DE102009051504B4

DE102009051504B4 - Tubular member, solid state actuator, method of making a tubular member, and method of making a coupling between a fiber and a metallic member

Info

Publication number: DE102009051504B4
Application number: DE102009051504.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Kuschel; Volker Mohr; Marcus Unruh; Rainer Venus; Dr. Weiße Manfred
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2029-10-31
Also published as: DE102009051504A1

Abstract

Rohrelement (10), geeignet als Gehäuse für ein Aktuatorelement (32) in einem Festkörperaktuator (30), das sich in Richtung einer Längsachse (A) erstreckt und das einen Rohrmantel (12) aus einem nahtlosen Gewebe (18) mit sich in Richtung der Längsachse (A) erstreckenden Kettfäden (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es an mindestens einem seiner axialen Enden (16) ein Ringelement (14, 28) aufweist, das fest mit dem Rohrmantel (12) gekoppelt ist.Tube element (10), suitable as a housing for an actuator element (32) in a solid state actuator (30) extending in the direction of a longitudinal axis (A) and a tube jacket (12) made of a seamless fabric (18) in the direction of Having longitudinal axis (A) extending warp threads (20), characterized in that it comprises at least one of its axial ends (16) has a ring member (14, 28) which is fixedly coupled to the tube shell (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrelement, die Verwendung eines Rohrelementes in einem Festkörperaktuator und ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrelements.The invention relates to a tubular element, the use of a tubular element in a solid state actuator and a method for producing a tubular element.

Rohrelemente können als Gehäuse für einen Festkörperaktuator, insbesondere mit einem Piezokörper mit einem Stapel piezoelektrischer Elemente dienen. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an Kontaktelemente des Piezokörpers kann eine axiale Ausdehnung des Stapels der Piezoelemente erfolgen. Für eine gute Funktion eines Piezoaktuators ist es zweckmäßig, dass die mechanischen Eigenschaften des Rohrelements den Eigenschaften des Piezoaktuators bei Änderungen der thermischen Bedingungen und der elektrischen Spannung angepasst sind.Pipe elements may serve as a housing for a solid state actuator, in particular with a piezoelectric body with a stack of piezoelectric elements. When applying an electrical voltage to contact elements of the piezoelectric body, an axial expansion of the stack of piezoelectric elements can take place. For a good function of a piezo actuator, it is expedient that the mechanical properties of the pipe element are adapted to the properties of the piezo actuator with changes in the thermal conditions and the electrical voltage.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rohrelement zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist und eine geringe thermische Längenänderung aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Herstellen eines Rohrelements zu schaffen.An object of the invention is to provide a tubular element which is simple and inexpensive to produce and has a low thermal change in length. Another object of the invention is to provide a simple and inexpensive method for producing a tubular element.

Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise verschiedenartige mit Gewebe verstärkte Rohre bekannt. Die Gewebeverstärkung besteht beispielsweise aus einer Textilumwicklung ( DE 10 2007 038 932 A1 , DE 696 01 883 T2 ) oder einer genähten oder gewirkten, bzw. gewebten Schlauchform ( DE 2 350 977 A , DE 28 53 417 A1 , WO 01/16519 A1 ).For example, various tissue-reinforced tubes are known in the art. The fabric reinforcement consists for example of a textile wrapping ( DE 10 2007 038 932 A1 . DE 696 01 883 T2 ) or a sewn or knitted or woven tube form ( DE 2 350 977 A . DE 28 53 417 A1 . WO 01/16519 A1 ).

Die Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The objects are achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Gemäß eines ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Rohrelement, das sich in Richtung einer Längsachse erstreckt und das einen Rohrmantel aus einem nahtlosen Gewebe mit sich in Richtung der Längsachse erstreckenden Kettfäden aufweist. Die Kettfäden sind aus Kohlenstofffasern gebildet.According to a first aspect, the invention is characterized by a tubular element which extends in the direction of a longitudinal axis and which has a tube jacket made of a seamless fabric with warp threads extending in the direction of the longitudinal axis. The warp threads are made of carbon fibers.

