewickelt, um einen Wellenschaft 14 zu bilden, worauf der Faden W auf einen Teil des Wellenschaftes 14, wel cher direkt innenseitig der Verbindungsstelle des Dorns 40 sowie des Gestells 43 liegt, gewickelt wird, um ein schmales, reifenartiges Verstärkungsband 15 zu fertigen. Wenn anschlie ßend die Halterung 45 vom Gestell 43 entfernt wird, erwei tert sich das Gestell 43, bis jeder Stab 42 im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Dorns 40 gerichtet ist, wie in Fig. 13 und 14 gezeigt ist, was durch die elastische Rückstell kraft der Feder in jedem Gelenk 44 bewirkt wird. Auf diese Weise wird ein Flansch 16 ausgebildet.

Obwohl der Flansch 16 der Antriebswelle 17 eine sternartige Kontur wie bei der zweiten Ausführungsform hat, kann der Flansch 16 mit einem ausreichend großen Flächenbereich, um die Schraubeneinstecklöcher 18 (Fig. 1) auszubilden, versehen werden, indem die Länge und die Anzahl der Stäbe 42 des Ge stells 43 in geeigneter Weise vorher bestimmt werden.

Durch die dritte Ausführungsform sind Vorteile, die zu denje nigen der zweiten Ausführungsform gleichartig sind, zu er zielen. Da bei der dritten Ausführungsform kein Formvorgang notwendig ist, wird durch diese Ausführungsform die Produk tivität unter Verminderung der Herstellungskosten erheblich gesteigert. Weil ferner der Faden W während des Vorgangs der Ausbildung einer Antriebswelle mit einem Flansch konti nuierlich gespannt wird, besteht im wesentlichen keine Ge fahr einer Lockerung im Faden W. Deshalb werden die Genauig keit in der Ausgestaltung und die Festigkeit des Flansches bemerkenswert verbessert und gesteigert.

Die Fig. 15 zeigt eine Abwandlung der dritten Ausführungsform, wonach der Dorn 40 viele Ab- oder Umlenkstifte 46 besitzt, die in Umfangsrichtung rund um einen Abschnitt ausgerichtet sind, der dem mit dem Gestell 43 verbundenen Ende des Dorns 40 benachbart ist. Mittels der Umlenkstifte 46 kann der Orien tierungswinkel das geharzten Fadens W verschoben oder geän dert werden. Wird der Faden W auf das Gestell 43 mit einem größeren Orientierungswinkel als auf den Dorn 40 gewickelt, wird folglich die Fadenverdichtung oder -konzentration im Flansch 16 erhöht, so daß dessen Festigkeit weiter gestei gert wird.

Gemäß einer weiteren, in Fig. 16 gezeigten Abwandlung, wird ein flanschartiger Einsatz 46′ über den expandierten Endab schnitt und den benachbarten Abschnitt des Wellenschaftes 14 gesetzt, worauf der Faden W auf den Wellenschaft 14 und den Einsatz 46′ gewickelt wird, um das Verstärkungsband 15 zu bilden. Da der flanschartige Einsatz 46′ fest am Wellen schaft 14, am Verstärkungsband 15 und am Flansch 16 während des Vorgangs zur Ausbildung der Antriebswelle 17 fixiert wird, wird die Festigkeit des Flansches 16 weiter erhöht.

Eine weitere, in Fig. 17 und 18 gezeigte Abwandlung verwen det einen Ring 48 mit einer Vielzahl von Hilfsstiften 47 an seinem Umfang, um das Gestell 43 an einem Aufweiten zu hin dern. Für den Fadenwicklungsvorgang werden die freien End stücke der Stäbe 42 des Gestells 43 in den Ring 48 einge setzt. Durch Wickeln des geharzten Fadens W auf den Dorn 40 und das Gestell 43 unter Festhaken des Fadens an den Hilfs stiften 47 wird ein Wellenschaft 14 gebildet. Wenn anschlie ßend die Hilfsstifte 47 aus dem Ring 48 entfernt werden, wird der Faden W zu den Stiften 41 der Stäbe 42 durch das Aufheben der Spannung gezogen, wodurch sich der Faden W lockert. Da sich das Gestell 43 nach Entfernen des Rings 48 erweitert, halten die Stifte 41 des Gestells 43 den Faden W fest. Wenn die Hilfsstifte 47 in geeigneter Weise positioniert werden, kann deshalb der Endabschnitt des Wellenschaftes 14 über dem Gestell 43 ohne Schwierigkeiten und ohne ein über mäßiges Spannen des Fadens W aufgeweitet oder expandiert wer den, und der an den Stiften 41 festgehaltene Faden W wird in geeigneter Weise gespannt, wenn sich die Stäbe des Gestells 43 im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Dorns 40 aus richten. Diese Abwandlung erleichtert somit die Ausgestal tung des Flansches.

Vierte Ausführungsform

Die vierte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung der Antriebswelle wird unter Bezugnahme auf die Fig. 19 und 20 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform kommt ein Gestell 43 zur Anwendung, das dem bei der dritten Ausführungsform verwendeten Gestell gleichartig ist. Jedoch hat jeder Stab 42 des Gestells 43 für die vierte Ausführungsform nicht nur einen nahe seinem freien Ende vorgesehenen Stift 41, sondern auch einen nahe seinem inneren Basisende ausgebildeten Längs schlitz 49. Jeder Stab 42 ist mit dem Dorn 40 durch Einsetzen eines Zapfens 44a eines Gelenks 44 in den Längsschlitz 49 verbunden. Somit ist jeder Stab 42 um den Zapfen 44a ver schwenkbar und innerhalb eines der Länge des Längsschlitzes 49 entsprechenden Bereichs längsbeweglich.

