DE7932590U1 - Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff, mit festgewickelten Endstücken - Google Patents
Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff, mit festgewickelten EndstückenInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
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Description
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Pi 454C 1 12.11,79
Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff* mit festgewickelten
Endstücken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebswelle aus faserverstärktem
Kunststoff, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs L· Sie findet besonders Anwendung bei Gelenkwellen für Motorfahrzeuge,
wie Kardanwellen oder dergleichen!
Die Erfindung geht von einer bekannten Kardanwellenkoristruktiöri
aus, die in DE-OS 28 51 292 nebst einem Verfahren zu deren Her^
stellung gezeigt und beschrieben ist. Bei dieser bekannten Kardanwelle sind mit jeweils einem Jochteil und einem Verankerungsteil
einstückig vorgefertigte Endstücke aus Metall vorgesehen, welche zur Herstellung der Welle auf die Enden eines ebenfalls
vorgefertigten, rohrförmigen Einwegdornes aufgesetzt, und da- ^ nach einschließlich des dazwischen befindlichen Einwegdornes
mit faserverstärktem Kunststoff umwickelt werden. Nach dessen Aushärtung oder Vulkanisation sind die Endstücke darin fest
verankert, so daß sie mit dem so entstandenen Hauptteil der Welle eine untrennbare Einheit bilden, Jedes der Jochteile
dieser "KardahWellehkonstrUktion kann mittels eines Xreuzgeienkbolzens
mit einem zügehörigen Anschlußjochteil zu einem Kardangelenk zusammengeschlossen werden.
Gegenüber den üblichen Gelenkwellen wie insbesondere Kardanwellen
aus Stahl besitzt diese Kardanwellenkonstruktiön neben
einem besseren Sehwingüngsverhälten den Vorteil eines geringeren
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Gewichtes, WödUröh sich das LeistüngsgeWicht der geöämten
Einheit. Und dementsprechend auch d#r Brennstoffverbrauch bei
gleichet* Leistung Verringert, Öle WeiMeri ,jedoch den tiächtell
eines erhöhten Fertigüngs-,- insbesondere LägerhältüngsäUf«
Wandes zufolge der Notwendigkeit aufj für jeden Mötorentyp
passende Kardanwellen gesondert anzufertigen bzw* auf Läger
zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebswelle
aus faserverstärktem Kunststoff anzugeben, die unter Beibe^
haltung der angegebenen Vorteile bekannter Wellen dieser Art
/-, relativ einfach mit verschiedenen Unterschiedlich gestalteten
oder bemessenen Kreuzgelenken bestückt, also für verschiedene Motorentypen ausgerüstet werden kann. Die Lösung dieser Auf·^
gäbe ist mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung angegeben.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antriebswelle
sind mit den Ansprüchen 2 bis 5 umrissen, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Antriebswelle ist mit den Ansprüchen
6 bis 11 angegeben.
Die neue Antriebswelle vereinigt in sich die Vorteile der üblichen Stahlwellen mit jenen der vorausgehend beschriebenen
C Kardanwellenkonstruktion aus faserverstärktem Kunststoff. Ebenso wie diese besitzt sie ein wesentlich geringeres Ge- |
wicht als Stahlwellen, wobei sich aber ihre Enden in der bislang üblichen Weise mit vorgefertigten Verbindungseinrichtungen
oder Anschlußteilen, wie etwa ein genuteter Weilens-tümitiei oder ein Jochteil eines Kreuzgelenkes durch
umfängliche Schweißung fest verbinden lassen. Auch kann sie erforderlichenfalls durch den Einbau eines Adapterteiles
ebenso gut an Verbindungseinrichtungen unterschiedlicher Abmessungen oder auch unterschiedlichen Querschnittes angepaßt
werden. Weitere Vorteile sind große Festigkeit der Verbindung ihrer Endstücke mit dem aus faserverstärktem Kunststoff erstellten
Hauptteil der Welle mit wesentlich einfacheren Mitteln als gemäß dem Stand der Technik.