Die Kettfäden, die auch Längsfaden genannt werden, sind die parallelen Fäden, die bei der Herstellung eines Gewebes in Längsrichtung liegen.The warp threads, which are also called longitudinal thread, are the parallel threads that lie in the longitudinal direction during the production of a fabric.

Erfindungsgemäß weist das Rohrelement an mindestens einem seiner axialen Enden ein Ringelement auf, das fest mit dem Rohrmantel gekoppelt ist.According to the invention, the tube element has on at least one of its axial ends a ring element which is fixedly coupled to the tube jacket.

Ein derart ausgebildetes Rohrelement hat den Vorteil, dass ein hoher Elastizitätsmodul des Gewebes in Richtung der Längsachse erreichbar ist. Des Weiteren kann eine geringe thermische Ausdehnung des Rohrelements erreicht werden. Darüber hinaus sind eine geringe Wandstärke und ein geringes Gewicht des Rohrelements möglich. Zusätzlich kann die Wärmeleitung über den Rohrmantel sehr gut sein. Ein derartiges Rohrelement kann sehr gut als Gehäuse für einen Piezokörper mit einem Stapel piezoelektrischer Elemente dienen. Außerdem kann ein derartiges Rohrelement sehr kostengünstig hergestellt werden.A tubular element formed in this way has the advantage that a high modulus of elasticity of the tissue in the direction of the longitudinal axis can be achieved. Furthermore, a small thermal expansion of the tubular element can be achieved. In addition, a small wall thickness and a low weight of the tubular element are possible. In addition, the heat conduction over the pipe jacket can be very good. Such a tubular element can very well serve as a housing for a piezoelectric body with a stack of piezoelectric elements. In addition, such a tubular element can be produced very inexpensively.