Für den Wicklungsvorgang des Fadens wird das Gestell 43 ge schlossen, d. h. zylindrisch gestaltet, und bis zur äußeren Grenze des Bewegungsbereichs verlängert sowie dann in die ser Position durch eine geeignete Fixiervorrichtung festge legt. Nachdem eine Antriebswelle 14 durch Wickeln eines ge harzten Fadens W auf den Dorn sowie das Gestell 43 unter Fest haken des Fadens an den Stiften 41 gebildet worden ist, wird das Gestell 43 von der genannten Fixiereinrichtung freigege ben. Bei einem Aufweiten des Gestells 43 zusammen mit dem Endabschnitt des Wellenschaftes 14 wird jeder Stab 42 in Über einstimmung mit der Vergrößerung im Winkel des Stabes 42 zur Achse des Dorns 40 hin gedrückt. Somit erleichtert diese Aus führungsform ganz erheblich die Ausbildung eines Flansches ohne ein Lockern im Faden W, indem beispielsweise die Hilfs stifte 47 verwendet werden, wie in Fig. 17 und 18 gezeigt ist.

Fünfte Ausführungsform

Die fünfte Ausführungsform ist eine Verbindungskonstruktion gemäß dieser Erfindung, um ein Scheibengelenk 1 und eine An triebswelle 17 zu verbinden.

Gemäß der Fig. 21 ist jeder Flansch 16 der Antriebswelle 17, die nach einem der obigen Verfahren gemäß der Erfindung aus gebildet wurden, an seiner Frontseite mit mehreren (vier in Fig. 21) vorspringenden Sitzen 51 versehen, die über den Um fang mit gleichen Abständen angeordnet sind und sich über die Frontseite in radialer Richtung erstrecken. Ein mit der An triebswelle 17 zu verbindendes Scheibengelenk 1 benötigt meh rere (vier in Fig. 21) vorspringende Sitze 52 und 53 an sei nen einander entgegengesetzten Seiten, die über den Umfang mit gleichen Abständen angeordnet sind sowie sich an diesen Seiten radial erstrecken. Die vorspringenden Sitze 52 an der ersten Seite werden verwendet, um das Scheibengelenk 1 mit der Antriebswelle 17 bzw. dem Flansch 16 zu verbinden, wäh rend die vorspringenden Sitze 53 an der zweiten Seite der Verbindung mit einer Transmission u. dgl. dienen. Die vor springenden Sitze 51 an der Frontseite des Flansches 16 wer den gemäß einem später beschriebenen Verfahren ausgebildet, wobei die den vorspringenden Sitzen 51 entsprechenden Teile auf der Rückseite als Vertiefungen 54 ausgestaltet werden.

Die vorspringenden Sitze 52 an der ersten Seite des Scheiben gelenks 1 sind zu den vorspringenden Sitzen 53 an der zwei ten Seite in der Dreh- oder Umfangsrichtung mit 45° versetzt. Die Teile zwischen den vorspringenden Sitzen 52 und 53 sind als dünne, flexible oder elastische Teile 4 ausgebildet. Das Scheibengelenk 1 wird gemäß einem noch zu beschreibenden Verfahren hergestellt, wobei die den vorspringenden Sitzen 52 und 53 entsprechenden Teile an der Rückseite jeweils als Ver tiefungen 55 bzw. 56 ausgestaltet werden.

Zur Verbindung der Antriebswelle 17 und des Scheibengelenks 1 werden separate Verstärkungselemente 57, 58 und 59 benötigt, die in die Vertiefungen 54, 55 und 56 einzusetzen sowie je weils mit Schraubeneinstecklöchern 60, 61 und 62 versehen sind. Wie in den Fig. 21 und 22 zum Teil gezeigt ist, wird das Scheibengelenk 1 am Flansch 16 der Antriebswelle 17 in der folgenden Weise befestigt: das Scheibengelenk 1 wird am Flansch 16 so positioniert, daß die vorspringenden Sitze 52 auf der ersten Seite des Scheibengelenks 1 gegen die vorsprin genden Sitze 51 am Flansch 16 anliegen; die Verstärkungsele mente 57 und 58 werden in die Vertiefungen 54 bzw. 55 einge setzt; (nicht dargestellte) Schrauben werden in die Einsteck löcher 60, 61 der Verstärkungselemente 57 und 58, in die Einstecklöcher 2 des Scheibengelenks 1 und in die Einsteck löcher 18 des Flansches 16 eingeführt; dann werden (nicht dargestellte) Muttern auf die Schrauben gedreht. Das Schei bengelenk 1 und die Transmission u. dgl. werden im wesentli chen in derselben Weise, wie vorstehend beschrieben wurde, verbunden mit der Ausnahme, daß das Verstärkungselement 59 in die Vertiefungen 56 des Scheibengelenks 51 jeweils einge bracht wird. Da das Aneinanderstoßen der vorspringenden Sitze 51 und 52 einen ausreichend großen Zwischenraum zwischen dem Flansch 16 und dem Scheibengelenk 1 bietet, tritt keine störende Beeinflussung der Verstärkungselemente 59 am Schei bengelenk 1 mit dem Flansch 16 ein.

Bei der oben beschriebenen Verbindungskonstruktion, die als die "fünfte Ausführungsform" bezeichnet wird, biegen sich die elastischen oder flexiblen dünnen Teile 4 so, daß ein vorbestimmter Beugungswinkel zu erzielen ist. Weil ferner die Seitenwände 54a und 55a der Vertiefungen 54, 55 einen großen Anteil des zwischen dem Flansch 16 der Antriebswelle 17 und dem Scheibengelenk 1 übertragenen Drehmoments aufneh men, wird folglich die an den Innenflächen der Schraubenein stecklöcher auftretende Beanspruchung herabgesetzt. Durch die drehmomentaufnehmenden Seitenwände 54a und 55a können der Flansch 16 und das Scheibengelenk 1, die beide aus faser verstärktem Kunstharz gefertigt sind, einer erheblich großen Drehmomentschwankung widerstehen. Somit wird die Zuverlässig keit hinsichtlich der Festigkeit der Verbindung erheblich ge steigert. Derartige drehmomentaufnehmende Wände lassen gleich artige Wirkungen erreichen, wie wenn das Scheibengelenk 1 aus einer Metallplatte gebildet wäre, so daß es eine Federeigen schaft hat. Weil darüber hinaus bei dieser Ausführungsform jeder der vorspringenden Sitze 52 und 53 des Scheibengelenks 1 eine sektorförmige Gestalt hat, die sich vom Innenumfang zum Außenumfang des Scheibengelenks 1 hin verbreitert, wird eine Verformung eines Außenumfangsteils dieses Gelenks, die zufolge des Beugungswinkels auftritt, keine große Spannung oder Beanspruchung im Außenumfangsteil hervorrufen. Somit wird die Haltbarkeit und Standzeit des Scheibengelenks 1 gesteigert.

