DE69836028T2

DE69836028T2 - Zusammengesetztes verbindungselement

Info

Publication number: DE69836028T2
Application number: DE69836028T
Authority: DE
Inventors: V. Jiri Schaumburg PAZDIREK; Matthew Ernst Arlington Heights GAERTNER; T. Michael Harwood Heights BURZAWA
Original assignee: MacLean Fogg Co; MacLean Fogg Lock Nut Co
Current assignee: MacLean Fogg Co; MacLean Fogg Lock Nut Co
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2018-08-14
Also published as: EP1005697A1; EP1005697B1; AU9292798A; DE69836028D1; WO1999009563A9; WO1999009563A1; KR20010022897A; EP1005697A4; ES2273437T3; US6116113A; KR100360687B1; JP2001515995A; ATE341085T1; JP3587781B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verbindungsglied. Insbesondere bezieht sie sich auf ein verbessertes Kompositverbindungsglied, wie ein Aufhängeverbindungsglied.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Verbindungsglieder wie Aufhängeverbindungsglieder werden benutzt, um zwei Bauteile miteinander zu verbinden. In der Fahrzeuganwendung werden Verbindungsglieder oft in der Aufhängestruktur verwendet. Die Verbindungsglieder erlauben den verbundenen Bauteilen typischerweise, sich entlang einer Achse relativ zueinander zu bewegen.
Eine Bauform eines bekannten Verbindungsglieds ist ein einstückiger Guss oder ein geschmiedetes, metallisches Verbindungsglied. Jedes Ende des Verbindungsglieds beinhaltet einen hohlen Zylinder. Die Achsen durch das Zentrum der hohlen Zylinder sind parallel zueinander. Die Zylinder sind durch einen kreisförmigen Stab oder ein Rohr miteinander verbunden. Ein zylindrischer Kautschukeinsatz ist in jeden hohlen Zylinder pressend eingepasst. Innerhalb jedes Einsatzes ist eine hohle metallische Buchse.
Das Verbindungsglied kann auch aus drei zusammengeschweissten Metallrohren hergestellt sein. Zwei der Rohre stellen die hohlen Zylinder dar und das letzte Rohr ist als das Verbindungsstück benutzt.
Das Verbindungsglied ist an anderen Bauteilen durch eine Schraube befestigt. Die Schraube ist durch eine Gabelzinke oder ein Joch am Bauteil eingebracht. Die Schraube ist dann durch die Buchse platziert. Die Schraube ist auch durch eine andere Gabel oder Joch an dem Bauteil platziert. Letztendlich ist eine Mutter auf der Schraube befestigt, um das Verbindungsglied zu halten.
Die parallelen Buchsen erlauben den Bauteilen an jedem Ende des Verbindungsgliedes, sich entlang einer Achse zu drehen. Der Kautschukeinsatz erlaubt beschränkte Schräg- und Längsbewegung. Die Kautschukeinsätze isolieren und dämpfen auch Vibrationen und Schläge. Daher sind Vibrationen und Schläge vom einen Ende des Verbindungsglieds zum anderen isoliert.
Es gibt eine Anzahl von Problemen, welche mit diesen Verbindungsgliedern verbunden sind. Da das Verbindungsglied metallisch ist, fügen die Verbindungsglieder ein beträchtliches Gewicht zum Fahrzeugs hinzu. Erhöhtes Gewicht resultiert in verminderter Kraftstofffahrleistung. Zudem erhöht das Schmieden, Giessen oder Schweissen die Kosten des Verbindungsglieds.
Ein Kompositverbindungsglied zur Verwendung als Isolator ist in US 4,495,381 offenbart. Dieser Isolator umfasst ein Isolationsrohr, welches durch Winden von Glasfasern um einen entfernbaren Kern hergestellt ist. An beiden Enden des Isolationsrohrs sind metallische Anschlussstücke mit einem harzartigen Verbindungsmittel eingeklebt. Eine Vielzahl von kragenförmigen, elastomeren Wetterschirmen ist über das Äussere des Isolationsrohrs in einer teilweise übereinanderlappenden Art und Weise aufgesteckt. Leistungselektronikteile sind innerhalb des Isolationsrohrs angeordnet. Verbindungsanschlussstücke sind zur Montage des Kompositverbindungsglieds in besagte metallische Anschlussstücke eingeschraubt.
Ein anderes Kompositverbindungsglied zur Verwendung als Isolator ist in US 5,406,033 offenbart. Dieser Isolator weist Buchsen auf, welche über harzbeschichtete Glasfaserstränge miteinander verbunden sind, welche die Buchsen quer zu deren Öffnung derart umgeben, dass sich eine erste Schicht von Fasern ergibt. Ein Strang von harzbeschichteten Glasfasern ist schräg um besagte erste Schicht von Fasern zwischen den Buchsen gewunden, um eine zweite Schicht von Fasern zu bilden. Eine Wetterschirme beinhaltende Polymerabschirmschicht ist über dem erhaltenen Fiberglaskörper geformt, um einen Isolator zu bilden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, unter Vermeidung der oben genannten Probleme ein verbessertes Verbindungsglied bereitzustellen. In einer Ausführungsform ist ein Kompositverbindungsglied, wie in Anspruch 1 offenbart, bereitgestellt.