Die Ringelemente an den axialen Enden des Rohrelements ermöglichen eine hohe Stabilität des Rohrelements.The ring elements at the axial ends of the tubular element allow a high stability of the tubular element.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gewebe mit den Kettfäden gekoppelte Schussfäden auf, die sich über den Umfang des Rohrmantels erstrecken. Die Schussfäden sind parallele Fäden eines textilen Gewebes, die bei der Herstellung eines Gewebes quer zu den Kettfäden angeordnet sind. Ein derartiges Gewebe hat den Vorteil, dass eine hohe Stabilität des Rohrelements insbesondere gegenüber Stauchen und Knicken erreichbar sein kann. Darüber hinaus kann die Wandstärke des Rohrmantels sehr klein sein.In an advantageous embodiment, the fabric has weft threads coupled to the warp threads and extending over the circumference of the tube jacket. The weft threads are parallel threads of a textile fabric, which are arranged in the manufacture of a fabric transverse to the warp threads. Such a fabric has the advantage that a high stability of the pipe element can be achieved in particular against upsetting and buckling. In addition, the wall thickness of the tubular jacket can be very small.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Schussfäden aus einem Kunststoff gebildet. Dies hat den Vorteil, dass ein geringes Gewicht des Rohrelements möglich ist. Des Weiteren kann die Wandstärke des Rohrmantels gering sein. Das Rohrelement kann außerdem kostengünstig hergestellt sein.In a further advantageous embodiment, the weft threads are formed from a plastic. This has the advantage that a low weight of the tubular element is possible. Furthermore, the wall thickness of the tubular jacket can be low. The tubular element can also be manufactured inexpensively.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Rohrmantel eine Dichtungsmasse auf, mit der das Gewebe ausgefüllt ist. Das Rohrelement kann so eine gute Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten und Gasen erreichen.In a further advantageous embodiment, the tube jacket has a sealant with which the tissue is filled. The pipe element can thus achieve a good seal against liquids and gases.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Dichtungsmasse einen ausgehärteten Kunststoff auf. Der Kunststoff ist insbesondere unter vorgegebenen Bedingungen ausgehärtet. Insbesondere kann der Kunststoff unter Energiezufuhr ausgehärtet sein. Dies erfolgt beispielsweise mittels UV-Strahlung oder Wärme. Der Kunststoff kann auch ein Zweikomponentenmaterial sein, das exotherm aushärtet. Das Gewebe kann damit zuerst in einfacher Weise hergestellt und anschließend mittels der Dichtungsmasse aus Kunststoff abgedichtet werden.In a further advantageous embodiment, the sealant on a cured plastic. The plastic is cured in particular under predetermined conditions. In particular, the plastic may be cured while supplying energy. This is done for example by means of UV radiation or heat. The plastic may also be a two-component material that cures exothermically. The fabric can thus be first produced in a simple manner and then sealed by means of the plastic sealant.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Kettfaden als Endlosfaden ausgebildet, der an den axialen Enden des Rohrmantels Schlaufen aufweist. Die Schlaufen sind fest mit dem mindestens einen Ringelement gekoppelt. Unter einem Endlosfaden wird in der Textiltechnik ein linienförmiges Element von praktisch unbegrenzter Länge verstanden, das sich textil verarbeiten lässt. Eine derartige Kopplung zwischen dem Rohrmantel und dem Ringelement kann sehr einfach ausgebildet werden.In a further advantageous embodiment, the warp thread is designed as an endless thread which has loops at the axial ends of the tubular jacket. The loops are fixedly coupled to the at least one ring element. Under a continuous thread is a linear in textile technology Understood element of virtually unlimited length that can be processed textile. Such a coupling between the tube shell and the ring element can be made very simple.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Gewebe mehrere sich in Richtung der Längsachse erstreckende Kettfäden auf. Die Kettfäden weisen an den axialen Enden des Rohrmantels Endabschnitte auf, die fest mit dem mindestens einen Ringelement gekoppelt sind. Dies hat den Vorteil, dass eine einfache Kopplung zwischen dem Rohrmantel und dem Ringelement möglich ist.In a further advantageous embodiment, the fabric has a plurality of warp threads extending in the direction of the longitudinal axis. The warp threads have at the axial ends of the tubular jacket end portions which are fixedly coupled to the at least one ring element. This has the advantage that a simple coupling between the pipe jacket and the ring member is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Endabschnitte oder die Schlaufen der Kettfäden fest zwischen jeweils zwei radial zueinander angeordneten Ringelementen angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine einfache und sichere Kopplung zwischen Rohrmantel und Ringelement möglich ist.In a further advantageous embodiment, the end sections or the loops of the warp threads are arranged fixedly between in each case two ring elements arranged radially to each other. This has the advantage that a simple and secure coupling between pipe jacket and ring element is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Ringelemente aus einem Metall gebildet oder weisen ein Metall auf. Damit kann der Rohrmantel sehr präzise mit den Ringelementen gekoppelt werden. Des Weiteren können die Ringelemente insbesondere durch Form gebende Verfahren sehr präzise hergestellt werden. Darüber hinaus können die Ringelemente sehr gut bearbeitet werden, um eine präzise axiale Länge des Rohrelements zu erhalten.In a further advantageous embodiment, the ring elements are formed from a metal or comprise a metal. Thus, the pipe jacket can be coupled very precisely with the ring elements. Furthermore, the ring elements can be produced very precisely, in particular by methods giving shape. In addition, the ring elements can be machined very well to obtain a precise axial length of the tube element.

Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch die Verwendung eines Rohrelementes gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in einem Festkörperaktuator mit einem Aktuatorelement. Das Aktuatorelement ist innerhalb des Rohrelements angeordnet.According to a second aspect, the invention is characterized by the use of a tubular element according to the first aspect of the invention in a solid state actuator having an actuator element. The actuator element is arranged within the tubular element.

Gemäß eines dritten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrelements, bei dem ein Rohrmantel aus einem nahtlosen Gewebe mit sich in Richtung einer Längsachse erstreckenden, aus Kohlenstofffasern gebildeten Kettfäden und sich über den Umfang des Rohrmantels erstreckenden Schussfäden gewebt wird, auf das Gewebe eine Dichtungsmasse aufgebracht wird und die Dichtungsmasse mit dem Gewebe bei einer vorgegebenen Temperatur ausgehärtet wird. Die Kettfäden werden während des Aushärtens der Dichtungsmasse einer Zugkraft ausgesetzt.According to a third aspect, the invention is characterized by a method for producing a tubular element, in which a tubular sheath is woven from a seamless fabric having warp threads formed of carbon fibers extending in the direction of a longitudinal axis and weft threads extending over the circumference of the tubular sheath the tissue is applied a sealant and the sealant is cured with the tissue at a predetermined temperature. The warp threads are subjected to a tensile force during the curing of the sealant.

