專利名稱：軸及其制造方法及實現(xiàn)該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基于如權(quán)利要求1的前序部分所述的軸。該軸具有軸對稱結(jié)構(gòu)并且包括兩個可接到不同電位上的導(dǎo)電連接件和一個可經(jīng)受扭負荷的絕緣管。這兩個連接件被分別固定在絕緣管兩端中的一端上。通過絕緣管，由一傳動機構(gòu)傳入這兩個連接件之一中的扭矩被傳給第二連接件并從那里被傳給一個操作裝置。因為絕緣管布置在這兩個連接件之間，所以這兩個連接件可以保持在不同電位上，因而，該軸尤其能在承載高電壓的電器里且尤其是在開關(guān)中被用作回轉(zhuǎn)軸。
本發(fā)明也涉及制造這種軸的方法和實現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明在前序部分中提到了如DE10118473A所述的軸的現(xiàn)有技術(shù)。所述軸在兩個位于不同電位上的機器部件之間傳動旋轉(zhuǎn)運動。為了避免火花擊穿，在軸上承載有一個呈絕緣圓盤狀的加寬部分。
在DE3641632A1中描述了一種纖維加強型推桿或拉桿的制造方法。該桿有多層固定在硬化塑料中的人造纖維。這些纖維形狀配合地保持在成環(huán)狀圍繞桿軸線的凹處內(nèi)，這些凹處成形在桿的兩個鎧裝層的外錐面里。為了改善形狀配合，設(shè)有一個覆蓋纖維層的環(huán)。該環(huán)加強了置于凹處內(nèi)的纖維層與鎧裝層之間的形狀配合。因此，可以傳遞特別高的壓力或拉力。
在DE3322132A1中也描述了用作推桿的傳力件。這種傳力件有一個電絕緣的纖維加強型塑料桿。在塑料桿兩端的至少其中一端中形成有一個頸縮，一鋼制連接件的一成套管狀端部的突起突入該頸縮內(nèi)。在將該套裝到桿端上之后，由于套滾入而產(chǎn)生所述突起。結(jié)果，當存在推入運動時，在塑料桿與連接件之間獲得形狀配合。此外，通過在套和桿端之間形成的縫隙內(nèi)的粘合劑消除了在桿與連接配件之間的縫隙并因而改善了傳力配合。
在EP899764A1中描述了一個通過一基于LCP材料的絕緣管使兩個金屬連接件彼此間隔開的傳力件。通過壓配合和/或粘結(jié)實現(xiàn)了在連接件與絕緣管之間的傳力配合。
此外，從1980年在柏林的VEB Verlag Technik第四次編輯出版S.Hildebrand的教科書“Feinmechanische Bauelemente”中，尤其是第167頁中知道了，嵌置是眾所周知的、剛性的且不可脫開的形狀配合連接方式，它用于在堅固的大多是金屬的部件與由可塑性變形的(可澆鑄，可壓制)并通?？墒潞笥不牟牧蠘?gòu)成的部件之間的連接。

發(fā)明內(nèi)容
如權(quán)利要求1-17所述的本發(fā)明完成了這樣的任務(wù)，即提供開頭所述類型的軸，在出現(xiàn)高扭矩時，該軸能顯示出優(yōu)良的傳動性能，本發(fā)明還提供了用特別保守的方式制造這種軸的方法及用于實現(xiàn)該方法的裝置。
在本發(fā)明的第一實施例里，通過粘接部實現(xiàn)了軸的優(yōu)良傳動性能，它由一個成形于該絕緣管的一端里的并且從該絕緣管的外周面延伸至其內(nèi)表面的圓錐面、一個形成于所述的至少一個連接件里的配合圓錐面、一個由該圓錐面和該配合圓錐面構(gòu)成的并注滿粘合劑的縫隙構(gòu)成。由于粘合縫從絕緣管的內(nèi)表面延伸至外周面，所以，在旋轉(zhuǎn)時，力由該粘接部被直接傳入在該管橫斷面內(nèi)的所有絕緣管材料。這樣一來，避免了高的剪切力，在粘合縫設(shè)置在軸上時，該剪切力只出現(xiàn)在鎧裝層與外周面之間。