In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Kompositverbindungsglied, wie in Anspruch 7 offenbart, bereitgestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung, inklusive ihres Aufbaus und Arbeitsverfahrens sind zusammen mit zusätzlichen Zielen und Vorteilen davon in den folgenden Zeichnungen illustriert, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Kompositverbindungsglieds ist, welche Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 eine perspektivische Ansicht von einigen der Bauteile des Kompositverbindungsglieds von 1 ist;
3 eine Querschnittsansicht des Kompositverbindungsglieds von 1 entlang der Linie A-A ist;
4 eine vergrösserte Querschnittsansicht des Kompositverbindungsglieds von 1 entlang der Linie B-B ist;
5 eine Querschnittsansicht des Endstückbauteils von 2 entlang der Linie C-C ist;
6 eine Querschnittsansicht des Endstückbauteils von 2 entlang der Linie D-D ist;
7 einen Schritt im Verfahren des Windens von Fasern des in 1 gezeigten Verbindungsglieds illustriert;
8 einen anderen Schritt im Verfahren des Windens von Fasern des in 1 gezeigten Verbindungsglieds illustriert;
9 eine perspektivische Ansicht eines Kompositisolators mit einem gebogenen Verbindungsstab und einem Wickeln von Fasern ist;
10 eine Ansicht von alternativen Endanschlussstücken ist. Insbesondere ist 10A eine Querschnittsansicht von einem Endstück mit einer kugelförmigen Buchse; 10B ist eine perspektivische Ansicht von einem Endstück mit einem separaten Zylinder und Übergangsabschnitt, zusammen mit Querschnittsansichten von zwei alternativen Zylindern und 10C ist eine perspektivische Ansicht eines Jochendstückes.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 illustriert ein Kompositverbindungsglied 20, verkörpernd Merkmale der vorliegenden Erfindung. Das Kompositverbindungsglied 20 ist fähig, um als Aufhängeverbindungsglied oder als Isolator, wie im US-Patent Nr. 5,406,033 offenbart, verwendet zu werden. Zur Verwendung als ein Isolator sind Wetterschirme w auf das Kompositverbindungsglied 20 geformt.
Bezugnehmend auf 2-4 beinhaltet das Kompositverbindungsglied 20 einen Verbindungsstab 22 und zwei Anschlussstücke oder Endstücke 24. Der Verbindungsstab 22 ist entweder gerade oder gebogen und hat zwei gegenüberliegende Enden 23. Der Verbindungsstab 22 ist vorzugsweise aus röhrenförmigem gezogenem Fiberglas für höhere Lastanforderungen und röhrenförmig extrudiertem Polymer für niedrigere Lastanforderungen. Dadurch hat der Verbindungsstab 22 einen kreisförmigen Querschnitt und umschliesst ein hohles Gebiet 25 entlang seiner Länge. Andere Materialien, wie Aluminium oder Magnesium können für den Verbindungsstab 22 verwendet werden. Der Verbindungsstab 22 kann auch andere Querschnittsformen haben, wie eine C-Form, ein I-Träger oder ein Vollzylinder.
Jedes Endstück 24 ist von gleicher Konstruktion wie das andere Endstück 24, aber die Endstücke 24 können von unterschiedlicher Konstruktion sein. Jedes Endstück 24 beinhaltet eine Buchse 26 und einen äusseren Abschnitt 36. Vorzugsweise ist die Buchse 26 aus Metall, wie aus Stahl oder Aluminium, zylindrische Buchse.
Der äussere Abschnitt 36 beinhaltet einen Übergangsabschnitt 28, eine Ausnehmungsoberfläche 30, Flansche 32 und eine Verbindungsstabaussparung 34 innerhalb eines Flanschmittels 35. Vorzugsweise ist der äussere Abschnitt 36 ein gegossenes Elastomer, wie Kautschuk, Polyurethan oder anderes, elastisches Material. Der äussere Abschnitt 36 ist um die Buchse 26 geformt. Vor dem Formen, ist ein Haftmittel zur Buchse 26 gebracht. Das Haftmittel hält die Buchse 26 zwischen den äusseren Abschnitten 36. Als Alternative zum Formen des äusseren Abschnitts 36 auf der Buchse 26, ist die Buchse 26 in den vorgeformten oder geformten äusseren Abschnitt 36 pressmontiert.
Die Ausnehmungsoberfläche 30 ist durch die Flansche 32 gebildet. Jeder Flansch 32 erstreckt sich von der Ausnehmungsoberfläche 30. Die Ausnehmungsoberfläche 30 beginnt an einer Seite, wie zum Beispiel dem Oberteil des äusseren Abschnitts 36 benachbart dem Übergangsabschnitt 28 und krümmt sich herum zu einer gegenüberliegenden Seite, wie zum Beispiel der Unterseite des äusseren Abschnitts 36, benachbart zum Übergangsabschnitt 28. Anstelle des Krümmens um den äusseren Abschnitt 36 kann die Ausnehmungsoberfläche 30 eine Mehrzahl von verbundenen, im Wesentlichen flachen, ebenen Oberflächen aufweisen. Die Ausnehmungsoberfläche 30 kann auch gerundet oder gerillt sein oder andere Oberflächenbeschaffenheiten haben. Die Ausnehmungsoberfläche 30 hat vorzugsweise nicht, kann aber Abschnitte haben, welche sich vom äusseren Abschnitt 36 über die Flansche 32 erstrecken.