Das Aufbringen der Dichtungsmasse auf das Gewebe kann insbesondere durch Lackieren, Tränken oder Beschichten erfolgen.The application of the sealant to the fabric can be done in particular by painting, soaking or coating.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass durch das Einbringen einer Vorspannung in die aus Kohlenstofffasern gebildeten Kettfäden ein Spiel des Gewebes um die Nulllage innerhalb des Gewebes ausgeschlossen werden kann.This method has the advantage that, by introducing a bias into the warp threads formed from carbon fibers, a clearance of the fabric about the zero position within the fabric can be excluded.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Herstellen einer Kopplung zwischen den Endabschnitten oder Schlaufen der Kettfäden und einem metallischen Ringelement die als Kohlenstofffaser ausgebildeten Kettfäden und das metallische Ringelement bereitgestellt, auf die Kohlenstofffaser wird wenigstens abschnittsweise eine Metallschicht aufgebracht, und die Kohlenstofffaser wird in dem Abschnitt, in dem die Metallschicht aufgebracht ist, mit dem metallischen Ringlement stoffschlüssig gekoppelt.According to a development of the method according to the invention, the carbon fiber filament and the metallic ring element are provided for producing a coupling between the end sections or loops of the warp threads and a metallic ring element, a metal layer is applied to the carbon fiber at least in sections, and the carbon fiber becomes in the section , in which the metal layer is applied, with the metallic Ringlement cohesively coupled.

Dies hat den Vorteil, dass eine Kopplung zwischen der Kohlenstofffaser und dem metallischen Ringelement in einfacher Weise möglich ist. Des Weiteren ist eine gute Kraftübertragung zwischen der Kohlenstofffaser und dem metallischen Ringelement möglich, indem nichtmetallische Bauteile im Kraftweg vermieden werden.This has the advantage that a coupling between the carbon fiber and the metallic ring element is possible in a simple manner. Furthermore, a good power transmission between the carbon fiber and the metallic ring member is possible by avoiding non-metallic components in the force path.

In einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß des vierten Aspekts erfolgt das Aufbringen der Metallschicht auf die Kohlenstofffaser mittels Galvanisieren. Damit kann eine einfache und sichere Methode zur Beschichtung der Kohlenstofffaser eingesetzt werden.In an advantageous embodiment according to the fourth aspect, the application of the metal layer to the carbon fiber by means of electroplating takes place. Thus, a simple and safe method for coating the carbon fiber can be used.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß des vierten Aspekts erfolgt das stoffschlüssige Koppeln der Kohlenstofffaser mit dem metallischen Ringelement mittels Löten. Dies hat den Vorteil, dass Löten eine einfache Methode zur Kopplung der Kohlenstofffaser mit dem metallischen Ringelement ist.In a further advantageous embodiment according to the fourth aspect, the cohesive coupling of the carbon fiber to the metallic ring element takes place by means of soldering. This has the advantage that soldering is a simple method for coupling the carbon fiber to the metallic ring element.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Rohrelements in einer ersten Ausführungsform, 1 a perspective view of a tubular element in a first embodiment,

2 eine abschnittsweise vergrößerte perspektivische Ansicht des Rohrelements, 2 a sectionally enlarged perspective view of the tubular element,

3 eine Querschnittsansicht des Rohrelements in einer weiteren Ausführungsform, 3 a cross-sectional view of the tubular element in a further embodiment,

4 eine Querschnittsansicht eines Festkörperaktuators mit einem Rohrelement, und 4 a cross-sectional view of a solid state actuator with a tubular element, and

5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Kopplung zwischen einer Faser und einem metallischen Element. 5 a flow diagram of a method for establishing a coupling between a fiber and a metallic element.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Elements of the same construction or function are provided across the figures with the same reference numerals.

