PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69504893T2 04.03.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0678681
Titel Pleuelstange aus Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung
Anmelder Aérospatiale Société Nationale Industrielle, Paris, FR
Erfinder Fantino, Lucien, F-33700 Merignac, FR;
Cahuzac, Georges, F-33110 Le Bouscat, FR
Vertreter P. Meissner und Kollegen, 14199 Berlin
DE-Aktenzeichen 69504893
Vertragsstaaten AT, BE, DE, ES, GB, IT, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 01.03.1995
EP-Aktenzeichen 954004347
EP-Offenlegungsdatum 25.10.1995
EP date of grant 23.09.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.03.1999
IPC-Hauptklasse F16C 7/02

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Pleuelstange aus Verbundwerkstoff, insbesondere für Verbrennungsmotoren, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pleuelstange.

Eine derartige Pleuelstange ist ein längliches Teil, das neben einem mittleren Schaft einen breiteren Kopf, den kurbelwellenseitigen Teil der Pleuelstange, und einen schmaleren Fuß, den kolbenseitigen Teil der Pleuelstange, umfaßt. Der Kopf muß zur Montage geöffnet werden können und hat folglich zwei Bestandteile, die miteinander durch zwei Schrauben verbünden werden, die auf die Fläche des Bestandteils, an der sie gespannt werden, eine hohe Belastung ausüben. Die Pleuelstange ist ein Teil, das vorzugsweise in einer Richtung beansprucht wird und demzufolge so starr sein muß, daß Verformungen um die Bohrungen des Fußes und des Kopfes herum vermieden, werden.

Aus dem Patent FR-A-2 654 483 ist zum Beispiel bereits eine Pleuelstange aus Verbundwerkstoff bekannt. Unter Verbundwerkstoff ist ein Material mit einer Faden- oder Faserarmierung zu verstehen, die in eine ausgehärtete Kunststoffmatrix eingebettet ist. Ein derartiger Verbundwerkstoff weist neben der Gewichtsersparnis ein ausgezeichnetes Verhalten gegenüber mechanischen Beanspruchungen, eine hohe Korrosionsbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Verhalten gegenüber hohen Temperaturen auf. Im Patent FR A-2 654 483 werden diese Eigenschaften der Verbundwerkstoffe jedoch nicht voll genutzt, da der Schaft, der Fuß und der Kopf der Pleuelstange in diesem Fall als getrennte Teile verwirklicht werden, die miteinander durch Verkleben und eine abdeckende Bewicklung verbunden werden. Zudem ist eine derartige Herstellung kompliziert und muß in mehreren Stufen ausgeführt werden, so daß eine effiziente Serienproduktion derartiger Pleuelstangen verhindert wird.

Eine Pleuelstange nach dem ersten Teil von Anspruch 1 ist aus dem Dokument DE-A-37 26 340 bekannt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pleuelstange aus Verbundwerkstoff, deren Struktur einerseits die vollständige Nutzung der Eigenschaften von Verbundwerkstoffen und andererseits die einfache und schnelle Herstellung derartiger Teile in großer Anzahl ermöglicht.

Dazu ist die Pleuelstange aus Verbundwerkstoff, insbesondere für Verbrennungsmotoren, wobei der Verbundwerkstoff aus einer in ein ausgehärtetes Material eingebetteten Armierung besteht und die Pleuelstange entsprechend der Längsausdehnung der Pleuelstange einen mittleren Schaft hat, der sich an seinen Enden in einem Pleuelstangenkopf bzw. einem Pleuelstangenfuß fortsetzt, wobei die Pleuelstange vollständig und in einem Stück aus Verbundwerkstoff hergestellt, wird und die Armierung des Verbundwerkstoffs übereinanderliegende Matten gekreuzter geradliniger Einschußfäden umfaßt, erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert, daß die Einschußfäden parallel zur Längsausdehnung der Pleuelstange mindestens den doppelten prozentualen Volumenanteil der Einschußfäden darstellen, die sich in jeder der von der Längsausdehnung der Pleuelstange unterschiedlichen Richtungen erstrecken, und dadurch, daß durch die übereinanderliegenden Matten Verbindungsfäden verlaufen.