Der äussere Abschnitt 36 beinhaltet vorzugsweise auch einen Absatz 38 auf jeder Seite, benachbart zum Übergangsabschnitt 28. Vorzugsweise weist der Absatz 38 die Dicke der Flansche 32 auf und hat eine Höhendimension, welche annähernd gleich zur Dicke der gewundenen Fasern ist, wie nachfolgend diskutiert.
Der Absatz 38 und die Ausnehmungsoberfläche 30 bilden eine konzeptionelle Verbindung mit dem Übergangsabschnitt 28. Wie in 5 gezeigt, ist der Querschnitt des Übergangsabschnitts 28 benachbart zu den Absätzen 38 (beide Seiten) und Ausnehmungsoberfläche 30 (oben und unten) rechtwinklig. Vorzugsweise ist der Übergangsabschnitt 28 bündig mit der Ausnehmungsoberfläche 30 und die Absätze 38 erstrecken sich über dem Übergangsabschnitt 28 vom äusseren Abschnitt 36. Daher sind zwei Kanten des rechteckigen Querschnitts C-C bündig mit den zwei Ausnehmungsoberflächen 30, wie im Querschnitt A-A von 3 gezeigt. Andere Querschnittsformen sind möglich, wie zum Beispiel quadratisch oder gerundet.
Bezugnehmend auf die 2, 5 und 6 beinhaltet der Uebergangsabschnitt 28 die Verbindungsstabaussparung 34 innerhalb des umlaufenden Flanschmittels 35. Die Anschlussstaböffnung 34 ist an einem Ende des Endstücks 24 angeordnet. Die Verbindungsstabaussparung 34 ist geformt, um einen Abschnitt des Verbindungsstabs 22, wie einem Ende 23, zu umfassen. Daher ist die Verbindungsstabaussparung 34 vorzugsweise kreisförmig. Andere Formen sind möglich, wie zum Beispiel rechtwinklig zur Aufnahme eines rechtwinkligen oder I-Träger querschnittsaufweisenden Verbindungsstabs 22. Die Verbindungsstabaussparung 34 ist vorzugsweise 19,05 oder 25,4 mm (3/4 oder 1 Zoll) tief, aber andere Dimensionen sind möglich.
Vorzugsweise gleitet der Verbindungsstab 22 in die Verbindungsstabaussparung 34, kann aber eng in die Verbindungsstabaussparung 34 passen.
An dem Ende mit dem Übergangsabschnitt 28 mit der Verbindungsstabaussparung 34 stimmt der Querschnitt D-D des Übergangsabschnitts 28 beim Flanschmittel 35 mit dem Querschnitt des Verbindungsstabs 22 überein. Wie in 6 gezeigt, ist der Querschnitt D-D rechtwinklig mit abgerundeten oder angeschrägten Ecken 40. Die abgerundeten oder abgeschrägten Ecken 40 entsprechen dem äusseren Abschnitt 36 zum kreisförmigen Verbindungsstab 22. Der Betrag des Radius oder Abschrägung der Ecken 40 steigt von der konzeptionellen Verbindung mit den Absätzen 38 und den Ausnehmungsoberflächen 30 zum Ende des äusseren Abschnitts 36 mit der Verbindungsstabaussparung 34. Dadurch ändert der Übergangsabschnitt 28 allmählich von der Ausnehmungsoberfläche 30 oder dem Querschnitt C-C von 5 zu den abgerundeten oder abgeschrägten Ecken 40 oder dem Querschnitt D-D von 6. Der Übergangsabschnitt 28 stellt einen sanften Übergang von der Form der Ausnehmungsoberfläche 30 auf die Form des Verbindungsstabs 22 bereit.
Der Übergangsabschnitt 28 stellt auch einen sanften Übergang von den Abmessungen der Ausnehmungsoberfläche auf die Abmessungen des Verbindungsstabs 22 bereit. Beispielsweise weist der Querschnitt C-C von 5 ein 19,05 mm × 19,05 mm (3/4 Zoll × 3/4 Zoll) Rechteck auf und der Querschnitt D-D von 6 weist ein 15,88 mm x 15,88 mm (5/8 Zoll × 5/8 Zoll) Rechteck mit abgerundeten oder abgeschrägten Ecken 40 auf.
Der Übergangsabschnitt 28 hat einen oder mehrere Nuten 42. Vorzugsweise zwei kreisförmige Nuten 42 sind quer zu den Ecken 40 und regelmässig entlang des Übergangsabschnitts 28 voneinander entfernt angeordnet. Die Nuten 42 helfen das Endstück 24 am Verbindungsstab 22 anzubringen, wie nachfolgend diskutiert.