Sechste Ausführungsform

Die Fig. 23 und 24 zeigen als sechste Ausführungsform eine Verbindungskonstruktion für die Antriebswelle 17 mit dem Scheibengelenk 1. Hierbei kommen Verstärkungselemente 63, die jeweils ein Schraubeneinsteckloch haben, wie auch die bei der fünften Ausführungsform benutzten Bauteile zur An wendung. Die Verstärkungselemente 63 haben eine Querschnitts gestalt wie der Buchstabe "I" und sind auf die vorspringen den Sitze 52, 51 des Scheibengelenks 1 bzw. des Flansches 16 aufzusetzen. Wenn der Flansch 16 und das Scheibengelenk 1 verbunden werden, werden die Verstärkungselemente 63 zwi schen den vorspringenden Sitzen 51 und 52 eingeklemmt. Unter Verwendung der Verstärkungselemente 63 sowie der anderen Ver stärkungselemente 57 und 58, die in die zugeordneten Vertie fungen eingesetzt sind, werden der Flansch 16 und das Schei bengelenk 1 miteinander verschraubt.

Gemäß der sechsten Ausführungsform nehmen zusätzlich zu den Seitenwänden 54a, 55a der Vertiefungen 54 und 55 die vorra genden Seitenteile 63a der Verstärkungselemente 63 mit der "I"-Gestalt ohne weiteres ein Drehmoment auf. Deshalb ver bessert die sechste Ausführungsform die Zuverlässigkeit der Verbindungskonstruktion hinsichtlich deren Festigkeit.

Die fünfte und sechste Ausführungsform können modifiziert wer den, wie in Fig. 25 gezeigt ist. Hierbei sind elastische Teile 64 und 65 zwischen den Verstärkungselementen 57, 58 so wie den Flächen der zugeordneten Vertiefungen 54, 55 und zwi schen den Verstärkungselementen 63 sowie den Flächen der vor springenden Sitze 51, 52 vorhanden. Da die elastischen Teile 64 und 65 den durch eine schroffe Drehmomentschwankung her vorgerufenen Stoß absorbieren, kann die Zuverlässigkeit der Verbindungskonstruktion hinsichtlich deren Festigkeit wei ter gesteigert werden.

Siebente Ausführungsform

Die Fig. 26 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Konstruk tion zur Verbindung der Antriebswelle 17 mit dem Scheibenge lenk 1. Diese siebente Ausführungsform wendet zwei Scheiben gelenke 1 und 1′ an, von denen jedes dünner ist als das bei der fünften und sechsten Ausführungsform verwendete Scheiben gelenk 1. Die Gesamtdicke der beiden Scheibengelenke 1, 1′ ist im wesentlichen der Dicke des Scheibengelenks 1 in den beiden vorherigen Ausführungsformen gleich. Die beiden Schei bengelenke 1 und 1′ werden Seite an Seite verbunden und als eine einzige Einheit mit dem Flansch 16 der Antriebswelle 17 in im wesentlichen derselben Weise wie bei den vorherigen Aus führungsformen verschraubt.

Gemäß der siebenten Ausführungsform widersteht die aus den zwei Scheibengelenken 1, 1′ gebildete Einheit im wesentlichen derselben Größe eines Drehmoments wie das Scheibengelenk 1 der fünften und sechsten Ausführungsform, jedoch bietet diese Einheit einen größeren Beugungswinkel als das Scheibengelenk 1 allein. Wenn zwei Scheibengelenke 1, wie sie bei der fünften und sechsten Ausführungsform zur Anwendung kommen, Seite an Seite verbunden und als ein einheitlicher Körper verwendet werden, wird darüber hinaus eine solche Einheit einem größe ren Drehmoment als jedes der Scheibengelenke in diesen vorhe rigen Ausführungsformen widerstehen, wenn ein Vergleich hin sichtlich eines festen Beugungswinkels angestellt wird.

In der Fig. 27 ist eine Abwandlung der siebenten Ausführungs form gezeigt, wobei die Scheibengelenke 1 und 1′ einander so gegenüberliegen, daß die Vertiefungen 55 und die vorspringen den Sitze 53 des Scheibengelenks 1 jeweils den Vertiefungen 56′ und den vorspringenden Sitzen 52′ des Scheibengelenks 1 gegenüber angeordnet sind, und zwar symmetrisch zu einer Ebene zwischen den beiden Scheibengelenken 1 und 1′, die von diesen Gelenken gleich beabstandet ist. Verstärkungselemente 66 sowie 67 sind zwischen die Vertiefungen 55 sowie 56′ und zwischen die vorspringenden Sitze 53 sowie 52′ eingeklemmt. Das Scheibengelenk 1′ ist mit weiteren Verstärkungselementen 68, 69 versehen, die auf die zu den Vertiefungen 56′ und den vorspringenden Sitzen 52′ entgegengesetzten Seiten aufgesetzt sind. Die Einheit aus den Scheibengelenken 1 und 1′ wird dann mit dem Flansch 16 der Antriebswelle 17 verschraubt. Wie die siebente Ausführungsform läßt diese Abwandlung einen vergrö ßerten Beugungswinkel zu.