1 zeigt ein Rohrelement 10, das zylinderförmig ausgebildet ist, und einen Rohrmantel 12 sowie zwei Ringelemente 14 aufweist. Das Rohrelement 10 erstreckt sich in Richtung einer Längsachse A. 1 shows a pipe element 10 , which is cylindrical, and a pipe jacket 12 as well as two ring elements 14 having. The pipe element 10 extends in the direction of a longitudinal axis A.

Die Ringelemente 14 sind an axialen Enden 16 des Rohrmantels 12 und damit des Rohrelements 10 angeordnet. Die Ringelemente 14 sind fest mit dem Rohrmantel 12 gekoppelt. Die Ringelemente 14 sind aus einem Metall gebildet beziehungsweise weisen ein Metall auf. Das Metall ist vorzugsweise ein Stahl, insbesondere ein Ni36-Stahl.The ring elements 14 are at axial ends 16 of the pipe jacket 12 and thus of the tubular element 10 arranged. The ring elements 14 are firm with the pipe jacket 12 coupled. The ring elements 14 are formed of a metal or have a metal. The metal is preferably a steel, in particular a Ni36 steel.

Der Rohrmantel 12 ist aus einem nahtlosen Gewebe 18 gebildet. Das Gewebe 18 hat Kettfäden 20, die sich in Richtung der Längsachse A erstrecken. Das Gewebe 18 hat weiter Schussfäden 22, die sich über den Umfang des Rohrmantels 12 erstrecken. Die Schussfäden 22 sind mit den Kettfäden 20 gekoppelt. Die Schussfäden 22 sind aus einem Kunststoff gebildet. Die Schussfäden 22 sind bevorzugt Aramidfasern. Diese haben den Vorteil eines kleinen beziehungsweise negativen Ausdehnungskoeffizienten. In einer weiteren Ausführungsform kann der Kunststoff ein Polyamid sein.The pipe jacket 12 is made of a seamless fabric 18 educated. The tissue 18 has warp threads 20 which extend in the direction of the longitudinal axis A. The tissue 18 has more weft threads 22 extending over the circumference of the pipe jacket 12 extend. The weft threads 22 are with the warp threads 20 coupled. The weft threads 22 are made of a plastic. The weft threads 22 are preferably aramid fibers. These have the advantage of a small or negative expansion coefficient. In another embodiment, the plastic may be a polyamide.

In der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform des Rohrelements 10 ist der Kettfaden 20 als Endlosfaden ausgebildet. An den axialen Enden 16 des Rohrmantels 12 sind Schlaufen 24 des Kettfadens 20 angeordnet, die jeweils eine Verbindung zwischen in Richtung der Längsachse A verlaufenden Abschnitten des Kettfadens 20 bilden. Die Schlaufen 24 sind fest mit den Ringelementen 14 gekoppelt.In the in the 1 and 2 shown embodiment of the tubular element 10 is the warp thread 20 designed as an endless thread. At the axial ends 16 of the pipe jacket 12 are loops 24 of the warp 20 arranged, each having a connection between extending in the direction of the longitudinal axis A portions of the warp thread 20 form. The loops 24 are stuck with the ring elements 14 coupled.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wie sie in 3 dargestellt ist, weist das Gewebe 18 eine Vielzahl von sich in Richtung der Längsachse A erstreckenden Kettfäden 20 auf. Die Kettfäden 20 haben an den axialen Enden 16 des Rohrelements 10 jeweils einen als loses Ende ausgebildeten Endabschnitt 26. Das Rohrelement 10 weist ein weiteres Ringelement 28 auf. Die Ringelemente 14, 28 der in 3 gezeigten Ausführungsform des Rohrelements 10 sind zueinander konzentrisch angeordnet. Zwischen dem äußeren Ringelement 14 und dem inneren weiteren Ringelement 28 sind die Endabschnitte 26 der Kettfäden 20 angeordnet und fest mit den Ringelementen 14, 28 gekoppelt. Vorzugsweise sind die Endabschnitte 26 der Kettfäden 20 zwischen den Ringelementen 14, 28 verpresst. Es ist so möglich, eine einfache und sichere Kopplung der Kettfäden 20 zwischen dem inneren Ringelement 28 und dem äußeren Ringelement 14 zu erreichen.In a further preferred embodiment, as in 3 is shown, the tissue has 18 a plurality of extending in the direction of the longitudinal axis A warp threads 20 on. The warp threads 20 have at the axial ends 16 of the tubular element 10 each formed as a loose end end portion 26 , The pipe element 10 has another ring element 28 on. The ring elements 14 . 28 the in 3 shown embodiment of the tubular element 10 are arranged concentrically with each other. Between the outer ring element 14 and the inner further ring member 28 are the end sections 26 the warp threads 20 arranged and fixed to the ring elements 14 . 28 coupled. Preferably, the end portions 26 the warp threads 20 between the ring elements 14 . 28 pressed. It is possible, a simple and secure coupling of the warp threads 20 between the inner ring element 28 and the outer ring member 14 to reach.