如果絕緣管材料含有纖維加強型聚合物并且該纖維加強通過卷繞層層布置的纖維來形成，則在旋轉(zhuǎn)時，力從該粘接部被直接傳給在管橫斷面內(nèi)的所有的纖維層。該圓錐面則應(yīng)該與絕緣管軸線相關(guān)地以約10°-30°的角度與這些層相交。事實證明，該粘合層將待傳遞的力特別均勻地傳給實際上所有的纖維層，結(jié)果，尤其是特別有效地促進了大扭矩的傳遞。
由于在固定機構(gòu)被構(gòu)造成粘接部時在軸內(nèi)存在一個由絕緣管內(nèi)表面和連接件限定的空腔，所以，建議借助從外面通入該空腔的壓力平衡通道來減小在該空腔內(nèi)的不希望有的高壓。
在本發(fā)明的第二實施例里，通過嵌入部實現(xiàn)軸的優(yōu)良傳動性能，該嵌入部作為待嵌入部分地包括這兩個連接件之一的一端部并作為嵌入體地包括通過澆鑄而制成的絕緣管的一端部，在所述嵌入部中，該連接件的端部具有一個非圓形的剖面。通過嵌入部實現(xiàn)了形狀配合并且在嵌入部的連接件與絕緣管之間沒有間隙，因此，允許與粘接部無關(guān)地傳動大扭矩。因為該軸是澆鑄而成的，所以，不需要切削加工絕緣管或粘接該連接件，并且能通過該澆鑄作業(yè)的很精確的控制來獲得絕緣管乃至軸的優(yōu)良品質(zhì)，尤其在其介電性能和機械性能方面。
在本發(fā)明軸的第二實施例中，至少連接件之一適當?shù)鼐哂幸粋€在該絕緣管軸線方向上延伸的縱向通道。一個在制造絕緣管時用于支承內(nèi)壁的彈性模具體可以在加工過程后通過該通道被取出。
如果該絕緣管的纖維加強是通過卷繞層層布置的纖維而形成的，就建議設(shè)置徑向穿過該纖維層的加強纖維。在主要徑向延伸的加強纖維占纖維加強結(jié)構(gòu)的約0.5％-5％且最好是1％-3％的情況下，獲得了該絕緣管乃至軸的特別高的抗扭強度。
一種可以特別簡單地實現(xiàn)本發(fā)明第二實施例的方法的特征在它有下列步驟(1)由這些連接件和一個管狀纖維體形成一個在其幾何形狀尺寸方面盡量對應(yīng)于待制造的軸的半成品，(2)該纖維體和包括這兩個連接件的由其包圍的部分的半成品的一部分被放到一個鑄模內(nèi)，(3)該纖維體在該鑄模內(nèi)浸滿液態(tài)聚合物，并且(4)該浸透聚合物的纖維體被硬化并同時形成固定所述連接件的絕緣管。
在這種方法中，省掉了與軸的制造方法無關(guān)聯(lián)的絕緣制造、絕緣管的切削加工以及粘接連接件。因為絕緣管的制造就是軸制造作業(yè)的一部分，所以，能夠非常精確地控制加工參數(shù)，由此獲得了軸的高品質(zhì)，尤其是在其介電性能和機械性能方面。
在該方法的一個優(yōu)選實施例中，管狀纖維體的內(nèi)表面和外周面在裝入鑄模內(nèi)之前用不透氣液的彈性模具體支承著。當實施該方法時，可控制地影響絕緣管的成形過程。同時，在硬化之后，可以在彈性變形之后無損傷地取出所述模具體。
有利的是，使支承外周面的彈性模具體在被裝到纖維體上之前徑向膨脹。這一措施使得把模具體裝到纖維體上變?nèi)菀琢耍踔聊軌驅(qū)w維體施加一個積極地影響絕緣管成形和乃至傳力件成形的預(yù)應(yīng)力。