Achte Ausführungsform

Die Fig. 28 und 29 zeigen eine weitere Ausführungsform (die achte Ausführungsform der Erfindung) einer Verbindungskon struktion zwischen der Antriebswelle 17 und dem Scheibengelenk 1. Hierbei hat der Flansch 16 der Antriebswelle 17 mehrere (drei in Fig. 28) dickere Teile 70, die in der Umfangsrich tung gleich beabstandet sind, und das Scheibengelenk 1 hat ebenfalls mehrere (sechs in Fig. 28) dickere Teile 71, die auch über den Umfang gleich beabstandet sind. Jedes der dicke ren Teile 70 und 71 besitzt ein Schraubeneinsteckloch. Die Antriebswelle 17 und das Scheibengelenk 1 werden so angeord net, daß die dickeren Teile 70 des Flansches 16 drei dickeren Teilen 71 aus den sechs dickeren Teilen 71 gegenüberliegen, wobei diese drei Teile alternierend angeordnet sind. Verstär kungselemente 72 mit einer Querschnittsgestalt wie der Buch stabe "I" sind zwischen die dickeren Teile 70 und die drei dickeren Teile 71 eingeklemmt, d. h., jedes Verstärkungsele ment 72 sitzt sowohl auf einem dickeren Teil 70 des Flansches 16 als auch einem zugeordneten dickeren Teil 71 des Scheiben gelenks 1 auf. Weitere Verstärkungselemente 73 mit der Quer schnittsgestalt einer eckigen Klammer "[" sind jeweils auf die andere oder äußere Seite eines jeden dickeren Teils 70 des Flansches 16 sowie die drei dickeren Teile 71 des Schei bengelenks 1, d. h. auf die den Verstärkungselementen 72 ent gegengesetzten Seiten, gesetzt. Das Scheibengelenk 1 wird am Flansch 16 durch (nicht dargestellte) Schrauben befestigt, die in die Löcher der dickeren Teile 70, 71 sowie der Verstär kungselemente 72, 73 eingesetzt werden.

Gemäß der achten Ausführungsform dienen die Seitenflächen der dickeren Teile 70 und 71 als drehmomentaufnehmende Flä chen. Deshalb wird, selbst wenn das Scheibengelenk 1 und der Flansch 16 der Antriebswelle 17 aus faser- oder fadenverstärk tem Harz gefertigt sind, die Verbindungskonstruktion gemäß der achten Ausführungsform wie diejenige der fünften Ausfüh rungsform einer beträchtlich großen Drehmomentschwankung widerstehen oder standhalten. Weil ferner, wie in Fig. 29 gezeigt ist, die Verstärkungselemente 72 und 73 Abschnitte oder Flächenbereiche 4a der elastischen dünnen Teile 4 des Scheibengelenks 1 abstützen, tragen diese gestützten Abschnit te 4a zur Drehmomentübertragung bei und halten wirksam einem Biegen stand.

Die anderen drei dickeren Teile 71 des Scheibengelenks 1 wer den für die Verbindung mit einer Transmission u. dgl. verwen det.

Die dickeren Teile 70 und 71 werden während der Herstellungs prozesse der Antriebswelle 17 bzw. des Scheibengelenks 1 durch einen Formvorgang ausgebildet, auf den noch eingegangen werden wird.

Neunte Ausführungsform

Die Fig. 30 zeigt eine weitere (neunte Ausführungsform der Erfindung) Ausführungsform der Verbindungskonstruktion zwischen der Antriebswelle 17 und dem Scheibengelenk 1. Die se neunte Ausführungsform ist im wesentlichen eine Kombina tion des Scheibengelenks 1 der siebenten Ausführungsform mit der Antriebswelle 17 der achten Ausführungsform. Im einzelnen sind die Verstärkungselemente 72 mit dem Querschnitt wie der Buchstabe "I" zwischen die vorspringenden Sitze 52 des Schei bengelenks 1 und die dickeren Teile 70 des Flansches 16 ein geklemmt, während die Verstärkungselemente 73 (Fig. 29) mit der Querschnittsgestalt der eckigen Klammer "[" auf die ande ren Seiten der dickeren Teile 70 gesetzt sind. Ferner sind in die Vertiefungen 55 des Scheibengelenks 1 Verstärkungs elemente 74 eingesetzt, die eine Querschnittsgestalt im we sentlichen wie der Buchstabe "T" haben. Das Scheibengelenk 1 wird durch (nicht dargestellte) Schrauben, die durch die Verstärkungselemente 72, 73 und 74, die vorspringenden Sit ze 52 und die dickeren Teile 70 geführt werden, am Flansch 16 befestigt.

Weil gemäß der neunten Ausführungsform die Seitenwände der Vertiefungen 55 und die durch die Verstärkungselemente 72, 73, 74 gestützten Abschnitte 4a der elastischen Teile 4 zu einer Drehmomentübertragung beitragen, widersteht die Verbin dungskonstruktion großen Drehmomentschwankungen.

Die anderen vorspringenden Sitze 53 des Scheibengelenks 1 werden unter Verwendung der Verstärkungselemente 73 und 74 für eine Verbindung mit einer Transmission u. dgl. verwendet.

Weitere Abwandlungen

Die Verstärkungselemente 73 und 74 können bei der fünften oder sechsten Ausführungsform anstelle der Verstärkungsele mente 57, 58 und 59 (Fig. 22 und 24) verwendet werden. Dann wird eine Verbindungskonstruktion, wie sie in Fig. 31 gezeigt ist, gebildet. Gemäß Fig. 31 haben die Verstärkungselemente 74 die Querschnittsgestalt wie der Buchstabe "T" und sind in die Vertiefungen 55, 56 des Scheibengelenks 1 sowie in die Vertiefungen 54 des Flansches 16 eingesetzt. Die Verstär kungselemente 73 mit der Querschnittsgestalt der eckigen Klam mer "[" sind auf die vorspringenden Sitze 53 des Scheiben gelenks 1 gesetzt. Die Verbindungskonstruktion mit dieser Ausgestaltung besitzt Vorteile bezüglich der Drehmomentüber tragung. Die im Zusammenhang mit den obigen Ausführungsformen beschriebene Antriebswelle 17 kann so ausgestaltet werden, wie in Fig. 32 gezeigt ist, so daß sie mehrere Rippen 75 besitzt, die längs des Verbindungsbereichs zwischen dem Wellenschaft 14 und dem Flansch 16 angeordnet sind. Diese Rippen 17 erhö hen die Steifigkeit des Flansches 16 und damit die Verbin dungsfestigkeit.