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Ihr geringes Gewicht gestattet den im Wesentlichen Schwingüngi3fr*eien
Einäätz Solcher Wellen mit viel größerer1 als der
bisher üblichen Länge* Hierbei erübrigt sich die bislang erforderliche Anordnung eines ZWischerilager*s Und entsprechende
Unterteilung der Antriebswelle in zwei oder mehr in Nähe
tines Endes noch einmal gelagerte und miteinander gelenkig Verbundene Abschnitte. Die neue Weile verbindet mit einem
Stück ZUm Beispiel den Ausgang eines Schaltgetriebes im Vorderen und eines Differenzialgetriebes im hinteren Bereich
eines Motorfahrzeuges, wobei in jedem dieser Bereiche ein
«nsprechehdes Kreuzgelenk angeordnet, dessen eines jochteil
C ^ *fii dem betreffenden Wellenende befestigt bzw. auf einen genuteten
Wellenstummel des anderen Endes drehföst aufschiebbar ist. Das Gesamtgewicht der neuen Antriebswelle läßt sich
Auch noch durch Verwendung leichter Metalle, wie etwa einer Speziellen Aluminiumlegierung für die vorgefertigten Endstücke
und der an diese anzuschließenden Verbindungseinrichtungen sowie gegebenenfalls auch der Adaptartelle weiter
verringern.
Das zur Herstellung dieser Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff angewendete neue Verfahren ermöglicht eine gegenüber
dem bisherigen wesentlich vereinfachte und somit wirtschaftlichere Fertigung. Hierzu werden auf einem zur Rotation
w antreibbaren, zylindrischen Dorn die vorgefertigten Endstücke im Abstand aufgeschoben und daran drehfest gehaltert.
Dies kann mittels entsprechender mechanischer Einrichtungen oder auch durch gezielte Wärmeanwendung erfolgen, wobei die
Endstücke vor dem Aufschieben erwärmt werden und der Dorn vor dem Abziehen der Antriebswelle gekühlt wird;
Sodann werden Prepregs-Fasern oder mit einem zähflüssigen,
durch Wärmeeinwirkung aüshärtbaren Kunststoff getränkte,
hochfeste Fasern bzw. Faserverbände" wie Bündel, Gewebe oder Vliese auf die zwischen den Endstücken frei belassene Dornoberfläche
sowie auf die einzufassenden Endstückabschnitt«
in mehreren, zur Drehachse unterschiedlich geneigten Lagen
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aufgebracht* Hierbei 1st äs beäondefs Vorteilhaft,- Wenn die
mit dem härtbaren Kunststoff getränkten Fasern öddr FäseFVerbände
in eng aüfeiftandeifölgeriden Windungen in den innersten
und äußersten Wickellägen mit möglichst geringer Steigung ge«
Wickelt werden* Auf diese Weise lassen sich alle der Verankerung
dienenden Unebenheiten Wie etwa die Ringnut jedes der metallenen Endstücke mit sehr guter Haftung ausfüllen
und ein allmählicher Übergang auf deren Hülsenförtsätz aufbauen, Wobei das endseitig Vorragende Ringteil dieser End-Stücke
mit seiner inneren Stirnfläche zugleich als Begrenzung und seitlicher Abschluß der Bewickelung dient* Die ebenso ge-■'")
wickelte äußerste Lage der kunststoff ge tränkten Fasern bildet
eine die darunter befindlichen Zwischenlagen derselben fest Umschließende, gleichmäßige Oberflächenschicht der so gefertigten
Welle.