如果模具體在硬化時內(nèi)經(jīng)受壓力，則可以特別有利地控制絕緣管乃至傳力件的成形，尤其是質(zhì)量。在這里，根據(jù)壓力的水平，通過壓縮盡量抑制在液態(tài)聚合物內(nèi)、纖維體內(nèi)或連接件的待嵌入部分上的不可避免的氣泡，因此，非常顯著地改善了軸的介電性能。
為了通過簡單方式實現(xiàn)在機械方面特別穩(wěn)定的軸，通過將多層纖維卷繞至一個卷繞芯上來制造該纖維體，該卷繞芯由連接件和支承該纖維體內(nèi)表面的彈性模具體構(gòu)成。
如果在纖維體的制造期間里使主要徑向取向的加強纖維還穿過這些纖維層，則可通過比較簡單的方式相當大地改善軸的抗扭強度。
為了能重新利用支承纖維體內(nèi)表面的彈性模具體，建議將這兩個連接件之一制成空心的。因而，該模具體能夠在一般的熱固性或熱塑性聚合物硬化之后彈性變形，并且能夠不損壞地通過該空腔取出該模具體。如果支承該纖維體的內(nèi)表面的彈性模具體在浸透前承受壓縮氣體，則避免了在纖維體浸透時液態(tài)聚合物會滲透到該空腔內(nèi)。
用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的一個有利裝置有一個有至少五個開口的鑄模，第一開口和第二開口用于使這兩個連接件穿過，第三開口用于供應(yīng)液態(tài)聚合物，第四開口用于給該鑄模通風(fēng)，第五開口用于供應(yīng)壓縮氣體，在該液態(tài)聚合物硬化期間內(nèi)，該壓縮氣體產(chǎn)生造型作用地作用于浸透的纖維體上。
該裝置最好也包括一個帶有卷繞芯的卷繞工具，該卷繞芯由這兩個連接件和一個布置在這兩個連接件之間的彈性模具體構(gòu)成。此外，該卷繞芯容納該纖維體。該裝置還有利地有一個熱裝工具，該熱裝工具有一個空心圓柱形真空室，該真空室的兩端分別包含一個用于引導(dǎo)繞有纖維體的卷繞芯的開口，并且該真空室有一個布置在該室內(nèi)的密封面，該密封面徑向延伸并且圍繞該開口，一空心圓柱形的彈性模具體的環(huán)形邊被真空密封地支承在該密封面上。


下面，結(jié)合附圖來詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例和由此可獲得的其它優(yōu)點，其中圖1以側(cè)視圖表示根據(jù)本發(fā)明的軸的第一實施例，其中，軸向剖開地示出了一絕緣管，圖2以側(cè)視圖表示根據(jù)本發(fā)明的軸的第二實施例，其中，也剖視出了一個絕緣管，圖3表示沿箭頭方向看圖2所示(放大示出的)軸的沿線III-III獲得的截面，圖4示意表示用于制造如圖2所示的軸的裝置，圖5是如圖4所示裝置的鑄模的與圖面平行的軸向截面圖，
圖6放大表示根據(jù)圖5的鑄模的局部。
具體實施例方式
在所有圖中，相同的符號表示作用相同的部件。圖1、2所示的本發(fā)明軸1的一個實施例包括兩個可以接在不同電位上的并由導(dǎo)電材料如鋁制成的連接件2、3和一個具有優(yōu)良的機械、熱和電氣性能的并由基于纖維加強型聚合物的絕緣材料制成的管4，該管可以承受扭矩。人造纖維尤其適用作加強纖維，如基于芳族聚酰胺或聚酯的人造纖維，但也可以是無機纖維如玻璃纖維。出于加工技術(shù)和在傳遞扭矩時要獲得優(yōu)良機械強度的考慮，有利地使用這樣的纖維，即它們按照纖維被布置成與該軸的軸線約成30°-60°且典型為45°角的結(jié)構(gòu)來配置。但代替該配置結(jié)構(gòu)地，尤其是編織物或墊也可被用作纖維加強結(jié)構(gòu)，或者借助卷繞法而成股地布置纖維。作為聚合物，主要考慮環(huán)氧樹脂或聚酯。