Darüber hinaus weist die Armierung der erfindungsgemäßen Pleuelstange aus Verbundwerkstoff eine Verstärkung in der Richtung der größten Beanspruchung, d. h. der Längsausdehnung der Pleuelstange, auf. 17a die Pleuelstange zudem in einem einzigen Stück aus Verbundwerkstoff gefertigt wird, ist sie einfach herzustellen, und die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs können maximal genutzt werden.

Unter Berücksichtigung dessen, daß die Einschußfäden der Armierung parallel zur Längsausdehnung der Pleuelstange die Richtung 0º aufweisen, verlaufen die anderen Einschußfäden der Armierung vorteilhafterweise in den Richtungen 45º, 90º und 135º.

Vor allem kann die Armierung ebensoviele Einschußfäden in 0º-Richtung wie Einschußfäden in den anderen drei Richtungen von 45º, 90º und 135º haben.

Gegenüber dem Gesamtvolumen des Verbundwerkstoffs einschließlich Armierung und ausgehärteter Matrix liegt der prozentuale Volumenanteil der Einschüßfäden vorzugsweise zwischen 40% und 60% und der prozentuale Volumenanteil der Verbindungsfäden zwischen 1% und 10%.

Insbesondere beläuft sich der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden in Richtung 0º mindestens auf etwa 27%, während der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden in Richtung 45º, 90º und 135º jeweils mindestens etwa 9% beträgt.

Außerdem kann sich der prozentuale Volumenanteil der Verbindungsfäden mindestens auf etwa 3% belaufen.

In jeder Mattenreihe werden die Einschußfäden vorteilhafterweise in nachstehender Reihenfolge angeordnet: in Richtung 0º, in Richtung 45º, in Richtung 0º, in Richtung 90º, in Richtung 0º und in Richtung 135º.

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal werden im Bereich des Pleuelstangenkopfes zur Erhöhung seiner Dicke zusätzliche Einschüßfäden in 90º-Richtung vorgesehen.

Die zusätzlichen Einschußfäden in Richtung 900 werden vorzugsweise in jeder der Mattenreihen eingefügt.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen können um den Pleuelstangenfuß herumgeführte Einschußfäden in Richtung 0º zwischen den Mattenreihen eingefügt und/oder um den Pleuelstangenfuß herumgeführte Fäden an den Schmalseiten des Pleuelstangenfußes eingesteppt werden.

Diese Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange aus Verbundwerkstoff, wie sie soeben beschrieben wurde, das erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert ist, daß:

a) für eine Platte aus Verbundwerkstoff eine Armierung hergestellt wird, wobei die Armierung übereinanderliegende Matten gekreuzter geradliniger Einschußfäden umfaßt, die parallel zu einer ersten Richtung verlaufenden Einschußfäden mindestens den dop pelten prozentualen Volumenanteil der in jeder der anderen Richtungen verlaufenden Einschußfäden darstellen und durch die übereinanderliegenden Matten Verbindungsfäden verlaufen;

b) die Armierung mit einem Kunststoff getränkt wird, der die Matrix der Verbundwerkstoffplatte bildet;

c) das Kunstharz ausgehärtet wird, so daß es die Verbundwerkstoffplatte bildet;

d) aus der Verbundwerkstoffplatte Pleuelstangenrohlinge ausgeschnitten werden, wobei die erste Richtung der Längsausdehnung der Rohlinge entspricht; und

e) jeder so erhaltene Pleuelstangenrohling endbearbeitet wird; Insbesondere verlaufen unter Berücksichtigung dessen, daß die Einschußfäden der Armierung nach der ersten Richtung die Fäden in Richtung 0º sind, die anderen Einschußfäden der Armierung in den Richtungen 45º, 90º und 135º.

Vorzugsweise in der Stufe a) werden ebensoviele Einschußfäden in Richtung 0º wie Einschußfäden in den drei anderen Richtungen von 45º, 90º und 135º abgelegt.

