DE3821549A1 - Faserverstaerkte druck- oder zugstange aus kunststoffmaterial - Google Patents
Faserverstaerkte druck- oder zugstange aus kunststoffmaterialInfo
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C3/026—Shafts made of fibre reinforced resin
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
- B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine faserverstärkte Druck- oder
Zugstange aus Kunststoffmaterial mit stirnseitig angeordneten
konischen Armaturkörpern zur Druck- und Zugkraftübertragung,
mit aus Fasern gebildeten Fäden, die in transversal zur Stangen
achse verlaufenden Nuten der Armaturkörper formschlüssig fest
gelegt und mit dem aushärtbaren Kunststoffmaterial getränkt
sind.
Aus der E-PS 00 87 384 geht ein Verfahren zur Herstellung einer
solchen faserverstärkten Druck- oder Zugstange als bekannt
hervor, bei der die aus den Fasern gebildeten Fäden parallel
zur Stangenachse orientiert sind und damit die kürzestmögliche
Länge zwischen den Armaturkörpern aufweisen. Das bekannte Ver
fahren ermöglicht auch eine unter einem bestimmten Winkel zur
Stangenachse orientierte Anordnung der Fäden, um zusätzlich die
Biegeeigenschaften der Stange günstig zu beeinflussen oder um
Drehbewegungen der Stange zu übertragen. Die hohe Druck- oder
Zugbelastung der nach dem bekannten Verfahren hergestellten
Druck- und/oder Zugstange wird im wesentlich durch die form
schlüssige Festlegung der Fäden in den transversal zur Stangen
achse verlaufenden Nuten ermöglicht, wobei die formschlüssige
Festlegung durch einen Draht, eine Litze oder ein anderes,
flexible Zugkräfte aufnehmendes Bindeorgan bewirkt wird.
Bei der Übertragung von Drehkräften können sich trotz der be
kannten formschlüssigen Festlegung der Armaturkörper das Kunst
stoffmaterial und/oder die Fäden im ausgehärteten Kunst
stoffmaterial ohne Änderung der Zug- bzw. Druckkraftbelastbar
keit drehbeweglich lösen. Für Anwendungen der bekannten
Druck-oder Zugstange, bei denen es außer einer sicheren Druck
und Zugkraftübertragung auch auf eine insbesondere spielfreie
Drehkraftübertragung ankommt, wie z.B. bei Kardanwellen von
Kraftfahrzeugen, ist bei einer faserverstärkten Druck- oder
Zugstange der eingangs genannten Art erfindungsgemäß eine
drehmomentenschlüssige Festlegung der Fäden und/oder des Kunst
stoffmaterials in Ausnehmungen der die Nuten begrenzenden Nut
stege vorgesehen.
Durch Anwendung der Erfindung können die Fäden im Verlauf der
Fertigung bei der formschlüssigen Festlegung in den Nuten
gleichzeitig in die Ausnehmungen der die Nuten begrenzenden
Nutstege eingebracht werden und damit die Drehmomentenschlüssig
keit bewirken. Es ist aber auch möglich, daß vor dem Aushärten
des die Fäden tränkenden Kunststoffmaterials dieses Material in
Hinterschneidungen oder Kerben oder sonstigen Ausnehmungen in
den Nutstegen eingeflossen ist, so daß sich nach dem Aushärten
eine drehmomentenschlüssige Verankerung der Stange an den
Armaturkörpern ergibt. Beide Maßnahmen können auch in Kombi
nation Anwendung finden.
Vorteilhaft sind die Ausnehmungen gleichmäßig über den Umfang
der Nutstege verteilt angeordnet, was einerseits eine leichte
Fertigung der Armaturkörper ermöglicht und andererseits eine
gleichmäßige Verteilung der Fäden in einer jeden Fadenschicht
innerhalb der Stange erzwingt.
Dabei können die Ausnehmungen jedes Nutsteges die unmittelbar
darüber geführten Fäden unter einem vorgegebenen Winkel zur
Stangenachse führen. Hierbei haben sich Winkel bis zu ±45°
als vorteilhaft erwiesen. Die Maßhaltigkeit der erfindungsge
mäßen Druck- oder Zugstange in bezug auf ihre Länge kann vorteil
haft dadurch gewährleistet sein, daß mindestens eine der Fadenlagen
- wie an sich aus der E-PS 00 87 384 bekannt - parallel zur
Stangenachse orientierte Fäden hat.
Eine universell für Druck- und Zugkraftübertragung und zusätz
lich für Drehmomentenübertragung in jeder Drehrichtung geeignete
Druck- oder Zugstange ergibt sich, wenn in Ausgestaltung des Erfin
dungsgedankens eine Folge unterschiedlicher Winkel der Ausneh
mungen in den Nutstegen eines jeden Armaturkörpers angewendet
wird.
Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer faser
verstärkten Druck- oder Zugstange aus Kunststoffmaterial nach
der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch in einem Schnitt eine
faserverstärkte Druck- oder Zugstange aus Kunst
stoffmaterial nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt als Einzelheit aus Fig. 1 einen Armaturkör
per mit Nuten zur formschlüssigen Festlegung
und mit Ausnehmungen zur drehmomentenschlüssigen
Festlegung der Fäden.