Zum Zusammenbauen des Kompositverbindungsglieds 20, sind die zwei Endstücke 24 und der Verbindungsstab 22 – wie oben beschrieben – benachbart zueinander positioniert, wie allgemein in 2 gezeigt. Insbesondere ist ein Ende 23 des Verbindungsstabs 22 innerhalb der Verbindungsstabaussparung 34 eines Endstücks platziert und das andere Ende 23 des Verbindungsstabs 22 ist innerhalb der Verbindungsstabaussparung 34 des anderen Endstücks platziert. Das Kompositverbindungsglied 20 kann mehr als zwei Endstücke beinhalten. Zum Beispiel ist ein Verbindungsstab 22 mit einer Gabel an einem oder beiden Enden verwendet. Ein Endstück 24 ist auf jeder der Gabeln oder Enden des Verbindungsstabs 22 platziert.
Bezugnehmend auf die 7 und 8 beinhaltet das Kompositverbindungsglied 20 zusammen mit dem Verbindungsstab 22 und den Endstücken 24 zumindest eine Wicklung von einem oder mehreren Strängen von Fasern 44. Vorzugsweise sind die Fasern 44 Glasfasern, aber andere Fasern, wie Kohle (Graphit), Polymer (Aramid) oder kombinierte Fasern können verwendet werden. Obwohl eine Vielzahl von Glasfasern brauchbar sein könnten, ist die bevorzugte Faser "E-Glas". "E-Glas" ist eine kostengünstige, elektrische Güteklassefaser mit einer hohen mechanischen Beanspruchbarkeit. Während 7 Mehrfachfasern 44 zeigt, können die Fasern 44 alternativ eine einzelne Faser 44 oder ein querverwebtes Band von Fasern 44 aufweisen.
Das Kompositverbindungsglied 20 ist durch Wickeln der Fasern 44 nach Harzbeschichtung hergestellt. Im Allgemeinen sind die Fasern 44 längs zwischen und um die Endstücke 24 gewunden. Die Längswicklungen bilden eine erste Schicht 46 von harzbeschichteten Fasern 44 und verbinden die Endstücke 24 als ein integraler Bestandteil des Kompositverbindungsglieds 20. Wie in 8 gezeigt, sind die gleichen kontinuierlichen Fasern 44 dann schräg um die erste Schicht 46 gewunden, um eine zweite Schicht 50 von Fasern 44 zu bilden. Alternativ ist/sind ein verschiedener Strang oder Stränge von Faser 44 für jeden Abschnitt der ersten oder zweiten Schicht 46, 50 verwendet.
Diese Wicklungsschritte sind unter Verwendung eines bekannten Wicklungsverfahrens ausgeführt. Für eine Erörterung der Faserwickeltechnologie, inklusive einer Auflistung von darauf bezogenen Patenten sei auf Filament Winding, einem Buch von Peters, Humphrey und Foral, erschienen bei SAMPE, der Gesellschaft von fortgeschrittenen Material- und Verfahrensingenieuren (Society of Advanced Materials and Process Engineers) verweisen.
Bezugnehmend auf die 7 und 8 sind Details des Wickelns der Fasern 44 für das Kompositverbindungsglied 20 illustriert. Zu Beginn werden die Endstücke 24 in den in 7 und 8 gezeigten Relativpositionen durch eine (nicht gezeigte) Spannvorrichtung gesichert. Die Endstücke 24 sind axial ausgerichtet und voneinander beabstandet. Die Distanz L von der Achse 1A der Buchse 26 zur Achse 1B der anderen Buchse 26 repräsentiert eine annähernde Länge des Kompositverbindungsglied 20. Die Spannvorrichtung sichert die Endstücke 24 durch die Verbindung der Buchsen 26 und erlaubt eine geringe Relativbewegung der Endstücke 24 während der Herstellung des Kompositverbindungsglieds 20. Die Seitenflächen 52 der Endstücke 24, definiert durch die Flansche 32, die Absätze 38 und die Enden der Buchsen 26, sind während dem Wickeln vorzugsweise durch die Spannvorrichtung oder andere Mittel abgedeckt. Das Abdecken verhindert, dass die Oberflächen 52 und Enden der Buchsen 26 mit Harz verschmutzt werden, wie nachstehend beschrieben.
Entsprechend der Erfindung ist der ununterbrochene Strang von Fasern 44 in einer gesteuerten Art und Weise in einem Flüssigharzbad (nicht gezeigt) "durchnässt". Beispielsweise sind die Fasern 44 mit einem Polyester, Vinylester, Epoxy, phenolischen, thermoplastischen Polymer oder einem anderen Material mit ähnlichen Eigenschaften beschichtet. Das Harz muss eine gute mechanische Verbindung sicherstellen und zum Hochtemperaturformen, Lackieren oder Tauchen geeignet sein, um die in den 1, 3 und 4 gezeigte Abschirmschicht 48 zu schaffen. Bevorzugt wird Vinylester verwendet. Das bevorzugte Verhältnis von Glasfaser zu Harz beträgt annähernd siebzig Prozent zu dreissig Prozent. Andere Verhältnisse können abhängig von der gewünschten Zugfestigkeit verwendet werden. Das Harz wandert durch die Fasern 44, um die einzelnen Fasern 44 zu verbinden. In der Alternative können die Fasern 44 durch konventionelle Techniken vorimprägniert sein.