Vorteilhafterweise werden die Einschüßfäden für jede Mattenreihe in nachstehender Reihenfolge abgelegt: Fäden in Richtung 0º, Fäden in Richtung 45º, Fäden in Richtung 0º, Fäden in Richtung 900, Fäden in Richtung 0º und Fäden in Richtung 135º.

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal werden in der Stufe a) in dem Bereich, der den Pleuelstangenköpfen entspricht, zusätzliche Einschußfäden in Richtung 90º abgelegt.

Vorzugsweise erfolgt das Ablegen der zusätzlichen Einschußfäden in Richtung 90º in diesem Fall während der Herstellung jeder der Mattenreihen.

Nach einem arideren vorteilhaften Merkmal werden zwischen den Mattenreihen um die für die Pleuelstangenfüße vorgesehenen Stellen herumführende Einschußfäden in Richtung 0º aufgebracht.

Vor allem kann die Stufe d) vor den Stufen b) und c) ausgeführt werden, um so nach der Stufe d) um den Pleuelstangenfuß herumführende Fäden an dessen Schmalseiten in die Armierung einsteppen zu können.

Die Figuren der beigefügten Zeichnung verdeutlichen, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesen Figuren werden ähnliche Bestandteile mit identischen Bezugsnummern bezeichnet.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer erfindungsgemäß ausgeführten, Pleuelstange.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Platte, aus der die Pleuelstangen der Erfindung ausgeschnitten werden.

Fig. 4 ist der Querschnitt IV-IV von Fig. 3.

Die Fig. 5A-5F veranschaulichen die verschiedenen Entstehungsphasen einer Fadenmattenreihe entsprechend der Erfindung.

Fig. 6 zeigt das Steppen der übereinanderliegenden Matten.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Pleuelstange A aus Verbundwerkstoff, insbesondere für Verbrennungsmotoren. Wie bereits angegeben, besteht der betreffende Verbundwerkstoff aus einer Fadenarmierung (vor allem aus Kohlenstoff, Glas, Bor), die in eine Matrix aus gehärtetem Kunststoff eingebettet ist. Es ist zu bemerken, daß das Gitter der Armierungsfäden in den Fig. 1 und 2 aus Gründen der Veranschaulichung schematisch dargestellt ist, das bei eingebetteter Armierung in die Matrix natürlich nicht so deutlich erkennbar ist.

In herkömmlicher Weise umfaßt die Pleuelstange A entsprechend ihrer Längsausdehnung X-X einen mittleren Schaft B, der sich an seinen beiden Enden in einem Pleuelstangenkopf C bzw. einem Pleuelstangenfuß D fortsetzt, die jeweils eine Bohrung E1, E2 haben, über die die Pleuelstange einerseits mit der Kurbelwelle und anderer seits mit dem Kolben verbunden wird. Der Pleuelstangenkopf C muß für die Montage geöffnet werden können und hat also zwei Bestandteile C1, C2, die durch Schrauben (nicht dargestellt) miteinander verbunden werden und dazu Innengewinde G, H haben. Wie bereits angegeben, ist eine derartige Pleuelstange ein Teil mit einer bevorzugten Beanspruchungsrichtung (der Längsausdehnung X-X), das starr genug sein muß, um Verformungen um die Bohrungen des Fußes und des Kopfes herum zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird die Pleuelstange A vollständig und aus einem Stück aus Verbundwerkstoff hergestellt und umfaßt die Armierung 1 des Verbundwerkstoffs übereinanderliegende Matten gekreuzter geradliniger Einschußfäden, wobei die Einschußfäden parallel zur Längsausdehnung X-X, der Pleuelstange A mindestens den doppelten prozentualen Volumenanteil der Einschußfäden darstellen, die sich in jeder der von der Längsausdehnung X-X der Pleuelstange unterschiedlichen Richtung erstrecken, und verlaufen außerdem Verbindungsfäden F durch die übereinanderliegenden Matten, die mit Hilfe einer in Fig. 6 nicht dargestellten Nadel Steppstiche 7 mit offenen Schlingen 8 (Fig. 6) bilden. Die Herstellung einer Reihe von Matten N wird im weiteren im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 5A-5F beschrieben. Unter einer Mattenreihe ist, wie unten dargelegt, eine wiederholte Aufeinanderfolge von Matten zu verstehen.

Bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbundwerkstoffs einschließlich Armierung und ausgehärteter Matrix liegt der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden zwischen 40% und 60% und der prozentuale Volumenanteil der Verbindungsfäden zwischen 1% und 10%. Unter Berücksichtigung dessen, daß die Einschußfäden der Armierung parallel zur Längsausdehnung der Pleuelstange die Fäden in Richtung 0º sind und die anderen Einschußfäden der Armierung in den Richtungen · 45º, 90º und 135º verlaufen, hat die Armierung zum Beispiel ebensoviele Einschußfäden in Richtung 0º wie Einschußfäden in den drei anderen Richtungen von 45º, 90º und 135º.

Zum Beispiel ist der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden in Richtung 0º mindestens etwa gleich 27%, während sich der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden in den Richtungen 45º, 90º und 135º jeweils mindestens auf etwa 9% beläuft. Der prozentuale Volumenanteil der Verbindungsfäden kann mindestens etwa 3% betragen.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pleuelstange A aus Verbundwerkstoff wird im allgemeinen wie folgt vorgegangen:

a) Für eine Platte aus Verbundwerkstoff wird eine Armierung hergestellt, die aus übereinanderliegenden Matten gekreuzter geradliniger Einschußfäden besteht, wobei die Einschußfäden parallel zu einer ersten Richtung mindestens den doppelten prozentualen Volumenanteil der Einschußfäden in jeder der anderen Richtungen darstellen und durch die übereinanderliegenden Matten Verbindungsfäden verlaufen;

b) die Armierung wird mit einem Kunststoff getränkt, der die Matrix der Verbundwerkstoffplatte bildet;

c) dann wird das Kunstharz ausgehärtet, so daß sich die Verbundwerkstoffplatte bildet;

d) danach werden aus der Verbundwerkstoffplatte Pleuelstangenrohlinge ausgeschnitten, wobei die erste Richtung der Längsausdehnung der Rohlinge entspricht; und

e) anschließend wird jeder so erhaltene Pleuelstangenrohling seiner Endbearbeitung unterzogen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine derartige Platte P, aus der erfindungsgemäße Pleuelstangen A ausgeschnitten werden. Insbesondere in Fig. 3 ist zu sehen, daß durch die Gestalt der Pleuelstangen und die einfache geometrische Form der Platte leicht eine große Anzahl von Pleuelstangen mit einem Minimum an Verschnitt hergestellt werden kann.

Die Fig. 5A-5F veranschaulichen die verschiedenen Entstehungsphasen einer erfindungsgemäßen Fadenmattenreihe N. In diesem Beispiel werden die Einschußfäden für jede Mattenreihe in der nachstehenden Reihenfolge abgelegt: Fäden 4 in Richtung 0º (Fig. 5A), Fäden 4(45) in Richtung 450 (Fig. 5B), Fäden 4 in Richtung 0º (Fig. 5C), Fäden 5 in Richtung 90º (Fig. 5D), Fäden 4 in Richtung 0º (Fig. 5E) und Fäden 5 (135) in Richtung 135º (Fig. 5F). Die Einschußfäden werden auf einem Träger 6 abgelegt, wobei angenommen wird, daß es sich es sich bei der betreffenden Matten reihe aus Gründen der Klarheit der Zeichnung um die erste abgelegte Mattenreihe handelt. Das Ablegen der obigen Fäden kann auf bekannte Weise, vorteilhafterweise jedoch nach der Beschreibung in den französischen Patentanmeldungen vom 18. April 1994 auf den Namen der Anmelderin unter dem Titel "Verfahren und Maschine zur Herstellung einer Armierung für ein Teil aus Verbundwerkstoff" und "Verfahren und Maschine zur Herstellung einer Armierung in Plattenform für ein Teil aus Verbundwerkstoff" erfolgen.