Bei der Herstellung der Zwischenlagen werden die getränkten Fasern oder Faserverbände mit einer Steigung zwischen 30°
und 60 aufgebracht, wobei die Fasern in aufeinanderfolgenden Zwischenlagen gegenläufig, mit die Windungen der zuvor gewickelten
Lage kreuzenden Windungen gewickelt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich das Bewickeln mit einem Steigungs·^
Kinkel von 45° erwiesen, wobei also aufeinanderfolgende
Zwischenlagen mit einander senkrecht kreuzenden Windung/tn
-y gewickelt werden. Mit Vorteil kann ferner nach dem Aufbringen
von wenigstens zwei Wickellagen mit einander kreuzenden Windungen jeweils eine Lage eines mit dem härtbaren Kunststoff
getränkten Faservlieses oder eines Gewebes aus den hochfesten Fasern aufgebracht werden, auf das wiederum weitere Lagen
getränkter Fasern oder Faserverbände mit einander" kreuzenden
Windungen aufgewickelt werden.
Dieser Aufbau des Hauptteiles der Welle aus faserverstärktem Kunststoff gewährleistet nach dessen Aushärtung in besonders
hohem Maße die erforderliche mechanische Festigkeit, wie insbesondere Scheer- und Biegefetigkeit der Welle sowie die
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absolut drehfeste Verankerung der metallischen Endstücke in den Wellenenden. Von diesen ragen nur die etwa den gleichen
Außendurchmesser wie die Welle aufweisenden Ringteile der metallenen Endstücke vor und bilden einen festen Abschluß,
so daO die empfindlichen Stirnflächen des so gebildeten
Wellenhauptteiles, bestehend aus in einer Matrix aus gehärtetem
Kunststoff eingekapselten hochfesten Fasern, z.B. aus Glas, fest auch an der inneren Stirnfläche jedes der
Endstücke verhaftet und durch diese vor äußeren Einflüssen geschützt sind.
Die faserverstärkten Kunststofflagen werden bei Verwendung von Prepregs-Fasern unmittelbar beim Aufbringen, und bei
sonstigem faserverstärkten Kunststoffmaterial nach Abschluß des Wickelvorganges bis zur Aushärtung des Kunststoffes erhitzt
und sodann als fertige Welle von dem hierzu gegebenenfalls gekühlten Dorn abgezogen. Für die Fasertränkung werden
aushärtbare, im Ausgangsstadium flüssige, insbesondere zähflüssige Kunsfcstoffmassen auf Polyesther-, Vinylester-, oder
Epoxydharzbasis oder sonstige aus der Faserwickeltechnik bekannte Kunststoffe verwendet, welche im ausgehärteten Zustand
eine die Fasern verkapselnde Matrix bilden. Diese wird durch die darin eingekapselten Fasern wie Glas- oder Kohlefasern
bzw. hochfeste Kunststoffasern,wie etwa auf der Basis
von m-Phenyldiamin und Terephtalsäure erstellte arromatische
Polyamide, die unter dem Handelsnamen "Kevlar" bekannt geworden
sind, oder auch durch eins Kombination dieser Fasern die große mechanische Festigkeit und Dauerhaftigkeit verliehen.
Vor dem·Wickelvorgang werden die Endstücke zur Herstellung
von Antriebswellen unterschiedlicher Länge auf dem Dorn mit dem jeweils gewünschten gegenseitigen Abstand festgelegt*
Um sine Verhaftung der Innersben Wickellagen an der blank
polierten, gehärteten Oberfläche des aus einem Spezial-Stähl
bestehendem Dörfleg 2U Verhindern und nach dem Aus«
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härten des Kunststofftränkmittels das Abziehen der fertigen Antriebswelle- von dem Dorn zu erleichtern, wird vor dem Aufschieben
der Endstücke eine dünne Schicht eines Trennmittels, z.B. Silikonfett, auf die Dornoberfläche, aufgebracht.