為了改進聚合樹脂的粘合性，用底漆涂覆所述連接件2、3的被纖維包圍的部分可能是有利的。這兩個連接件2、3被分別固定在絕緣管4的兩個末端之一上。例如，軸1可以用連接件2保持接地電位，而用連接件3接在高壓電位上。力則可以由一個接在地電位上的未示出的驅(qū)動機構(gòu)通過軸1被傳給待驅(qū)動部件如高電壓開關(guān)裝置的觸點機構(gòu)。通過將連接件2、3適當固定在絕緣管4的末端上，可以傳動大扭矩并因而能獲得待驅(qū)動部件的高加速度，即便當軸1的尺寸很小時。
在根據(jù)圖1的軸的實施例里，通過兩個粘接部5實現(xiàn)了固定，這兩個粘接部5分別由一個形成于絕緣管的一端里的且從絕緣管4的外周面7延伸至其內(nèi)表面8的圓錐面6、一個分別形成于連接件2或3里的配合圓錐面9、一個由圓錐面6與配合圓錐面9形成的注滿粘合劑的縫隙10構(gòu)成。粘接部5從絕緣管4的內(nèi)表面8延伸至外周面7。這樣，力從粘接部5被直接傳給所有在管橫斷面內(nèi)的纖維加強結(jié)構(gòu)的纖維。這使得單獨的纖維之間的剪切力最小，這種剪切里出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)的傳動件中，其中，粘接只存在于外周面7與連接件2或3之間。因為由在管橫斷面里的所有纖維層來傳遞力，所以傳力件不僅能承受大扭矩，而且能承受大的張力。因此，它不僅適用作軸，而且適用作拉桿。但在用作拉桿時，建議將纖維主要布置在拉伸方向上以提高抗拉強度。
如果按照圖1的視圖通過卷繞分層布置的纖維11而形成絕緣管4的纖維加強結(jié)構(gòu)，則圓錐面6應(yīng)該相對絕緣管軸線地以約10°-30°角與纖維11相交。事實證明，當傳力件1承受扭矩時，粘接部5可以將待傳動的力同時且均勻地傳給實際所有的纖維層11中。因此，軸1的這種改進方案尤其能傳動大的扭矩。
可以如下所述地制造圖1的軸1，即從通過濕法卷繞預(yù)制而成的長絕緣管上截出絕緣管4的半成品，經(jīng)車削和/或磨削在半成品中形成圓錐面6，在兩個連接件2、3中形成配合圓錐面9，用適當?shù)恼澈蟿┤缁诃h(huán)氧樹脂的粘合劑預(yù)處理圓錐面6和配合圓錐面9，將絕緣管4與連接件2、3組裝在一起并形成狹窄的粘合縫隙10，使粘合劑硬化而形成軸1。
不過，或者絕緣管4也可以通過拉擠成型或經(jīng)其它的適于制造纖維加強型聚合物管的方法來制成。
在制造軸1的過程中形成一個由絕緣管4的內(nèi)表面8和連接件2、3限定的空腔。該空腔實際上不透氣。為了防止制造過程的粘接時或因隨后在軸1工作中的溫度升高而在空腔內(nèi)形成不希望的壓力，空腔71通入一個通向外面的壓力平衡通道72。壓力平衡通道72將空腔71連接至包圍軸1的外部空間并因而消除了可能出現(xiàn)在空腔內(nèi)的高壓。出于讓軸獲得有利電氣性能的考慮，該通道有利地設(shè)置在軸的經(jīng)受弱介電負載的區(qū)域里并且如圖1所示地有利地徑向穿過絕緣管4的壁并且布置在兩個連接件2、3之間的中點上和/或軸向穿過這兩個連接件2、3之一。該壓力平衡通道通常成孔狀，其直徑為幾毫米如2mm-4mm。
在圖2所示的軸的實施例中，由兩個嵌入部12實現(xiàn)了固定，嵌入部12作為待嵌入部分13地各有該連接件2、3的沿絕緣管4軸向延伸的一部分，嵌入部12作為嵌入體14還具有絕緣管4的一個端部。嵌入部12是澆鑄而成的，其中，聚合物被環(huán)注在包括連接件2、3和一個纖維體的軸1的預(yù)制半成品上。