Die Kettfäden 20 sind aus Kohlenstofffasern gebildet. Damit kann erreicht werden, dass das Gewebe 18 einen hohen Elastizitätsmodul in Richtung der Längsachse A aufweist. Des Weiteren ist in Richtung der Längsachse A nur eine geringe thermische Ausdehnung des Rohrelements 10 erreichbar. Darüber hinaus kann das Rohrelement 10 ein geringes Gewicht haben. Außerdem kann eine gute Wärmeleitung über den Rohrmantel 12 erreicht werden. Die Wandstärke des Rohrmantels 12 kann sehr gering ausfallen. Eine Ausbildung des Gewebes 18 mit Kettfäden 20 aus Kohlenstofffasern und Schussfäden 22 aus einem Kunststoff ermöglicht insgesamt ein geringes Gewicht des Rohrelements und eine geringe Wandstärke des Rohrmantels 12.The warp threads 20 are made of carbon fibers. This can be achieved that the tissue 18 has a high modulus of elasticity in the direction of the longitudinal axis A. Furthermore, in the direction of the longitudinal axis A only a small thermal expansion of the tubular element 10 reachable. In addition, the pipe element 10 have a low weight. In addition, good heat conduction through the pipe jacket 12 be achieved. The wall thickness of the pipe jacket 12 can be very small. A training of the fabric 18 with warp threads 20 made of carbon fibers and weft threads 22 made of a plastic allows a total of a low weight of the tubular element and a small wall thickness of the tube shell 12 ,

Ein derart ausgebildeter Rohrmantel 12 kann darüber hinaus sehr kostengünstig gefertigt werden.Such a trained pipe jacket 12 can also be made very inexpensive.

In 4 ist ein Festkörperaktuator 30 mit einem Aktuatorelement 32 und dem Rohrelement 10 dargestellt. Das Aktuatorelement 32 ist innerhalb des Rohrelements 10 angeordnet, so dass das Rohrelement 10 als Gehäuse für das Aktuatorelement 32 dient. Vorzugsweise weist das Aktuatorelement 32 einen Piezokörper mit einem Stapel piezoelektrischer Elemente auf. Die geringe thermische Ausdehnung des Rohrelements 10 kann der geringen thermischen Ausdehnung des Piezokörpers gut angepasst sein. Der hohe Elastizitätsmodul des Gewebes 18 in Richtung der Längsachse A kann gut an die geringe axiale Ausdehnung des Stapels der Piezoelemente beim Anlegen einer elektrischen Spannung an Kontaktelemente des Piezokörpers angepasst sein.In 4 is a solid state actuator 30 with an actuator element 32 and the pipe element 10 shown. The actuator element 32 is inside the pipe element 10 arranged so that the pipe element 10 as a housing for the actuator element 32 serves. Preferably, the actuator element 32 a piezoelectric body with a stack of piezoelectric elements. The low thermal expansion of the tubular element 10 can be well adapted to the low thermal expansion of the piezoelectric body. The high modulus of elasticity of the fabric 18 in the direction of the longitudinal axis A can be well adapted to the small axial extent of the stack of piezoelectric elements when applying an electrical voltage to contact elements of the piezoelectric body.