Die Fasern 44 sind – nach Harzbeschichtung – wiederholend von einem Endstück 24 zum und um das andere Endstück 24, eine Schlaufe von Fasern 44 formend, gewunden. Die Fasern 44 sind gewunden bis die Fasern 44 die Ausnehmungsoberfläche 30 jedes Endstücks 24 über die gesamte Breite der Ausnehmungsoberfläche 30 bedeckt ist, wie in 3 gezeigt. Dieses Längswickeln der Fasern 44 bildet die erste Schicht 46 auf eine Dicke von annähernd 1/2 der Höhe der Flansche 32 über der Ausnehmungsoberfläche 30. Wo das Kompositverbindungsglied 20 eine ungerade Anzahl von Endstücken, wie zum Beispiel drei umfasst, weist eines der Endstücke vorzugsweise höhere Flansche 32 und/oder eine breitere Ausnehmungsoberfläche 30 auf, um die zusätzlichen Wicklungen der Fasern 44 aufzunehmen, welche notwendig sind, um die zwei anderen Endstücke 24, wie oben besprochen, zu bedecken.
8 illustriert weiter Wickeln von Fasern 44 um die zweite Schicht 50 zu bilden. Vorzugsweise sind dieselben Fasern 44, die zur Bildung zur ersten Schicht 46 verwendet worden sind, als eine kontinuierliche Länge gewunden, um die zweite Schicht 50 zu bilden. Die Fasern 44 sind über der ersten Schicht 46 von einem der Endstücke 24 und dann um die erste Schicht 46 zwischen beiden Endstücken 24 gebracht. Vorzugsweise sind die Fasern 44 in mehreren Durchgängen von einem Endstück zum anderen Endstück 24 gewunden. Beispielsweise sind die Fasern 44 in einem ersten Durchgang lose bei einem kleinen Steigungswinkel (z) von 10 oder 170 Grad zur Achse 2, gezeigt in 8, gewunden. Andere Winkel können verwendet werden. Während einem zweiten Durchgang werden die Fasern 44 eng bei einem grossen Steigungswinkel (z) zur Achse 2 von etwa 90 Grad gewunden. Um die Fasern 44 eng zu wickeln, werden die Fasern 44 unter Spannung gegen die erste Schicht 46 gezogen, wenn die zweite Schicht 50 gewickelt wird. Das enge Wickeln zieht die erste Schicht 46 von ihrer ursprünglichen Schlaufenbahn um die Endstücke 24 und drückt die Luft aus der ersten Schicht 46 heraus. Das enge Wickeln schafft auch das in 1 gezeigte Kompositverbindungsglied 20. Andere Winkel, Arbeitsgänge und variable Spannung können verwendet werden. Beispielsweise ist die Anzahl von Durchgängen erhöht, um die Belastbarkeit des Kompositverbindungsglieds 20 zu erhöhen.
Während dem zweiten Durchgang sind mehrfache Transversalwicklungen von Fasern 44 verwendet, um eine dickere zweite Schicht 50 benachbart zu jedem Endstück 24 zu schaffen. Insbesondere sind die Fasern 44 um den Übergangsabschnitt 28 bis auf eine Dicke nahe der Höhe des Absatzes 38 gewunden. Die Nuten 42 am Übergangsabschnitt 28 helfen die harzbeschichteten Fasern 44 der zweiten Schicht 50 am abfallenden Übergangsabschnitt 28 an Ort zu halten. Die mehrfachen Schrägwicklungen unterstützen die Lasttrageigenschaften des Kompositverbindungsglieds 20 und erlauben einen sanften Übergang von den Seitenflächen 52 zur Abschirmschicht 48 (siehe 1 und 4). Mehrfache Transversalwicklungen der Fasern 44 können ebenfalls entlang anderen Abschnitten des Verbindungsstabs 22 verwendet werden, wie eine dickere Wicklung im Zentrum des Kompositverbindungsglieds 20.
Zusammen mit dem Wickeln der ersten Schicht 46 übt die Spannung, angewendet während des Wickelns der zweiten Schicht 50, eine Kraft auf die Endstücke 24 aus. Die Kraft hält die Endstücke 24 benachbart zum Verbindungsstab 22. Die Kraft kann die Endstücke 24 enger zusammenziehen, besonders wenn der Verbindungsstab 22 nicht in ganzer Tiefe jeder Aussparung 34 eingeführt ist. Die Kraft neigt auch dazu, das elastomerische Material der Endstücke 24 zu verdichten. Die durch die Fasern 44 aufgebrachte Kraft hält die Endstücke 24 als ein integraler Bestandteil des Kompositverbindungsglieds 20 durch nicht-erlauben, dass die Endstücke 24 entfernt werden.
Nachdem die Fasern 44 gewunden sind, um das Kompositverbindungsglied 20 zu bilden, wird dem flüssigen Harz erlaubt, auszuhärten. Das Aushärten sichert weiter die Endstücke 24 und den Verbindungsstab 22 zusammen. Wenn erwünscht, kann das Harz ofengehärtet werden, um den Herstellungsprozess zu beschleunigen.