通過嵌入實現(xiàn)了形狀配合和在嵌入的連接件2或3與絕緣管4之間的無間隙，于是，能夠與粘接部無關(guān)地傳遞大的拉力和扭矩。因為此傳力件是澆鑄而成的，所以不需要精加工絕緣管和粘接連接件。此外，通過精確控制澆鑄作業(yè)，可以獲得絕緣管4乃至軸的優(yōu)良品質(zhì)，尤其是在有利的介電性能和良好的機械性能方面。
圖3表示連接件2的嵌入部分13被構(gòu)造成形狀配合件并且在圍繞絕緣管4軸線的圓周方向上有一個非圓形的剖面15，如多邊形外形。因而，在絕緣管4與連接件2之間獲得形狀配合。相應(yīng)地，也可以在絕緣管4與連接件3之間實現(xiàn)形狀配合。代替多邊形，剖面15也可以具有橢圓形結(jié)構(gòu)或其它的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的結(jié)構(gòu)。因此，在出現(xiàn)了如用于例如大電流裝置的接點系統(tǒng)的驅(qū)動軸所需要的大扭矩時，獲得了特別好的傳動性能。在圓周方向延伸的凹處或擴張部或許也能被形成到剖面里。結(jié)果，在拉力負載下還實現(xiàn)了形狀配合。
如圖2、3所示，連接件2包括一個在絕緣管4軸線方向上延伸的縱向通道16。在軸1制造之后，一個如圖5、6所示的、由彈性材料如硅樹脂制成的且用于在絕緣管4澆鑄制造時支承纖維體內(nèi)壁的彈性模具體22可以通過通道被取出。該模具體22有一個匹配于剖面15的圓周面并且被有利地制成空心狀。于是，它就能從內(nèi)部接受壓力，并且由于其彈性結(jié)構(gòu)而能夠徑向向外擴張。
如圖2所示，絕緣管4的纖維加強通過卷繞層層布置的纖維11來形成。圖2象征性示出了也主要是徑向穿過纖維層11的加強纖維17。在約0.5％-5％且最好是1％-3％的含量下，這些纖維造成了絕緣管4乃至軸1的特別高的抗拉強度。
可用圖4所示的裝置來制造如圖2、3所示的傳力件1。該裝置包括一個卷繞工具20，它有一個可轉(zhuǎn)動地安裝的卷繞芯21。卷繞芯21由這兩個連接件2、3和布置在這兩個連接件之間的彈性模具體2 2構(gòu)成并用于容納一個纖維體23。纖維體23通過卷繞一個最好是基于芳族聚酰胺的、每平米面積重量達幾百克如300g/m2的人造纖維24的預(yù)應(yīng)力塑料纖維布而產(chǎn)生。因此，纖維體23具有圖2所示的纖維層11。另外，通過圖2所示的徑向延伸纖維17來加強纖維體23?，F(xiàn)在，在卷繞工具20內(nèi)形成在幾何形狀尺寸方面盡量對應(yīng)于待制造的軸1的半成品31。該半成品包括連接件2、3的待嵌入絕緣管4內(nèi)的且如圖2所示的部分13。
半成品31被送入一個熱裝工具30內(nèi)。該熱裝工具有一個空心圓柱形真空室32，該真空室的兩個端分別有一個用于裝入半成品31的開口33、34。設(shè)置在真空室32內(nèi)的是一個彈性模具體35，它以一定的間隔包圍纖維體23并且與模具22一樣由彈性材料且最好是硅樹脂構(gòu)成。模具體35成空心圓柱形并且與模具體22一樣在圓周方向上具有多邊形剖面。它的兩端分別由起到密封體作用的環(huán)形邊36和37形成。這些邊被真空吸緊地支承在密封面38、39上，所述密封面徑向延伸并且環(huán)繞開口33、34。在裝入半成品31前，對真空室32施加負壓，因此，模具體35徑向移向外面并同時形成預(yù)應(yīng)力(如圖4所示)。在模具體35直徑增大的情況下，半成品在被裝入熱裝工具中時仍然有足夠的空間。通過使真空室注滿空氣，模具體35被向內(nèi)(根據(jù)圖4的方向箭頭)移動并且以預(yù)定的預(yù)應(yīng)力套縮到半成品31的纖維體23上。