Es ist festzustellen, daß die Dicke einer. Mattenreihe, d. h. der Schicht, die durch die in den obigen verschiedenen Richtungen eingeschossenen Fäden gebildet wird, vom Abstand der abgelegten Fäden und vom Fadenquerschnitt abhängig ist. Zweckmäßigerweise beläuft sich diese Dicke z. B. auf etwa 1 mm und werden derartige Mattenreihen so oft übereinandergelegt, wie dies für die Dicke des herzustellenden Teils erforderlich ist.

Zur Erhöhung der Dicke der Pleuelstange in den Bereichen L1 (Figur, 3), die den Pleuelstangenköpfen entsprechen, werden zudem während der Herstellung jeder Mattenreihe in diesen Bereichen sowie in den Übergangsbereichen L2 zusätzliche Einschußfäden 5A in Richtung 90º abgelegt. Damit läßt sich bereits direkt beim Ausschneiden ein Teil unterschiedlicher Dicke erzielen, dessen Flächen zu diesem Zweck somit nicht mehr bearbeitet zu werden brauchen.

Außerdem können zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mattenreihen um die für die Pleuelstangenfüße vorgesehenen Stellen herumführende Einschußfäden 4A in Richtung 0º abgelegt werden (Fig. 3).

Dies kann erfolgen, indem im Träger Fadenführungsstifte angebracht werden, die während des Steppens (Ablegen der Verbindungsfäden) entfernt werden.

Nach dem Schneiden der Platten in Elementarteile und vor dem Tränken der Matrix kann außerdem der Pleuelstangenfuß durch Fäden I verstärkt werden, die um den Pleuelstangenfuß D herumgeführt werden und an dessen Schmalseiten in die Armierung gesteppt werden (Fig. 1 und 2).

Zur Anwendung des beschriebenen Verfahrens kann eine programmierbare Maschine eingesetzt werden, von der spezielle Ausführungsbeispiele in den oben genannten französischen Patentanmeldungen beschrieben sind.

Bei Matten mit geradlinigem einfachen Fadenverlauf ruft die Bedienperson der Maschine diese Richtungen über ein Hauptprogramm auf.

Ein erstes Programm erzeugt die zum Einschießen einfacher Matten erforderlichen Daten in Übereinstimmung mit einem Arbeitsmittel. Die Bedienperson gibt in dieses Programm die. Daten des Arbeitsmittels ein: Länge, Breite, Abstand der Randstifte.

Das Programm erzeugt auf einer Diskette:

- vier Dateien für die Richtung 0º,

- vier Dateien für die Richtung 90º,

- zwei Dateien für die Richtung 45º,

- zwei Dateien für die Richtung 135º.

Die Matten in Richtung 0º und 90º können so anhand einer der vier Ecken des Arbeitsmittels verwirklicht werden, während die Matten in Richtung 45º und 135º lediglich von zwei einander gegenüberliegenden Ecken ausgehen können.

Bei einem speziellen Teil erzeugt die Bedienperson ein Programm, das nacheinander die verschiedenen Einschußmatten unter Beachtung der Verkettung der End- und Anfangsstiche aufruft.

Außerdem erzeugt ein spezielles Programm die Dateien für das Ablegen von Fadenmatten in anderen als den oben genannten Richtungen.

Die speziellen Fadenverläufe sind im allgemeinen so einfach, daß diese durch Lernprogrammierung von der Bedienperson eingegeben und dann vom Hauptprogramm aufgerufen werden können.

Die Steppfunktion wird über das Steppprogramm aufgerufen. Während der Ausführung jedes Stichs wird die genutzte Fadenlänge gemessen und mit dem Sollwert im Steppprogramm verglichen.

Zur Herstellung der Platte führt die Bedienperson, nachdem sie den gewünschten Einschußrahmen in die Maschine eingesetzt hat, in das Diskettenlaufwerk der Maschine die dem eingesetzten Rahmen entsprechende Diskette ein und ruft das Hauptprogramm für diese Platte auf.

Sie führt die Fäden in das Ablegewerkzeug ein und klebt deren Ende mit einem Klebeband" am Rahmen fest.