In Zuwendung zu 1, 3 und 4, ist die Abschirmschicht 48 auf das Kompositverbindungsglied 20 aufgebracht. Die Abschirmschicht 48 ist eine Schicht von Lack, eine Beschichtung des Eintauchmaterialtyps oder eine spritzgegossene Beschichtung. Vorzugsweise ist Epoxylack verwendet. Die Art des für die Abschirmschicht 48 verwendeten Materials basiert auf den Kosten, der Ästhetik und dem erforderlichen Schutz vor der Umgebung. Zum Spritzgiessen ist das verwendete Material ein Polymer, wie ein Silikonkautschuk. Spritzgiessen ist vorzugsweise zur Herstellung eines Isolators aus dem Kompositverbindungsglied 20 verwendet. Der Isolator ist von gleicher Konstruktion, nur Wetterschirme w sind auf oder mit der Abschirmschicht 48 geformt.
Die Abschirmschicht 48 ist angebracht, um die erste und zweite Schicht 46 und 50 komplett abzudecken. Eine Spannvorrichtung, wie die oben diskutierte Spannvorrichtung, bedeckt die Oberflächen 52 und den exponierten Abschnitt der Buchsen 26 an jedem Endstück 24. Dadurch verdeckt die Spannvorrichtung die exponierten Abschnitte der Endstücke 24, einschliesslich den inneren Abschnitten der Buchsen 26. Die Abschirmschicht 48 ist entweder auf das Kompositverbindungsglied 20 sprühlackiert oder das Kompositverbindungsglied 20 ist in Eintauchtypflüssigbeschichtungsmaterial eingetaucht. Der Abschirmschicht 48 wird dann erlaubt, zu trocknen oder zu härten. Vorzugsweise ist die Abschirmschicht 48 bündig mit den Seitenflächen 52 entlang der Absätze 38 und mit den Flanschen 32 oberhalb den Ausnehmungsoberflächen 30 nach dem Trocknen oder Aushärten. Andere Beschichtungstechniken können verwendet werden, um die Abschirmschicht zu bilden.
Zum Spritzgiessen ist eine Modellform derart konstruiert, dass die oberen und unteren Formabschnitte eingreifen und die exponierten Flächen abdecken, wie die Oberflächen 52 und Buchsen 26. Eine rückziehbare Verbindungsstange ist in jede Buchse 26 eingeführt, bevor die Formabschnitte geschlossen werden. Der Verbindungsstab 22 deckt die inneren Abschnitte der Buchsen 26 ab, ausser wenn das Kompositverbindungsglied 20 für eine Verwendung als Isolator entworfen ist. Silikonkautschuk wird dann in einer konventionellen Art und Weise durch Kanäle eingespritzt, um die Abschirmschicht 30 zu bilden. Obwohl im vorangegangenen Beispiel Spritzgiessen verwendet ist, könnten andere Formtechniken auch benutzt werden, sowie andere Formmaterialien.
Bezugnehmend auf 9 ist ein alternativer Verbindungsstab 22 gezeigt. Die Verbindungsstange 22 hat eine Biegung 54 entlang der Achse 2. Die Verbindungsstabaussparungen 34 sind bevorzugt winklig in den Endstücken 24, entsprechend dem Grad der Biegung 54. Alternativ sind die Enden des Verbindungsstabs 22 zum Einführen in jede Verbindungsstabaussparung 34 abgewinkelt, um parallel zur Achse 2 zu sein. Andere Verformungen des Verbindungsstabs 2, einschliesslich den Enden oder anderen Abschnitten des Verbindungsstabs 22 sind möglich.
Mit der Biegung 54 sind die Fasern 44 vorzugsweise in einer anderen Art, als oben beschrieben, gewunden, um die erste Schicht 46 zu bilden. Die Fasern 44 sind wiederholend von einem Endstück 24 zum und um das andere Endstück 24 gewunden. Wie auch immer sind, anstelle des Bildens der Schlaufe von Fasern 44, die Fasern 44 zwischen den Endstücken 24, wie gezeigt, gewunden. Wie die oben in Bezug auf die 7 und 8 diskutierten Windungen von Fasern 44, sind die Fasern 44 gewunden bis die Fasern 44 die Ausnehmungsoberflächen 30 jedes Endstücks 24 über die gesamte Breite der Ausnehmungsoberflächen 30 bedeckt, wie in 3 gezeigt. Die zweite Schicht 50 ist ebenfalls, wie oben diskutiert, gebildet.
Bezugnehmend auf 10 sind mehrere alternative Endstücke 24 gezeigt. In 10A ist die Buchse 26 eine kugelförmige Buchse mit einem kugelförmigen Lagergelenk 58. Die Buchse 26 ist aus Stahl, Aluminium, hochbelastbarem, faserverstärkten Polymerguss oder anderen Materialien. Der äussere Abschnitt 36 ist entweder einstückig wie oben diskutiert oder ist in zwei Stücke geteilt, wie gezeigt. Die zwei Stücke passen zusammen, um die Ausnehmungsoberfläche 30 zu bilden. Auch ist, wie gezeigt, der äussere Abschnitt 36 in Richtung der Buchse 26 verjüngt. Der verjüngte Abschnitt des äusseren Abschnitts 36 und die exponierten Aussenseiten der Buchsen 26 sind durch konventionelle Staubabdeckungen 56 abgedeckt. Wie in der Technik bekannt, schützen die Staubabdeckungen 56 das kugelförmige Lagergelenk 58.