Herstellung des Flansches

Um vorspringende Sitze am Flansch 16 der Antriebswelle 17 aus zubilden, werden, wie in Fig. 33 gezeigt ist, ein Formgeber werkzeug 25 und ein Stütz- oder Gegendruckwerkzeug 26 verwen det. Das Formgeber- und Stützwerkzeug 25, 26 sind den bei der ersten Ausführungsform (s. Fig. 4) verwendeten Werkzeu gen ähnlich, sie haben jedoch an ihren Formgeberflächen einen Ansatz 25a bzw. eine Aussparung 26a. Bei dem Herstellungs- oder Formvorgang des Flansches zwingt der Ansatz 25a des Formgeberwerkzeugs 25 den aufgeweiteten Endabschnitt des Wellenschaftes 14 in die Aussparung 26a des Stützwerkzeugs 26.

Das dickerwandige Teil 70 kann am Flansch 16 gebildet werden, wie in Fig. 34 gezeigt ist, indem ein Formgeberwerkzeug 25 und ein Stützwerkzeug 26 verwendet werden, die an ihren form gebenden Flächen eine Aussparung 25b bzw. eine Aussparung 26a haben. Die Aussparungen 25b und 26a werden mit geharzten Fa sern od. dgl. im wesentlichen angefüllt. Dann werden die bei den Werkzeuge 25 und 26 gegen den Flansch 16 gepreßt.

Die vorspringenden Sitze 52, 53 oder das dickere Teil 70 können auch unter Verwendung eines Formgeberwerkzeugs gebil det werden, das dem bei der zweiten Ausführungsform (s. Fig. 8) verwendeten ähnlich ist. Die Fig. 35 zeigt ein Beispiel des Vorgangs zur Herstellung eines Flansches mit einem dickeren Teil. Der Flansch 32 eines Hilfswerkzeugs 34 hat an seiner formgebenden Fläche eine Aussparung 32a, die an einer ersten Seite des Flansches 16 angeordnet wird, welche vom Wellen schaft 14 entfernt ist. Ein Stützwerkzeug 76 mit einer Aus sparung 76a wird an der zweiten Seite des Flansches 16 ange ordnet. Die Aussparungen 32a und 76a des Hilfswerkzeugs 34 bzw. des Stützwerkzeugs 76 werden mit geharzten Fasern od. dgl. im wesentlichen angefüllt. Dann werden die zwei Werk zeuge gegen den Flansch 16 der Antriebswelle 17 gepreßt, wo durch das dickere Teil 70 am Flansch 16 ausgebildet wird.

Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Scheiben gelenks

Verfahren zur Herstellung eines Scheibengelenks 1, wie es bei der fünften und achten Ausführungsform zur Anwendung kommt, aus faden- oder faserverstärktem Kunstharz werden im folgenden beschrieben.

Die Fig. 36-38 zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines solchen faserverstärkten Scheibengelenks 1 (Fig. 21), das bei der fünften Ausführungsform zur Anwendung kommt. Bei die sem Verfahren wird eine durch eine (nicht dargestellte) An triebseinrichtung gedrehte drehbare Welle 80 sowie ein Paar von ersten und zweiten Hilfswerkzeugen 81, die auf die Wel le 80 aufzusetzen sind, angewendet. Jedes Hilfswerkzeug 81 ist aus einem rohrförmige Stück 82 sowie einem Flanschstück 83, das mehrere radial verlaufende und über den Umfang gleich beabstandete Kehlen 84 hat, gebildet. Jede der Kehlen 84 des ersten Hilfswerkzeug 81 steht mit einem Schlitz 86 in Verbin dung, der die Dicke des Flanschstücks 83 durchsetzt, und ent hält ein Druckwerkzeug 85, dessen Wirkungselement 85a sich durch den Schlitz 86 erstreckt und von der Rückseite des Flanschstücks 83 vorsteht. Ferner besitzt das Flanschstück 83 des ersten Hilfswerkzeugs 81 mehrere Stifte 87, die her ausnehmbar in Löcher eingesetzt sind, welche sich axial durch das Flanschstück 83 erstrecken. Das Flanschstück 83 eines je den Hilfswerkzeugs 81 hat einen Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des herzustellenden Scheibengelenks 1. Die Stifte 87 sind auf einem Teilkreis angeordnet, der einen gegenüber dem Innendurchmesser des Scheibengelenks 1 größeren Durchmesser hat.

Um ein Scheibengelenk 1 auszubilden, werden die hohlzylindri schen Hilfswerkzeuge 81 auf die drehbare Welle 80 so gesetzt, daß die Hilfswerkzeuge 81 einander gegenüberliegen, jedoch mit einem Spalt voneinander getrennt sind, der der Dicke des elastischen Teils 4 des Scheibengelenks 1 entspricht.

Die Stifte 87 werden dann in das erste Hilfswerkzeug 81 ein gesetzt, bis die vorderen Enden der Stifte gegen die formge bende Fläche des zweiten Hilfswerkzeugs 81 stoßen. Anfangs werden die Druckwerkzeuge 85 an der hinteren Grenze ihres bewegbaren Bereichs angeordnet, so daß sie nicht zufällig in den Spalt ragen. Dann wird, wie in Fig. 37 gezeigt ist, ein geharzter Faden W in den Spalt zwischen den Flanschstücken 83 der hohlzylindrischen Hilfswerkzeuge 81 eingeführt, während die Welle 80 gedreht wird. Das Drehen der Welle 80 wird be endet, wenn der Faden W im wesentlichen bis zum Außendurch messer der Flanschstücke 83 hin gewickelt ist. Auf diese Weise wird eine Faserschichtplatte 89 mit einer Dicke S zwi schen den Flanschstücken 83 gebildet, wobei die Dicke S im wesentlichen gleich derjenigen des Scheibengelenks 1 ist und die Platte 89 einen Durchmesser hat, der größer ist als der jenige des Scheibengelenks 1. Nachdem die Stifte 87 des er sten Hilfswerkzeugs 81 entfernt sind, werden die Druckwerkzeu ge 85 vorwärts bewegt, um die Faserschichtplatte 89 in die Kehlen 84 des zweiten Hilfswerkzeugs 81 zu drücken. Da der Druckformvorgang an mehreren Stellen der Faserschichtplatte 89, die in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, durchge führt wird, wird der Durchmesser der Platte 89 vermindert. Wenn diese Durchmesserverminderung bei dem Wickeln des Fa dens W in Betracht gezogen wird, wird folglich die Faser schichtplatte 89 eine vorbestimmte Größe wie das Scheibenge lenk 1 nach dem Druckformvorgang haben. Nach einem Warmhärten ist somit das Scheibengelenk 1, das die vorspringenden Sit ze 52 und die Vertiefungen 55 hat, hergestellt.