Das Einschießen erfolgt automatisch und macht eine Bedienung durch die Bedienperson erst erforderlich:

- nachdem bei Anwendung eines Rahmens mit geraden Umfangsstiften eine Gruppe von sechs Matten (eine Mattenreihe) ausgeführt ist und die Fäden an diesen Stiften zusammengedrückt werden müssen, wenn die Maschine anzeigt, daß kein Fadenmehr vorhanden ist (leere Spule).

Bei Beendigung des Einschusses klebt die Bedienperson auch das Ende der Fäden an den Rahmen.

Gesteppt wird, nachdem auf der dem Steppwerkzeug gegenüberliegenden Seite ein weiches Material angebracht wurde, durch das das Nadelende hindurchgelangen kann. Dieses Steppen kann auf einer Seite erfolgen, dann kann die Platte herumgedreht werden, damit auch die zweite Seite gesteppt werden kann. Die Steppstiche können an den für die Festigkeit, des Teils wichtigsten Stellen, insbesondere beiderseits der Schraubenbohrungen zwischen Pleuelstangenkopf und Schaft, ausgeführt werden.

Alle Teile können aus der Platte vor dem Tränken ausgeschnitten werden. Dies ist unerläßlich, damit die um den Fuß herumgeführten Fäden I zum Steppen der Seitenflächen (Schmalseiten) zugänglich sind. Das Ausschneiden erfolgt durch Sägen oder mit einer Wasserstrahlmaschine.

Das Tränken dieser Teile umfaßt folgende Arbeitsgänge:

- Einformen des Teils,

- Evakuierung der Form,

- Einspritzen des Harzes,

- Temperaturerhöhung unter Druckeinhaltung bis zum Abbinden des Harzes,

- Entformen des Rohlings und

- Nachhärten im Trockenofen ohne Form.

Die Bearbeitung ist die gleiche wie bei allen mechanischen Teilen. Im allgemeinen werden Diamantschleifscheiben eingesetzt. Wird das Teil aus einer Platte mit den bereits beim Einschuß vorgesehenen Dickeänderungen hergestellt und erfolgt das Tränken in einer Form mit den erforderlichen Maßen, kann sich die Bearbeitung auf das Trennen des Kopfes in zwei Bestandteile und auf das Bohren der Aufnahmen und der Innengewinde für die Befestigungsschrauben beschränken.


Anspruch[de]

1. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff, insbesondere für Verbrennungsmotoren, wobei der Verbundwerkstoff aus einer Armierung gebildet wird, die in ein ausgehärtetes Material eingebettet ist, und die Pleuelstange (A) entsprechend der Längsausdehnung (X-X) der Pleuelstange einen mittleren Schaft (B) hat, der sich an seinen beiden Enden in einem Pleuelstangenkopf (C) bzw. einem Pleuelstangenfuß (D) fortsetzt, die Pleuelstange (A) vollständig und aus einem Stück aus Verbundwerkstoff hergestellt wird und die Armierung des Verbundwerkstoffs übereinanderliegende Matten gekreuzter geradliniger Einschußfäden hat,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einschußfäden parallel zur Längsausdehnung (X-X) der Pleuelstange (A) mindestens den doppelten prozentualen Volumenanteil der Einschußfäden in jeder der von der Längsausdehnung (X-X) der Pleuelstange (A) unterschiedlichen Richtungen aufweisen, und dadurch, daß durch die übereinanderliegenden Matten Verbindungsfäden verlaufen.

2. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung dessen, daß die Einschußfäden der Armierung parallel zur Längsausdehnung (X-X) der Pleuelstange (A) die Fäden in Richtung 0º sind, die anderen Einschußfäden der Armierung in den Richtungen 45º, 90º und 1350 verlaufen.

3. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung ebenso viele Einschußfäden (4) in Richtung 0º wie Einschußfäden (4 (45), 5, 5(135)) in den drei anderen Richtungen 45º, 90º und 135º hat.

4. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbundwerkstoffs einschließlich Armierung und ausgehärteter Matrix der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden zwischen 40% und 60% und der prozentuale Volumenanteil der Verbindungsfäden zwischen 1% und 10% liegt.

5. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden in Richtung 0º mindestens etwa 27% beträgt, während der prozentuale Volumenanteil der Einschußfäden in den Richtungen 45º, 90º und 135º jeweils mindestens etwa 9% entspricht.

6. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der prozentuale Volumenanteil der Verbindungsfäden mindestens etwa 3% beträgt.

7. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschußfäden in jeder Mattenreihe (N) in nachstehender Reihenfolge angeordnet werden: Fäden (4) in Richtung 0º, Fäden (4(45)) in Richtung 45º, Fäden (4) in Richtung 0º, Fäden (5) in Richtung 90º, Fäden (4) in Richtung 0º und Fäden (5(135)) in Richtung 135º.

8. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Einschußfäden (5A) in Richtung 90º im Bereich des Pleuelstangenkopfes (C) zur Erhöhung seiner Dicke vorgesehen werden.

9. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach Ansprüch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Einschüßfäden (5A) in Richtung 90º in jede Mattenreihe. (N) eingefügt werden.

10. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß um den Pleuelstangenfuß (D) herumgeführte Einschußfäden (4A) in Richtung 0º zwischen den Mattenreihen (N) eingefügt werden.

11. Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß um den Pleuelstangenfuß herumgeführte Fäden (I) an den Schmalseiten des Pleuelstangenfußes (D) eingesteppt werden.

12. Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange aus Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) für eine Platte (P) aus Verbundwerkstoff eine Armierunghergestellt wird, wobei die Armierung übereinanderliegende Matten gekreuzter geradliniger Einschußfäden hat, die Einschußfäden parallel zu einer ersten Richtung mindestens den doppelten prozentualen Volumenanteil, der Einschußfäden darstellen, die sich in jeder der anderen Richtungen erstrecken, und durch die übereinliegenden Matten Verbindungsfäden verlaufen;

b) die Armierung mit einem Kunststoff getränkt wird, der die Matrix der Platte (P) aus Verbundwerkstoff bildet;

c) das Kunstharz ausgehärtet wird, so daß es die Platte (P) aus Verbundwerkstoff bildet;

d) aus der Platte (P) aus Verbundwerkstoff Rohlinge der Pleuelstange (A) ausgeschnitten werden, wobei die erste Richtung der Längsausdehnung (X-X) der Rohlinge entspricht; und

e) jeder so erzielte Rohling der Pleuelstange (A) endbearbeitet, wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung dessen, daß die Einschußfäden der Armierung in der ersten Richtung die Fäden in Richtung 0º sind, die anderen Einschußfäden der Armierung in den Richtungen 45º, 90º und 135º verlaufen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe a) ebenso viele Einschußfäden (4) in Richtung 0º wie Einschußfäden (4(45), 5, 5(135)) in den drei anderen Richtungen 45º, 90º und 135º abgelegt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschußfäden für jede Mattenreihe (N) in nachstehender Reihenfolge abgelegt werden: Fäden (4) in Richtung 0º, Fäden (4(45)) in Richtung 45º, Fäden (4) in Richtung 0º, Fäden (5) in Richtung 90º, Fäden (4) in Richtung 0º und Fäden (5(135)) in Richtung 135º.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekenzeichnet, daß in der Stufe a) zusätzliche Einschußfäden (5A) in Richtung 90º in dem Bereich abgelegt werden, der den Pleuelstangenköpfen (C) entspricht.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Einschußfäden (5A) in Richtung 90º während der Herstellung jeder Mattenreihe (N) abgelegt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mattenreihen (N) Einschußfäden (4A) in Richtung 0º abgelegt werden, die um die für die Pleuelstangenfüße (D) vorgesehenen Stellen herumgeführt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe d) vor den Stufen b) und c) ausgeführt wird.

20. Verfahren nach Äraspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Stufe d) Fäden (I), die um den Pleuelstangenfuß (D) herumgeführt werden, an dessen Schmalseiten in die Armierung gesteppt werden.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com