In 10B ist ein anderes, alternatives Endstück 24 gezeigt. Das Endstück 24 beinhaltet einen Zylinderabschnitt 60 und einen Uebergangsabschnitt 28, allerdings sind der Uebergangsabschnitt 28 und der Zylinderabschnitt 60 zwei unterschiedliche Teile. Der Zylinderabschnitt 60 weist eine grosse Buchse, wie eine Metallbuchse, auf. Wie in den alternativen Querschnitten gezeigt, kann der Zylinderabschnitt 60 Flansche 32 haben.
Der Übergangsabschnitt 28 ist vorzugsweise ein Metallstück aber andere Materialen können verwendet werden. Der Übergangsabschnitt 28 ist allgemein derselbe wie der oben besprochene Übergangsabschnitt 28, aber kann auch keine Nuten 42 haben. Zusätzlich kann der Uebergangsabschnitt 28 in dieser alternativen Ausführungsform Zinken 62 haben, welche sich vom Uebergangsabschnitt 28 her erstrecken. Die Zinken 62 sind geformt um um einen Abschnitt des Zylinderabschnitts 60 zu passen, um den Übergangsabschnitt 28 benachbart zum Zylinderabschnitt 60 zu halten. Alternativ und vorzugsweise ist der Uebergangsabschnitt 28 mit Haftmittel am Zylinderabschnitt 60 verklebt. Beide, die Zinken 62 und das Haftmittel können verwendet werden, um den Zylinderabschnitt 60 und den Uebergangsabschnitt 28 zu verbinden. Der Übergangsabschnitt 28 verbindet den Zylinderabschnitt 60 und den Verbindungsstab 22 wie oben besprochen.
Für die Alternative, in 10B gezeigte Ausführungsform ist ein Kautschukeinsatz mit einer Buchse in den Zylinderabschnitt 60 pressend eingepasst, wie im Fach bekannt. Die Fasern 44 sind um den Zylinderabschnitt 60 gewunden, so dass der Kautschukeinsatz entfernt werden kann. Wie auch immer, halten die Fasern 44 die Endstücke 24 benachbart zum Verbindungsstab, wie oben besprochen.
In 10C ist ein anderes, alternatives Endstück 24 gezeigt. Das Endstück 24 weist ein Joch 64 auf. Das Joch 64 schliesst eine Hülse 66 ein. Die Hülse 66 ist pressend eingepasst oder gleitet in oder über den Verbindungsstab 22. Vorzugsweise ist die Hülse 66 rund oder hat andernfalls einen Querschnitt entsprechend der Querschnittform des Verbindungsstabs 22. Ein zusätzlicher Uebergangsabschnitt 28 kann über die Hülse 66 oder den Verbindungsstab 22 hinzugefügt werden. Die Fasern 44 sind um das Joch 64 zwischen den Armen 68 gewunden. Wenn ein Übergangsabschnitt 28 verwendet wird, stellt der Übergangsabschnitt 28 einen sanfteren Übergang vom Joch 64 auf den Verbindungsstab 22 bereit, wie oben behandelt.
Einige der oben beschriebenen Endstücke 24 oder andere Endstücke 24 werden beim Kompositverbindungsglied 20 verwendet. Alle Endstücke 24 an einem beliebig gegebenen Kompositverbindungsglied 20 können vom selben Typ des Endstücks 24 oder von verschiedenen Endstücken 24 sein. Zum Beispiel ist ein Endstück wie in 10C mit einem in 2 gezeigten Endstück verwendet.
Als noch eine andere Alternative ist das Kompositverbindungsglied 20 ohne den Verbindungsstab 22 gebildet. Der Übergangsabschnitt 28 der Endstücke 24 geht von der Ausnehmungsoberfläche 30 zur schliesslichen Form des Zentrums des Kompositverbindungsglieds 20, wie einer Kreisform über. Das Zentrum des Kompositverbindungsglieds 20 oder der Abschnitt zwischen den Endstücken 24 weist die erste und zweite Schicht 46 und 50 von Fasern 44 auf. Der Zentrumsabschnitt ist durch Winden der Fasern 44 gebildet. Der Zentrumsabschnitt ist vorzugsweise kreisförmig im Querschnitt, wie ein Hohlzylinder.
Das Kompositverbindungsglied 20 ohne den Verbindungsstab 22 ist durch Halten der Endstücke 24 in einer voneinander beabstandeten Weise hergestellt, während die erste Schicht 46 von Fasern 44, um und zwischen den Endstücken 24 gewunden wird. Die zweite Schicht 50 von Fasern 44 ist um die erste Schicht 46, wie oben behandelt, gewunden. Die Spannung der zweiten Schicht 50 kann derart verändert werden, so dass ein hohles Gebiet 25 im Zentrumsabschnitt und innerhalb der zweiten Schicht 50 gebildet wird.
Es ist vorstellbar, dass die Glasschichten eher in einem überlappenden Muster gewickelt werden, als konzentrisch gewickelt zu werden; die zweite Schicht könnte spiralförmig oder kreuzförmig gewunden sein; mehr als zwei Schichten könnten beinhaltet sein; oder der Strang ist vorzugsweise kontinuierlich durch die Wicklungen, könnte aber mehrere unterschiedliche Stränge beinhalten.