Nach einer anderen HercLellungsvariante wird zwischen- den
Endstücken ein entsprechend abgelängter Abschnitt eines aus faserverstärktem Kunststoff oder dergleichen vorgefertigten
Rohres mit einer dem Dorndurchmesser entsprechenden lichten Weite und einem Querschnitt, welcher etwa jenem des Hülsenfortsatzes
der Endstücke entspricht, angeordnet. Anschließend f— wird die erste Lage der mit dem flüssigen Kunststoff getränkten
Faserverbände in einem Durchgang auf die Oberfläche des Hülsenfortsatzes der Endstücke sowie des Zwlschenrohra-bschnittes
aufgebracht, gefolgt von mehreren, mit unterschiedlicher Steigung und einander gegenläufig kreuzenden
Windungen aufgewickelten Lagen, bis zum Erreichen des für die zu übertragende Leistung erforderlichen Querschnittes. Sodann
erfolgt die Aushärtung des die Welle bildenden, faserverstärkten Kunststoffes in der vorausgehend beschriebenen Weise,
wobei sich die innersten Wickellagen mit den betreffenden Teilen der Endstücke und den dazwischen angeordneten Rohrabschnitt
zu einer untrennbaren Einheit verbinden.
C' Bei dieser Verfahrensvariante, welche sich gut für Antriebswellen
mit besonderen Querschnittsabmessungen eignet, kann der zwischen den Endstücken angeordnete Rohrabschnitt beim Aufbringen
des faserverstärkten Kunststoffes die Aufgabe des
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Domes übernehmen, wobei die Endstücke in eine drehbare {
Halterung eingespannt, und während des Wickelvorganges gegen« einanander und somit gegen die Enden des dazwischen angeordneten
Rohrabschnitteigedrückt werden. Dieser vorgefertigte
Zwischenabschnitt kann gleich dem Hauptteil der An»
triebswelle aus faserverstärktem KUhsfcBföoff, aber auch ätts
Hartpapier, Kunststoff oder Leichtmetall bestehen.
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Unabhängig von der Art der Herstellung des mit den' metallenen
Endstücken versehenen Hauptteiles der Antriebswelle werden in jedem Falle danach die Verbindungseinrichtungen, wie insbesondere
Jochteile von Kreuzgelenken, unmittelbar oder auch über rotationssymmetrische Adapterteile mit je einem entsprechenden
Zentrierabschnitt passend in die Endstücke bis zur Anlage an der ebenen Außenfläche derselben eingesetzt
und daran mittels umlaufender Schweiß- oder Lötnaht dauerhaft befestigt. Schließlich wird die durch das Anbringen der
Verbindungseinrichtungen vervollständigte Antriebswelle bei hohen Drehzahlen ausgewuchtet, was durch stellenweises Abtragen
von Material und/oder Einsetzen von Bleifüllungen in Bohrungen ihrer Metallteile, insbesondere der Endstücke
erfolgen kann.
Auf criese Weise lassen sich die mit den Endstücken versehenen
Haup'cteile der Welle in verschiedenen genormten Längen herstellen und je nach Bedarf mit den jeweils erforderlichen
Verbindungseinrichtungen bestücken.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen unter Angabe weiterer
Einzelheiten und der sich daraus ergebenden Vorteile näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 teils im Längsschnitt und teilweise In Seltenansicht
eine komplette Antriebswelle nach der Erfindung, einschließlich ihrer Verbindungseinrichtungen, wobei
jedes ihrer Endstücke nach einer anderen Variante der Erfindung ausgebildet ist;
Fig. 2 ' ebenfalls im Längsschnitt eine andere Ausführungsform
eines Wellenendstückes mit entsprechender Anpassung des Hauptteiles der Welle und
Fig« /5 in Ansicht eine andere Ausführungsvariante eines
Wellenendsfcückes.