Fig. 3 und 4 zeigen ausschnittsweise in perspektivischen
Ansichten je einen Nutsteg aus Fig. 2.
Die in der Fig. 1 dargestellte Druck- oder Zugstange 1 ist
hohlzylindrisch ausgebildet und an ihren Stirnseiten 2, 3 mit
konischen Armaturkörpern 4 verbunden. Im Kunststoffmaterial 1 a
der Stange 1 sind im wesentlichen parallel verlaufend zur
Stangenachse Fäden 5 in mehreren Schichten orientiert, die in
transversal zur Stangenachse verlaufenden Nuten 6 der Armaturkör
per 4 formschlüssig festgelegt sind. Die Fäden 5 sind mit dem
aushärtbaren Kunststoffmaterial 1 a getränkt und bilden gemeinsam
mit dem Armaturkörper 4 einen Verbundkörper.
Die Fig. 2 zeigt als Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab einen konischen Armaturkörper 4, der die Nuten 6 und
die sie begrenzenden Nutstege 7 zeigt. Die Nutstege 7 haben
Ausnehmungen 8, 9, 10, die unter unterschiedlichen Winkeln
bezüglich der Stangenachse orientiert sind und gleichmäßig über
den Umfang der Nutstege 7 verteilt angeordnet sind. Die Aus
nehmungen 8, 9 und 10 der Nutstege 7 dienen zur Aufnahme der
Fäden und/oder des Kunststoffmaterials, um die Fäden 5 und
damit die Stange 1 drehmomentenschlüssig in bezug auf den
Armaturkörper 4 festzulegen. Ersichtlich sind die Ausnehmungen
8 im Nutsteg 7 mit dem kleinsten Durchmesser parallel zur
Stangenachse orientiert, während die Ausnehmungen 9 unter einem
Winkel von +45° und die Ausnehmungen 10 unter einem Winkel von
-45° bezüglich der Stangenachse verlaufen. Es ist damit
möglich, jede Fadenschicht in bezug auf ihre innere oder äußere
Nachbarschicht unter einem bestimmten, aber auch beliebig wähl
baren Winkel im Stangenverlauf zu orientieren.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ausschnittsweise perspektivische
Darstellungen von Nutstegen 7, wobei die Fig. 3 den Nutsteg 7
kleinsten Durchmessers und die Fig. 4 den ihm folgenden
Nutsteg 7 mit etwas größerem Durchmesser zeigt. Der Einfachheit
halber sind dabei die Ausnehmungen 8, 9, die gleichmäßig über
den Umfang der Nutstege 7 verteilt angeordnet sind, nur zum
Teil dargestellt.
Es ist auch möglich, an den Nutflanken, d. h. am Nutgrund oder
an den Seitenwänden der Nutstege Ausnehmungen vorzusehen, in
die Kunststoffmaterial vor dem Aushärten eindringen kann und in
denen nach dem Aushärten das Kunststoffmaterial drehmomenten
schlüssig am Armaturkörper festgelegt ist.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist be
sonders geeignet, als Kardanwelle für Kraftfahrzeuge oder als
Bohrgestänge Anwendung zu finden.
Claims (4)
1. Faserverstärkte Druck- oder Zugstange (1) aus Kunststoff
material (1 a) mit stirnseitig angeordneten konischen Armatur
körpern (4) zur Druck- und Zugkraftübertragung, mit aus Fasern
gebildeten Fäden (5), die in transversal zur Stangenachse
verlaufenden Nuten (6) der Armaturkörper (4) formschlüssig
festgelegt und mit dem aushärtbaren Kunststoffmaterial (1 a)
getränkt sind,
gekennzeichnet durch
eine drehmomentenschlüssige Festlegung der Fäden (5) und/oder
des Kunststoffmaterials (1 a) in Ausnehmungen (8, 9, 10) der die
Nuten begrenzenden Nutstege (7).
2. Faserverstärkte Druck- oder Zugstange nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (8, 9, 10) gleichmäßig über den Umfang der
Nutstege (7) verteilt angeordnet sind.
3. Faserverstärkte Druck- oder Zugstange nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (8, 9, 10) jedes Nutsteges (7) die unmittelbar
darüber geführten Fäden (5) unter einem vorgegebenen Winkel zur
Stangenachse führen.
4. Faserverstärkte Druck- oder Zugstange nach einem der
Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch
eine Folge unterschiedlicher Winkel der Ausnehmungen (8, 9, 10)
in den Nutstegen (7) eines jeden Armaturkörpers (4).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3821549A DE3821549A1 (de) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Faserverstaerkte druck- oder zugstange aus kunststoffmaterial |
PCT/DE1989/000129 WO1989012759A1 (en) | 1988-06-23 | 1989-03-01 | Fibre-reinforced plastic push or traction rod |
Applications Claiming Priority (1)
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DE3821549A DE3821549A1 (de) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Faserverstaerkte druck- oder zugstange aus kunststoffmaterial |
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
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DE (1) | DE3821549A1 (de) |
WO (1) | WO1989012759A1 (de) |
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Also Published As
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