Claims

Kompositverbindungsglied (20), aufweisend wenigstens zwei voneinander beabstandete Endmittel, welche durch einen Strang von harzgetränkter Faser (44) miteinander verbunden sind, welche um und zwischen besagten Endmitteln gewickelt sind, um eine erste Schicht (46) von Fasern zu bilden, einen Strang (44) von harzgetränkter Faser, welcher transversal um besagte erste Schicht (46) von Fasern gewickelt ist, um eine zweite Schicht (50) von Fasern zu bilden und einer Abschirmschicht (48), welche über besagter erster Schicht (46) und zweiter Schicht (50) von Fasern gebildet ist, gekennzeichnet durch ein faserverstärktes, gegenüberliegende Enden (23) aufweisendes Kompositrohr (22), und dadurch dass die Endmittel Endanschlussstücke (24) sind, ein Endanschlussstück (24) an jedem Ende (23) von besagtem Rohr (22) angeordnet ist, jedes Endanschlussstück (24) einen Endanschlussstückkörper (36) mit einem Montagevorsprung aufweist, jeder der besagten Montagevorsprünge wenigstens einen Abschnitt (28) mit einem Querschnitt, der im Wesentlichen dem Querschnitt des besagten Rohrs (22) entspricht, aufweist, besagter Endanschlussstückkörper (36) einen segmentweisen, zylindrischen Kappenabschnitt, gegenüberliegende, parallele Seitenflächen (52) und einen zu jeder Seitenfläche (52) bündigen Flansch (32) beinhaltet, welcher sich über den. besagten Kappenabschnitt erstreckt, wodurch eine Ausnehmungsoberfläche (30) zwischen besagten Flanschen (32) gebildet wird, der Strang von harzgetränkter Faser (44) längs der Achse des besagten Rohrs (22) um und zwischen besagten Endanschlussstücken (24) gewickelt ist, um die erste Schicht (46) von Fasern zu bilden, welche die, besagte Ausnehmungsoberfläche (30) bis auf eine Höhe, welche weniger als die Hälfte der Höhe der besagten Flansche (32) beträgt, überdeckt, die Abschirmschicht (48) über der besagten ersten Schicht (46) zwischen besagten Flanschen (32) und besagten zweiten (50) und ersten (46) Schichten um besagtes Rohr (22) gebildet ist.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der besagten Flansche (32) gegenüberliegende freie Enden aufweist, derart, dass genannte freie Enden (38) sich nach Aussen von besagter Ausnehmungsoberfläche (30) erstrecken.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass besagte zweite Schicht (50) von Fasern die freien Enden (38) von besagten Flanschen (32) bedeckt.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Abschirmschicht (48) eine äussere Oberfläche hat, welche im Wesentlichen bündig mit dem obersten Teil von besagten Flanschen (32) ist.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Oberfläche der Abschirmschicht (48) ebenfalls im Wesentlichen bündig mit besagten Endanschlussstückkörperseitenflächen (52) ist.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (44) von harz getränkter Faser durch erstens Wickeln von Ende zu Ende von besagtem Rohr (22) bei einem grossen Steigungswinkel und dann durch Wickeln von Ende zu Ende von besagtem Rohr (22) bei einem niedrigen Steigungswinkel gewickelt ist, um besagte zweite Schicht (50) zu bilden.
Kompositverbindungsglied (20) zur Verwendung als Isolator, aufweisend einen Strang (44) von harzgetränkter Faser, welcher gewickelt ist, um eine erste Schicht (46) von Fasern zu bilden, einen Strang (44) von harzgetränkter Faser, welcher um besagte erste Schicht (46) von Fasern gewickelt ist, um eine zweite Schicht (50) von Fasern zu bilden, und einer Wetterschirme (w) beinhaltenden Abschirmschicht (48), welche über besagte erste und zweite Schichten (46, 50) gebildet ist, gekennzeichnet durch einen faserverstärkten Zylinder (22) mit einem kreisförmigen Querschnitt und gegenüberliegenden Enden (23), ein Endanschlussstück (24) an jedem Ende (23) des besagten Zylinders (22), wobei jeder der besagten Endanschlussstücke (24) ein Flanschmittel (35) für die Verbindung mit dem Zylinder (22) beinhaltet und die ersten und zweiten Schichten (46, 50) von Fasern ein hohles Gebiet (25) umschliessen.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Endanschlussstücke (24) wenigstens teilweise aus Aluminium gefertigt sind.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Abschirmschicht (48) durch Silikonkautschuk gebildet ist.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte zweite Schicht (50) spiralförmig um besagte erste Schicht (46) gewickelt ist.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Fasern (44) aus Glas geformt sind.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Fasern (44) aus Aramid geformt sind.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haftmittel an besagte Endanschlussstücke (24) angewendet wird.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Endanschlussstückflanschmittel (35) zylindrisch geformt sind.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Abschirmschicht (48) auf die zweite Schicht (50) gegossen ist.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Wetterschirme (w) um besagten Zylinder (22) gegossen sind.
Kompositverbindungsglied nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Wetterschirme (w) mit besagter Abschirmschicht (48) um besagten Zylinder (22) gegossen sind.