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Die in Pig. 1 gezeigte Antriebswelle 1 besteht aus·einem
rohrförmigen Hauptteil 2 aus faserverstärktem Kunststoff, je einem Endstück 5 sms Metall und je einer an dieses
mittelbar oder unmittelbar angeschweißten Verbindungseinrichtung Q1 wie etwa das Jochteil eines Kreuzgelenkes oder
eLn genuteter Wellenstummel. Jedes der Endstücke 5 ist als
rotationssymmetrisches Ringteil 3 mit einem Hülsenfortsatz
4 ausgebildet, welcher in dem betreffenden Endabschnitt 6 des Hauptteiles 2 verankert sowie von diesem fest umschlossen
ist, so daß an jedem Ende des Hauptteiles 2 der Welle 1 allein der Ringteil J5 jedes seiner metallenen Endstücke 5
vorragt.
Wie in der linken Hälfte der Fig. 1 gezeigt, kann ein Adapterteil
9 mit einem Zentrterabschnitt 10 in das oder jedes Endstück 5 eingesetzt und mittels einer umfänglichen Schweißnaht
17 dauerhaft daran befestigt sein. Jedes Adapterteil 9 weist, entsprechend der anzuschließenden Verbindungseinrichtung
8, einen Zylinderabschnitt 12 unterschiedlichen Durchmessers und einen diesen mit dem Zentrlerabschnitt 10 einstückig
verbindenden Ubergangsabschnitt 11 auf. An den mit einem Zentrierabsatz ausgebildeten Zylinderabschnitt 12 ist
ebenfalls mittels einer Schweißnaht 17 oder auch mit einer hler nicht gezeigten umfänglichen Lötnaht die Verbindungseinrichtung 8 angeschlossen, die hier als Jochteil eines
Kreuzgelenkes 16 dargestellt ist.
Bei der in Fig, 1 linksseitig gezeigten Ausführungsform des Endstückes 5 ist der Hülsenfortsatz 4 konisch gestaltet
und im seiner Oberfläche gerändelt oder mit einer Wellung bzw. Zähnung ausgebildet, der sich der Endabschnitt β des
Hauptteiles 2 bei dem Wickelvorgang zu dessen Ausbildung genau anpaßt, so daß auch in diesem Falle eine feste Verankerung
erfolgt. Der wesentliche Vorteil dieser Ausfiihrungs·
form liegt in der allmählichen Querschnittserweiterung in diesöty Ubergängsbereich des Drehmomenteä vom metallenen zum
faßervei"stärktem Kunststofftöil der Welle \, und umgekehrt.
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Fi ^O 9 Ig ,11.79
Die in der" Fechten Hälfte de if Pig* I gezeigte Augfühi*Uflg§«
föFrii des Indsfcückes 5 üntefstihe'idefc sieh von der vorausgehend
beschriebenen dadurch,! daß der Hülsenförtsätz K des
Ringteiles J5 zylindrisch gestaltet und an seiner Oberfläche
mit Gewinde 15 sowie im Bereich des Überganges zum Ringteil
2 mit einer Ringnut 14 ausgebildet ist« Gewinde 13 und Ringnut
14 dienen zur festen Verankerung des Endstückes 5 im Ehdäbschnitt
6 des Häuptteiles 2 der Antriebswelle. Diese Aus— führungsföfm des Endstückes 5 hat den Vorteil einer Wirt**
schaftlichen FertlgUfxg in großen Stückzählen sowie einer
besseren Anlage am betreffenden Ende eines vorgefertigten
r , Zwischenrohrabschnittes, dessen Einsatz den Wickelvorgang
beim Aufbringen des faserverstärkten Kunststoffes vereinfacht. Dieser kann so nämlich οηηέ vorheriges Ausfüllen des
Raumes zwischen den Endstücken in einem Durchgang Über die gesamte Länge des Hauptteiles 2 einschließlich seiner Endabschnitte
6j zwischen den endbegrenzenden Innenflächen der Ringteile 5 seiner Endstücke 5 erfolgen.