Obgleich die obige Beschreibung in Verbindung mit den vor springenden Sitzen 52 auf der ersten Seite des Scheibenge lenks 1 gegeben wurde, ist ohne weiteres verständlich, daß die vorspringenden Sitze 53 auf der zweiten Seite des Schei bengelenks 1 auf dieselbe Art ausgestaltet werden können.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Scheibengelenks 1 aus faserverstärktem Harz mit dickeren Teilen 71, das bei der achten Ausführungsform (s. Fig. 28) zur Anwendung kommt, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 39 und 40 beschrieben. Da dieses Scheibengelenk 1 keine vorspringenden Sitze hat und deshalb von der oben angesprochenen Durchmesserverminderung, welche während des Vorgangs der Herstellung von vorspringen den Sitzen hervorgerufen wird, frei ist, wird bei diesem Ver fahren ein Paar von Hilfswerkzeugen 81, die jeweils ein Flanschstück 83 haben, das weder ein Druckwerkzeug noch Stif te, jedoch zu den vorher beschriebenen Kehlen gleichartige Kehlen 84 besitzt, verwendet. Nachdem die Hilfswerkzeuge 81 auf die drehbare Welle 80 in im wesentlichen derselben Weise,wie oben beschrieben wurde, gesetzt sind, wird der geharzte Faden W bis zu einem vorbestimmten Durchmesser ge wickelt, um in einem Spalt zwischen den Flanschstücken 83 durch Drehen der Welle 80 eine Faserschichtplatte 89 zu bil den, wie in Fig. 39 gezeigt ist. Dann wird die die Welle 80, die Hilfswerkzeuge 81 und die Faserschichtplatte 89 umfassen de Anordnung in ein Harz-Spritzgußwerkzeug 90 eingesetzt, in welchem Harz 91 in die Kehlen 84 der Flanschstücke 83 eingespritzt wird, wie in Fig. 40 gezeigt ist. Nach einem anschließenden Warmhärten ist ein Scheibengelenk 1 mit dic keren Teilen 71 als eine Einheit erzeugt worden. Weil, wie in Fig. 41 gezeigt ist, die in den Kehlen 84 befindlichen Teile der Faserschichtplatte 89 von einer Beschränkung durch die formgebenden Flächen der Hilfswerkzeuge 81 frei sind, bilden diese Teile ausgebauchte oder vorgewölbte Teile 89a. Wenn ein Warmhärten der Platte 89 und des in die Kehlen 84 eingespritzten Harzes 91 stattgefunden hat, werden somit die vorgewölbten Teile 89a fest mit den entsprechenden Harzlagen in der jeweiligen Kehle 84 zum Anliegen gebracht, wodurch die Steifigkeit des dickeren Teils 71 erhöht wird.

Das Harz 91 kann kurze Fasern enthalten. Ein solches Harz, das Fasern enthält, wird die Festigkeit des dickeren Teils 71, das ein Drehmoment überträgt, weiter steigern.

Ferner können im voraus Verstärkungselemente 73 (s. Fig. 28) in den Kehlen 84 der Hilfswerkzeuge 81 angeordnet werden. Die Verstärkungselemente 73 werden festhaftend mit dem dic keren Teil 72 verbunden und erleichtern somit eine Verbin dung des Scheibengelenks mit der Antriebswelle 17.

Die Fig. 43 zeigt eine Abwandlung der Hilfswerkzeuge 81. Hierbei ist das eine der Hilfswerkzeuge 81 mit sich verjün genden, angespitzten Einschubzapfen 42 versehen, die durch die mittels der Kehle 84 gebildeten Spalten zum anderen Hilfswerkzeug 81 hin zum Vorragen gebracht werden können, wäh rend das andere Hilfswerkzeug 81 mit einem Loch 93 zur Auf nahme des Einschubzapfens 92 versehen ist. Nachdem der Faden zur Ausbildung einer Faserschichtplatte 89 gewickelt worden ist, werden die Einschubzapfen vorbewegt, um die Platte 89 zu durchdringen. Nach dem Warmhärtevorgang im Anschluß an das Einspritzen des Harzes 91 in die Kehle 84 werden die Ein schubzapfen 92 herausgezogen, wodurch Schraubeneinstecklöcher gebildet werden, die zum Verschrauben mit der Antriebswelle 17 verwendet werden. Auf diese Weise werden die Herstellungs kosten vermindert.

In jedes Schraubeneinsteckloch kann ein Kragen oder Bund 94 eingesetzt werden, um das faserverstärkte Harz im wesent lichen an einem Kriechen zu hindern. In den in Fig. 44 und 45 gezeigten Konstruktionen ist das Verstärkungselement 73 auf jedes dickere Teil 71 und den Bund 94 gesetzt, so daß die in das Loch eingeführte Schraube gegen den Bund 94 und das Verstärkungsteil 73 anliegt (Fig. 44). Da der Bund 94 eine gegenüber der Dicke des dickeren Teils 71 größere Länge hat, stehen die Endabschnitte des Bundes 94 vor und erleichtern somit das Positionieren des Verstärkungselement 73 am dicke ren Teil 71 (Fig. 45).