半成品31和支承其纖維體23的彈性的模具體22、35被裝入有一個下模41和一個上模42的由兩部分組成的真空耐壓密閉鑄模40內(nèi)。圖5、6以截面圖示出了這個鑄模。在上模42被取下后，由模具體22、35和兩個環(huán)43、44支承的半成品31被帶入下模42里。這兩個環(huán)43、44由金屬且最好是耐樹脂鋼制成并且以盡量真空密閉且不透流體地支承著模具35的兩個邊36、37。在半成品31已被裝入下模41后，裝上上模42并且借助固定裝置將上模壓到下模41上。隨后，密封環(huán)45、46盡量真空耐壓密閉地且不透流體地使鑄模40內(nèi)部與外部隔絕開。連接件2、3通過鑄模40內(nèi)的開口47和48通向外面?？v向通道16表示通向鑄模內(nèi)部的另一開口，一個敞開的且能與壓縮氣體源連接的氣球狀模具體22的一端穿過該縱向通道。液態(tài)聚合物如環(huán)氧樹脂液可以通過一個開口49被注入模具內(nèi)。另一個開口50用于使模具內(nèi)部通風(fēng)并且可以被連接至一個真空系統(tǒng)。
在制造軸或傳力件時，首先，通過開口50將模具內(nèi)部抽真空并且通過縱向通道16將壓縮氣體輸入模具體22內(nèi)?？v向通道16由于模具22在這種情況下脹大被對外密封起來。如圖6所示，然后，通過開口49輸入液態(tài)聚合物51。樹脂通過一條位于支承環(huán)43與連接件2之間的未標出的環(huán)形縫隙流入纖維體23并浸透纖維體23。通過處于壓力下的且膨脹的并封閉了通道16的模具體22，避免了樹脂能夠經(jīng)縱向通道16漏出。一旦纖維體23被徹底浸透，則停止聚合物51的供應(yīng)。關(guān)閉開口49、50。現(xiàn)在，出于壓力下的彈性模具體22以及由下模41和上模42支承的模具體35產(chǎn)生造型作用地作用在浸透聚合物的纖維體23上?；蛟S還在液態(tài)聚合物內(nèi)的氣泡同時被壓縮到無法發(fā)揮介電作用的程度。然后，聚合物在壓力下并在升高溫度下被硬化。結(jié)果，形成了圖2所示的并有兩個嵌入部12的絕緣管4或者成軸1狀的傳力件。在聚合物硬化之后，解除模具體22所受壓力，并且由于其可彈性變形的性能，該模具體可以通過縱向通道16無損壞地從鑄模40內(nèi)或軸1內(nèi)被取出。在取下上模42后，可以從下模41中取出軸1。
附圖標記一覽表1-傳力件，軸；2，3-連接件；4-絕緣管；5-粘接部；6-圓錐面；7-外周面；8-內(nèi)表面；9-配合圓錐面；10-粘合縫隙；11-纖維層；12-嵌入部；13-待嵌入部分；14-端部；15-剖面；16-縱向通道；17-加強纖維；20-卷繞工具；21-卷繞芯；22-模具體；23-纖維體；24-人造纖維布；30-熱裝工具；31-半成品；32-真空室；33，34-開口；35-模具；36，37-邊；38，39-密封面；40-鑄模；41-下模；42-上模；43，44-支承環(huán)；45，46-密封環(huán)；47，48，49，50-開口；51-液態(tài)聚合物；71-空腔；72-壓力平衡通道；
權(quán)利要求