An das in Fig. 1 rechte Wellenende ist unmittelbar eine Verbindungseinrichtung
8 in Form eines genuteten Wellenstummels mit einem in das Endstück 5 passenden Zentrieräbschnitt 10
eingesetzt und daran mittels einer umlaufenden Löt- oder
Schweißnaht 17 dauerhaft befestigt. Auf diesen Wellenstummel
ν ist das Jochteil 16 eines Kreuzgelenkes, axial verschiebbar,
aufgesetzt. Mit dieser Anordnung läßt sich ein großes Drehmoment übertragen, wobei bewegungsbedingte Veränderungen
des Abstandes zwischen den durch die Antriebswelle 1 verbundenen
Teiieri> z.B. zwischen dem Getriebe und dem Differenzial-
eines sich fortbewegenden Fahrzeuges durch axiale Verschiebungen des Jochteiles 16 an der Verbindürigseinrichtüng
8 ausgeglichen werden. Sofern die Verbindungseinrichtung
8 zuiii Endstück 5 passend ist, kann diese, wie dort gezeigt,
direkt an dessen Ringteil 3 angeschweißt werden, wobei
sich ein Adapterteil 9 erübrigt.
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Die in Pig* £ gezeigte Ausführungsfiörm des Endteiles 5 ist
ebenfalls mit einer konischen Außenfläche des Hülsönfört«
sätzeö 4/ jedoch einer stärker ausgeprägten RifigriUfc 14 im
Bereich Von dessefi übergang zum Ringteil jj ausgebildet, wobei
die konisöhe Außenfläche des Hülsenfortsatzes 4 ebenfalls mit Unebenheiten wie Rändelung, Wellung öder Zahnung,
beispielsweise mit einer Anzahl von Rillen geringer Tiefe ausgebildet ist* Diese Ausführungsform verbindet den Vorteil
eines allmählichen Überganges im Querschnitt sowie dementsprechend des Drehmoments von der metallenen Anschlußeinrichtüng
zum Haüptteil aus faserverstärktem Kunststoff f", mit einer besonders festen Verankerung in diesem, zufolge
der ausgeprägten Ringnut 14, in weiche dieser mit seinem
Endabschnitt fest eingebettet ist, Dadurch ist diese AusfUhrungsform
auch besonders gut zur Aufnahme axialer Zugkräfte geeignet.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführüngsform des Endstückes 5 ist
der in Fig. 1 rechtsseitig gezeigten sehr ähnlich. Sie unterscheidet sich von dieser durch eine mäßige Neigung der inneren
Stirnfläche ihres Ringteiles 3 sowie eine Berändelung ihrer
zylindrischen Oberfläche. Dieses Endstück läßt sich beispielsweise auf Drehautomaten mit geringstmoglichem Kostenaufwand
erstellen und ergibt in Verbund mit dem Hauptteil aus faserig verstärktem Kunststoff, der auch in die Ringnut 14 desselben
eingreift, eine für alle üblichen Einsätze ausreichend feste Antriebswelle.
Bei allen Ausführungsförmerl wird die jeweils gewünschte Ver-·
bindürigseinrichtung 8 direkt oder über ein Ädäpterteil 9 in jedes der Endstücke 5 bis zum Anschlag an dessen, äußere Endfläche 7 eingesteckt und mittels umlaufender Schweißnaht I'/
dauerhaft fest verbunden. Hierzu werden also die Wellen einschließlich der Endstücke 5 in großen Stückzahlen mit verschiedener
Standartlänge vorgefertigt und in einem getrennten
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Arbeitsgang je nach Bedarf mit den jeWeilä erTördefÜöhen
i/er^indUngäeinrichtUftgen bestückt. Dadurch erübrigt äich
die Lagerhaltung einef Vielzahl von Antriebs·= insbesondere
ÖelenkWeileri mit Unterschiedlich gestalteten öder bemessenen Kreüzgeienk-Jöchteiien oder dergleichen.