Die Festigkeit oder Stärke der oben beschriebenen Scheiben gelenke ändert sich erheblich in Abhängigkeit vom Orientie rungswinkel des Fadens. Da sich der Orientierungswinkel mit Bezug zur Richtung eines durch den Pfeil a angegebenen Dreh moments groß wird, nimmt die Zugfestigkeit des Scheibenge lenks ab. Deshalb muß, um eine optimale Festigkeit des dün nen, elastischen Teils 4 des Scheibengelenks 1 zu erlangen, die Fadenwicklungsrichtung im wesentlichen mit der Drehmoment richtung a übereinstimmen, d. h., der Orientierungswinkel mit Bezug zur Drehmomentrichtung a muß so weit wie möglich auf Null vermindert werden. Die Fig. 46-49 zeigen ein Verfahren, um einen solchen optimalen Orientierungswinkel des Fadens zu erreichen. Dieses Verfahren wendet eine Anordnung einer dreh baren Welle und von Hilfswerkzeugen an, die derjenigen der Fig. 39 ähnlich ist. Wie in den Fig. 46-49 gezeigt ist, umfaßt die bei diesem Verfahren angewendete Anordnung eine drehbare Welle 80′ mit einem polygonalen Querschnitt (sechs eckig in Fig. 46) und ein Paar von Hilfswerkzeugen 81, von denen jedes eine bewegbare Platte 95 besitzt, die im wesent lichen auf einer Mittellinie einer jeden Kehle 84 vorgesehen sind, wobei diese Mittellinie in bezug auf die Breite der Kehle 84 bestimmt wird. Die bewegbaren Platten 95 können in die Kehlen 84 hineingeschoben werden.

Zur Herstellung eines Scheibengelenks 1 werden die auf die drehbare Welle 80′ gesetzten Hilfswerkzeuge 81 so positio niert, daß diese Hilfswerkzeuge 81 voneinander durch einen Spalt mit einer Spaltweite S getrennt sind, wie in Fig. 47 gezeigt ist. Die Spaltweite S ist im wesentlichen der Dicke des dünnen, elastischen Teils 4 des Scheibengelenks 1 gleich. Die bewegbaren Platten 95 der Hilfswerkzeuge 81 werden in die Kehle 84 bewegt und so angeordnet, daß die vorderen Kan ten der bewegbaren Platten 95 eines jeden Hilfswerkzeugs 81 über die Ebene der formgebenden Flächen des jeweilig gleichen Hilfswerkzeugs 81, welche Ebene dem elastischen Teil 4 des Scheibengelenks 1 entspricht, vorragen und daß eine jede der bewegbaren Platten 95 des einen Hilfswerkzeugs 81 von der entsprechenden bewegbaren Platte 95 des anderen Hilfswerk zeugs 81 mittels eines Spalts beabstandet ist, der eine Spalt weite S′ hat, die kleiner ist als die Spaltweite S. Der geharz te Faden W wird dann in derselben Weise, wie in Fig. 39 dar gestellt ist, gewickelt. Da die Spaltweite S′ der Spalten zwischen den bewegbaren Platten 95 geringer ist als die Spalt weite S des Spalts zwischen den Hilfswerkzeugen 81, ist der Fadenlaminiergrad in den Spalten S′ zwischen den bewegbaren Platten 95 größer als bei den anderen Teilen des Fadenwick lungsverlaufs, die den Spalt S zwischen den Hilfswerkzeugen 81 enthalten. Deshalb wird die Fadenlaminierung an den oben angegebenen Mittellinien der Kehlen 84 am größten oder höch sten. Insbesondere bildet, wie in Fig. 46 gezeigt ist, jede Windung des derart gewickelten Fadens W im wesentlichen die Kontur eines Polygons (eines Sechsecks in Fig. 46), dessen Scheitel mit der oben angegebenen Mittellinie der Kehle 84 zusammenfallen. Somit wird der Faden W in Teilen der Faser schichtplatte, die dem elastischen Teil 4 entsprechen, in der Drehmomentrichtung a orientiert. Dann werden die beweg baren Platten 95 zurückgezogen, wie in Fig. 48 angedeutet ist. Nach einem Einspritzen von Harz 91 in die Kehle 84 in einer in Fig. 40 gezeigten Weise wird ein Warmhärten ausge führt. Somit wird ein Scheibengelenk erhalten, das eine hohe Zugfestigkeit hat.

Wenn ein Einsatz- oder Zweistufen-Spritzgießverfahren angewen det wird, kann anstelle der im Hilfswerkzeug 81 vorgesehenen bewegbaren Platte 95 ein Verstärkungselement 73, das jeweils einen Ansatz 73a hat, zur Anwendung kommen.

Da, wie vorstehend beschrieben wurde, eine Antriebswelle ge mäß dieser Erfindung aus einem Schaftteil und Flanschen zusam mengesetzt ist, die mittels eines geharzten Fadens als ein heitlicher Körper ausgebildet werden, ist das Gesamtgewicht der Antriebswelle wesentlich geringer als das Gesamtgewicht einer herkömmlichen Antriebswelle aus faserverstärktem Kunst stoff, die metallische Gabelgelenke oder Verbindungsstücke hat. Die Antriebswelle gemäß der Erfindung ist insbesondere als eine Kardanwelle bei einem Kraftfahrzeug geeignet.

Weil ferner ein Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung für eine Antriebswelle die Schritte des Ausbildens eines Wellenschaftes durch Wickeln eines geharzten Fadens auf einen Dorn in einer Art und Weise eines Fadenwickelverfah rens und des Ausbildens von Flanschen durch Aufweiten oder Auswärtsrichten von Endabschnitten des Wellenschaftes ein schließt, erleichtert das Verfahren die Herstellung einer aus einem Wellenschaft sowie Flanschen, die gänzlich aus faser- oder fadenverstärktem Kunststoff ausgebildet sind, bestehenden Antriebswelle.

Weil bei einer Verbindungskonstruktion eines Scheibengelenks und einer Antriebswelle gemäß der Erfindung die Wände der Vertiefungen oder die Seitenflächen der dickeren Teile, die an dem Scheibengelenk und den Flanschen der Antriebswelle vorgesehen sind, einen erheblich großen Anteil des über tragenen Drehmoments aufnehmen, wird folglich die Beanspru chung, die in die Innenflächen der Schraubeneinstecklöcher um schließenden Teilen auftritt, vermindert. Somit wird die Ver bindungskonstruktion einer großen Drehmomentschwankung wi derstehen oder standhalten.