1.一種軸(1)，它有兩個可接在不同電位上的導(dǎo)電連接件(2，3)和一個可承受扭負荷的絕緣管(4)，這兩個連接件(2，3)被分別固定在該絕緣管(4)的兩端之一上，其特征在于，為了將這兩個連接件(2，3)中的至少一個連接件固定在該絕緣管(4)上，設(shè)置以下機構(gòu)一個粘接部(5)，它由一個成形于該絕緣管(4)的一端里的并且從該絕緣管(4)的外周面(7)延伸至其內(nèi)表面(8)的圓錐面(6)、一個形成于所述的至少一個連接件(2，3)里的配合圓錐面(9)、一個由該圓錐面(6)和該配合圓錐面(9)構(gòu)成的并注滿粘合劑的縫隙(10)構(gòu)成；或是一個嵌入部(12)，它作為待嵌入部分地包括這兩個連接件(2，3)之一的一端部(13)并作為嵌入體地包括通過澆鑄而制成的絕緣管(4)的一端部，在所述嵌入部(12)中，該連接件(2，3)的端部(13)有一個非圓形的剖面(15)。
2.如權(quán)利要求1所述的軸，其特征在于，該絕緣管(4)的材料包含纖維加強型聚合物，該聚合物的纖維加強是通過卷層層布置的纖維(11)形成的。
3.如權(quán)利要求2所述的軸，其特征在于，在將該固定機構(gòu)構(gòu)造成粘接部(5)時，該圓錐面(6)與該絕緣管(4)的軸線相關(guān)地以約10°-30°角與這些層(11)相交。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的軸，其特征在于，在將該固定機構(gòu)構(gòu)造成粘接部(5)時，一個由該絕緣管(4)的內(nèi)表面(8)和這些連接件(2，3)限定的空腔(71)與一個從該軸(1)中延伸出的壓力平衡通道(72)相連。
5.如權(quán)利要求2所述的軸，其特征在于，當該固定機構(gòu)被構(gòu)造成嵌入部(12)時，這些連接件(2，3)之一具有一個沿該絕緣管(4)的軸線方向延伸的縱向通道(16)。
6.如權(quán)利要求2-5之一所述的軸，其特征在于，該纖維加強具有主要沿徑向穿過該纖維層(11)的加強纖維(17)。
7.如權(quán)利要求6所述的軸，其特征在于，主要徑向延伸的加強纖維(17)的含量占纖維加強結(jié)構(gòu)的約0.5％-5％，最好是1％-3％。
8.一種用于制造如權(quán)利要求5所述的軸的方法，其特特征在于，它有以下步驟由這些連接件(2，3)和一個管狀纖維體(23)形成一個在其幾何形狀尺寸方面盡量對應(yīng)于待制造的軸(1)的半成品(31)；在裝入鑄模(40)之前，該管狀纖維體(23)的內(nèi)表面和外周面用彈性的、不透氣液的模具體(22，35)支承著，該纖維體(23)和包括這兩個連接件(2，3)的由其包圍的部分的半成品(31)的一部分被放到一個鑄模(40)內(nèi)；該纖維體在該鑄模(40)內(nèi)浸滿液態(tài)聚合物(51)；該浸透聚合物的纖維體(23)被硬化并同時形成固定所述連接件(2，3)的絕緣管(4)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，使支承外周面的彈性模具體(35)在被裝到該纖維體(23)上之前徑向膨脹。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，在硬化期間內(nèi)，對所述模具(22，35)施加決定該絕緣管(4)形狀的壓力。