Claims (2)
1. Antriebswelle, insbesondere Gelenkwelle für Motorfahrzeuge, bestehend aus
( ) A) einem Rohr (2) aus gehärtetem Kunststoff als Matrix von in mehreren Lagen eingekapselten, hochfesten Fasern oder
Faserverbäntäen,
B) je einem vorgefertigten, an den beiden Rohrenden dauerhaft festgelegten Endstück (5) aus Metall, das als Rotationskörper
mit einem vom betreffenden Endabschnitt des Rohres umschlossenen Hülsenfortsatz und mit einem hiervon vorragenden
Abschnitt ausgebildet ist, und
C) je einem mit dem Endstück direkt oder über einen zentriert daran festgeschweißten Adapter (9) fest verbundenen Verbindungsstück
(16) aus Metall, wie dem Jochteil eines Kreuzgelenkes, dadurch gekennzeichnet,
daß
^ a) bei dem Rohr (2) die in der Kunststoff-Matrix eingekapselten
hochfesten Fasern oder Faserverbände in den innersten und den äußersten Lagen wendelförmig mit eng aufeinanderfolgenden
Windungen möglichst geringer Steigung, hingegen in den Zwischenlagen mit einem Steigungswinkel zwischen JO0
und 6o° und einander gegenläufig kreuzenden Windungen der
Fasern oder -Verbände aufeinanderfolgender Lagen angeordnet sind,
b) bei jedem Endstück (5) der vorragende Abschnitt als mit dem
Hülsenfortsatz (4) einstückiger Ringteil (J>) mit größerem
Außendurohmesser jedoch gleicher lichter Weite wie dieser
und mit etwa gleichem Äußendurchmesser wie das Rohr (2) ausgebildet ist, und daß
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14,4.85
c) bei jedem Ringteil 0) an dessen innerer Stirnfläche
die in der Kunststoff-Matrix eingekapselten Fasern oder -Verbände fest verhaftet sind, so daß es zugleich als
Begrenzung, endseitiger Abschluß und Schutz der empfindlichen Stirnflächen des Rohres (2) vor äußeren Einflüssen
dient.
2. Antriebswelle nach Anspruch 1, dadurch Se~
kennzeichnet, daß in dem Rohr (2) aus faserverstärktem
Kunststoff zwischen den einander kreuzenden Faserlagen wenigstens eine Lage eines mit dem gehärteten
Kunststoff getränkten Faservlieses oder Gewebes aus den hochfesten Fasern angeordnet ist.
j5. Antriebswelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fasern oder -Verbände der Zwischenlagen wendelförmig, mit einem Steigungswinkel
von 45° und einander senkrecht kreuzenden Windungen aufeinanderfolgender Faserlagen angeordnet sind.
Antriebswelle nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hülsenfortsatz (4) Jedes Endstückes (5), bei gleichbleibender lichter Weite seiner Bohrung mit vom Ringteil
(5) gegen sein in das Innere des Rohres (2) ragendes Ende abnehmenden Querschnitt, z.B. konisch
oder mit stufenförmigen Absätzen bzw. wenigstens einer kurvenförmigen Krümmung des Profiles seiner Oberfläche
ausgebildet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2946530 | 1979-11-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7932590U1 true DE7932590U1 (de) | 1983-07-14 |
Family
ID=1325830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE7932590U Expired DE7932590U1 (de) | 1979-11-17 | Antriebswelle aus faserverstärktem Kunststoff, mit festgewickelten Endstücken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7932590U1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936999A1 (de) * | 1988-11-19 | 1990-05-23 | Volkswagen Ag | Verfahren zum herstellen einer wellenanordnung, insbesondere einer kardanwellenanordnung, aus einem rohr aus faser-kunststoff-material und einer aussenhuelse aus starrem material |