Die Erfindung offenbart somit eine Antriebswelle aus faden- oder faserverstärktem Harz, wobei ein Wellenschaft und Flansche als ein Körper ausgebildet werden. Der Wellenschaft wird durch Wickeln eines geharzten Fadens auf einen Dorn, der an seiner Umfangsfläche mit Stiften versehen ist, wobei der Faden an den Stiften festgehakt wird, gebildet. Der Fa den wird dann in Umfangsrichtung gewickelt, um ein reifen artiges Verstärkungsband nahe jedem Ende des Wellenschaftes auszugestalten. Nachdem die Stifte und die Endabschnitte oder -teile des Dorns entfernt sind, wird jeder Endabschnitt des Wellenschaftes durch ein formgebendes Werkzeug aufgewei tet oder nach außen gerichtet, um einen Flansch zu bilden. Nach einem Warmhärten wird der restliche Teil des Dorns eben falls entfernt.

Wenngleich diese Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, so sollte klar sein, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestell ten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern Abwandlungen erfaßt, die unter den Rahmen der Patentansprüche fallen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Antriebswelle, die einen Wellenschaft sowie einen Endflansch enthält, welche aus faserverstärktem Kunstharz als ein einheitlicher Körper gefertigt sind, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

- Formen einer Wellenschaftkonstruktion durch Wickeln eines geharzten Fadens auf einen Dorn, der an seinem Umfang mit einer Mehrzahl von Stiften versehen ist, wobei der geharzte Faden an einem oder mehreren der Stifte festgehakt wird, und
- Formen eines Endflanschteils durch Aufweiten eines End abschnitts der Wellenschaftkonstruktion.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Festhakens des geharzten Fadens ein zusätzliches Festhaken zugleich an einem anderen Stift einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenschaft an seinem Endabschnitt durch Wickeln eines geharzten Fadens auf den Dorn unter Festhaken die ses Fadens an den am Umfang einer auf den Dorn verschieb bar aufgesetzten Hilfsvorrichtung vorhandenen Stiften konisch aufgeweitet geformt wird, daß der geharzte Faden auf den konisch aufgeweiteten Endabschnitt unter Festha ken an Stiften in Form eines Reifenbandes gewickelt wird und daß die Hilfsvorrichtung auf dem Dorn zum Reifenband hin verschoben wird, um den Endflansch auszubilden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geharzte Faden auf ein mit dem Dorn verbundenes Gestell gewickelt wird, das aus einer Mehrzahl von Stäben gebildet ist, von denen jeder einen Stift besitzt sowie um ein Ge lenk nach außen zu verschwenken ist, wobei das Wickeln im unverschwenkten Zustand des Gestells auf dieses und den Dorn unter Festhaken an den Stiften vorgenommen wird, und daß dann die Stäbe des Gestells ausgeschwenkt werden, um einen Flansch zu formen.

5. Konstruktion zur Verbindung eines Scheibengelenks (1) und einer Antriebswelle (17), die einen Wellenschaft (14) sowie einen Endflansch (16) enthält, welche aus faserver stärktem Harz als ein einheitlicher Körper gebildet sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß in einer Mehrzahl vorhandene Vorsprünge (51, 52) mit gleichen Abständen in Umfangsrichtung an einander gegenüberliegenden Flächen des Scheibengelenks (1) sowie des Endflansches (16) angeordnet sind, wobei die Vorsprün ge (52) am Scheibengelenk jeweils gegen die Vorsprünge (51) am Endflansch (16) anstoßen,
- daß Verstärkungselemente (58, 57) in mit den Vorsprün gen übereinstimmende Vertiefungen (55, 54) in den zu den die Vorsprünge besitzenden Flächen entgegengesetzten Flächen des Scheibengelenks (1) sowie des Endflansches (16) eingesetzt sind und
- daß der Endflansch (16) sowie das Scheibengelenk (1) untereinander durch Verschrauben über die Vorsprünge und die Verstärkungselemente befestigt sind.

6. Konstruktion zur Verbindung eines Scheibengelenks (1) und einer Antriebswelle (17), die einen Wellenschaft (14) so wie einen Endflansch (16) enthält, welche aus faserver stärktem Harz als ein einheitlicher Körper gebildet sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß in einer Mehrzahl vorhandene Vorsprünge (52, 51) mit gleichen Abständen in Umfangsrichtung an einander ge genüberliegenden Flächen des Scheibengelenks (1) sowie des Endflansches (16) angeordnet sind, wobei zwischen den Vorsprüngen (52) am Scheibengelenk und den jeweils zugeordneten Vorsprüngen (51) am Endflansch ein Verstär kungselement (63) eingefügt ist,
- daß Verstärkungselemente (58, 57) in mit den Vorsprün gen übereinstimmende Vertiefungen (55, 54) in den zu den die Vorsprünge besitzenden Flächen entgegengesetzten Flä chen des Scheibengelenks (1) sowie des Endflansches (16) eingesetzt sind und
- daß der Endflansch (16) sowie das Scheibengelenk (1) untereinander durch Verschrauben über die Vorsprünge und die Verstärkungselemente befestigt sind.

7. Konstruktion zur Verbindung eines Scheibengelenks (1) und einer Antriebswelle (17), die einen Wellenschaft (14) sowie einen Endflansch (16) enthält, welche aus faserverstärktem Harz als ein einheitlicher Körper gebil det sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß in einer Mehrzahl vorhandene dickerwandige Teile (71, 70) mit gleichen Abständen in Umfangsrichtung an einander gegenüberliegenden Flächen des Scheibengelenks (1) sowie des Endflansches (16) angeordnet sind, wobei zwischen den dickerwandigen Teilen am Scheibengelenk und den jeweils zugeordneten dickerwandigen Teilen am End flansch ein Verstärkungselement (72) eingefügt ist,
- daß an den anderen Flächen des Scheibengelenks sowie des Endflansches Verstärkungselemente (73) angebracht sind und
- daß der Endflansch sowie das Scheibengelenk untereinan der durch Verschrauben über die dickerwandigen Teile (70, 71) und die Verstärkungselemente (72, 73) befestigt sind.