11.如權(quán)利要求8-10之一所述的方法，其特征在于，該纖維體(23)通過卷繞多個纖維層(11)來形成，這些纖維層(11)被堆置在一個卷繞芯(21)上，該卷繞芯由所述連接件(2，3)和支承該纖維體(23)的內(nèi)表面的彈性模具體(22)構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在纖維體(23)的制造中，還使主要徑向取向的加強纖維(17)穿過這些纖維層(11)。
13.如權(quán)利要求8-12之一所述的方法，其特征在于，在硬化之后，通過這兩個連接件(2)中的一個成空心狀的連接件取出支承該纖維體(23)的內(nèi)表面的彈性模具體(22)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在浸泡該纖維體(23)之前，對支承該纖維體(23)的內(nèi)表面的彈性模具體(22)施加壓縮空氣。
15.一種執(zhí)行如權(quán)利要求8-14之一所述方法的裝置，其特征在于，該鑄模(40)有至少五個開口(16，47，48，49，50)，第一開口和第二開口(47，48)用于使這兩個連接件(2，3)穿過，第三開口(49)用于供應(yīng)液態(tài)聚合物(51)，第四開口(50)用于給該鑄模(40)通風(fēng)，第五開口(16)用于供應(yīng)壓縮氣體，在該液態(tài)聚合物(51)硬化期間內(nèi)，該壓縮氣體產(chǎn)生造型作用地作用于浸透的纖維體(23)上。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，該裝置有一個帶有一卷繞芯(21)的卷繞工具(20)，該卷繞芯由這兩個連接件(2，3)和一個布置在這兩個連接件(2，3)之間的彈性模具體(22)構(gòu)成并且該卷繞芯用于容納該纖維體(23)。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，該裝置有一個熱裝工具(30)，該熱裝工具(30)有一個空心圓柱形真空室(32)，該真空室(32)的兩端分別具有一個用于引導(dǎo)繞有纖維體(23)的卷繞芯(21)的開口(33，34)，并且該熱裝工具還有一個安置在該真空室(32)內(nèi)的密封面(38，39)，所述密封面徑向延伸并且包圍所述開口(33，34)，一個成空心圓柱形的彈性模具體(35)的一個環(huán)形邊(36，37)真空密封地支承在該密封面(38，39)上。
全文摘要
該軸包括兩個可接在不同電位上的導(dǎo)電連接件(2，3)和一個能經(jīng)受扭負荷的絕緣管(4)。這兩個連接件(2，3)被分別固定至該絕緣管(4)的兩端之一上。為了使該軸也可以傳遞大扭矩，設(shè)置以下機構(gòu)以便固定這兩個連接件(2，3)中的至少一個一個粘接部(5)，它由一個形成于該絕緣管(4)的一端里的且從該絕緣管(4)的外周面(7)延伸至內(nèi)表面(8)的圓錐面(6)、一個形成于至少一個連接件(2，3)里的配合圓錐面(9)、一個由圓錐面(6)和配合圓錐面(9)構(gòu)成的并注滿粘合劑的縫隙(10)構(gòu)成?；蛘撸摴潭C構(gòu)也可以包括一個嵌入部，它作為待嵌入部分具有至少這兩個連接件之一的一個在該絕緣管的軸線方向上延伸的一部分并作為嵌入體地包括通過澆鑄而制成的絕緣管的端部。
文檔編號H01H33/42GK1577681SQ200410062089
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者G·邁爾, L·里策爾, S·佩奇, S·皮羅, M·凱勒, O·亨格爾, M·莫倫科普夫 申請人:Abb研究有限公司