DE4333988A1 (de) * | 1992-10-06 | 1994-04-07 | Gkn Automotive Ag | Rohrförmiges mechanisches Element, wie Kraftübertragungswelle eines Kraftfahrzeugs |
DE19607735A1 (de) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Siemens Ag | Verfahren zum Zusammenbau eines Kraftfahrzeug-Antriebes mit einem Elektromotor |
DE3828018C2 (de) * | 1987-08-29 | 1998-11-05 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Herstellen eines Verbundes aus einer metallenen Innenhülse und einem Rohr aus Faser- Kunststoff-Material sowie danach hergestellter Verbund |
DE10333231A1 (de) * | 2003-07-21 | 2005-02-24 | Spicer Gelenkwellenbau Gmbh & Co. Kg | Abdichtanordnung eines Längenausgleichs einer Kreuzgelenkwelle |
DE10333227A1 (de) * | 2003-07-21 | 2005-02-24 | Spicer Gelenkwellenbau Gmbh & Co. Kg | Abdichtanordnung für den Längenausgleich einer Kreuzgelenkwelle |
DE102014114196A1 (de) | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | CFK-Welle |
DE102016013493B4 (de) * | 2015-11-23 | 2021-05-20 | Scania Cv Ab | Antriebswellenbaugruppe und Verfahren für ihre Herstellung |
-
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- DE DE7932590U patent/DE7932590U1/de not_active Expired
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3828018C2 (de) * | 1987-08-29 | 1998-11-05 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Herstellen eines Verbundes aus einer metallenen Innenhülse und einem Rohr aus Faser- Kunststoff-Material sowie danach hergestellter Verbund |
DE3936999C2 (de) * | 1988-11-19 | 2000-06-21 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Herstellen einer Wellenanordnung, insbesondere einer Kardanwellenanordnung, aus einem Rohr aus Faser-Kunststoff-Material und einer Außenhülse aus starrem Material |
DE3936999A1 (de) * | 1988-11-19 | 1990-05-23 | Volkswagen Ag | Verfahren zum herstellen einer wellenanordnung, insbesondere einer kardanwellenanordnung, aus einem rohr aus faser-kunststoff-material und einer aussenhuelse aus starrem material |
DE4333988A1 (de) * | 1992-10-06 | 1994-04-07 | Gkn Automotive Ag | Rohrförmiges mechanisches Element, wie Kraftübertragungswelle eines Kraftfahrzeugs |
US5553964A (en) * | 1992-10-06 | 1996-09-10 | Gkn Automotive Ag | Mechanical tubular element such as transmission shaft of a motor vehicle |
DE4333988C2 (de) * | 1992-10-06 | 1998-07-30 | Gkn Automotive Ag | Rohrförmiges mechanisches Element, wie Kraftübertragungswelle eines Kraftfahrzeuges |
DE19607735A1 (de) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Siemens Ag | Verfahren zum Zusammenbau eines Kraftfahrzeug-Antriebes mit einem Elektromotor |
DE10333231A1 (de) * | 2003-07-21 | 2005-02-24 | Spicer Gelenkwellenbau Gmbh & Co. Kg | Abdichtanordnung eines Längenausgleichs einer Kreuzgelenkwelle |
DE10333227A1 (de) * | 2003-07-21 | 2005-02-24 | Spicer Gelenkwellenbau Gmbh & Co. Kg | Abdichtanordnung für den Längenausgleich einer Kreuzgelenkwelle |
DE10333227B4 (de) * | 2003-07-21 | 2005-07-07 | Spicer Gelenkwellenbau Gmbh & Co. Kg | Abdichtanordnung für den Längenausgleich einer Kreuzgelenkwelle |
DE10333231B4 (de) * | 2003-07-21 | 2005-08-18 | Spicer Gelenkwellenbau Gmbh & Co. Kg | Abdichtanordnung eines Längenausgleichs einer Kreuzgelenkwelle |
DE102014114196A1 (de) | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | CFK-Welle |
DE102016013493B4 (de) * | 2015-11-23 | 2021-05-20 | Scania Cv Ab | Antriebswellenbaugruppe und Verfahren für ihre Herstellung |
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