In dem Gewebe 18 ist weiter eine Dichtungsmasse ausgebildet, die aus einem Kunststoff besteht, der unter vorgegebenen Bedingungen ausgehärtet ist. Besonders bevorzugt ist der Kunststoff der Dichtungsmasse ein Epoxydharz, ein Polyesterharz oder ein Silikonharz. Mittels der Dichtungsmasse des Rohrmantels 12 kann eine gute Dichtheit des Rohrelements 10 gegenüber Flüssigkeiten und Gasen erreicht werden. Besonders bevorzugt ist, wenn der Kunststoff der Dichtungsmasse im Epoxidharz ist, das im Bereich der üblichen Raumtemperaturen aushärten kann. Die gute Dichtheit des Rohrelements 10 gegenüber Flüssigkeiten und Gasen kann insbesondere zum Schutz des Piezokörpers vor Fluiden dienen, wenn das Rohrelement 10 als Gehäuse für das Aktuatorelement 32, insbesondere den Piezokörper mit piezoelektrischen Elementen eingesetzt wird.In the tissue 18 Furthermore, a sealant is formed, which consists of a plastic which has cured under predetermined conditions. Particularly preferably, the plastic of the sealant is an epoxy resin, a polyester resin or a silicone resin. By means of the sealant of the pipe jacket 12 can be a good tightness of the pipe element 10 be achieved against liquids and gases. It is particularly preferred if the plastic of the sealant is in the epoxy resin, which can cure in the range of the usual room temperatures. The good tightness of the pipe element 10 against liquids and gases can serve in particular to protect the piezoelectric body from fluids when the pipe element 10 as a housing for the actuator element 32 , In particular, the piezoelectric body is used with piezoelectric elements.

Das Herstellen des Rohrelements 10 kann derart erfolgen, dass zunächst das Gewebe 18 aus den aus Kohlenstofffasern gebildeten Kettfäden 20 und den Schussfäden 22 gewebt wird. Anschließend wird der Rohrmantel 12 mit einer Dichtungsmasse versehen, in dem diese beispielsweise durch Lackieren, Tränken oder Beschichten auf das Gewebe 18 aufgebracht wird, und anschließend die Dichtungsmasse mit dem Gewebe 18 verbacken wird, so dass die Dichtungsmasse aushärtet. Vorzugsweise erfolgt das Aushärten der Dichtungsmasse unter Zugbelastung des Gewebes 18. Es ist so möglich, ein Spiel des Gewebes 18 um die Nulllage innerhalb des Gewebes 18 auszuschließen.The manufacture of the pipe element 10 can be done such that initially the tissue 18 from the warp threads formed from carbon fibers 20 and the weft threads 22 is woven. Subsequently, the pipe jacket 12 provided with a sealant in which this example by painting, soaking or coating on the fabric 18 is applied, and then the sealant with the tissue 18 is baked, so that the sealant hardens. Preferably, the curing of the sealant takes place under tensile load of the fabric 18 , It is possible, a game of tissue 18 around the zero position within the fabric 18 excluded.

Bei der Verbindung zwischen den aus Kohlenstofffasern gebildeten Kettfäden 20 und den Ringelementen 14, 28 ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Ringelementen 14, 28 und den Kettfäden 20 keine weiteren Elemente, insbesondere aus Kunststoff, angeordnet sind, um so sehr gute elastische und thermische Eigenschaften des Gewebe 18 zu erreichen.In the connection between the warp threads formed from carbon fibers 20 and the ring elements 14 . 28 It is advantageous if between the ring elements 14 . 28 and the warp threads 20 No further elements, in particular made of plastic, are arranged so as to have very good elastic and thermal properties of the fabric 18 to reach.

In 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Kopplung zwischen einer Kohlenstofffaser 90 und einem metallischen Element 92 gezeigt.In 5 FIG. 10 is a flowchart of a method of making a coupling between a carbon fiber. FIG 90 and a metallic element 92 shown.

In einem ersten Schritt S10 wird das Verfahren zur Herstellung der Kopplung zwischen der Kohlenstofffaser 90 und dem metallischen Element 92 gestartet.In a first step S10, the method for producing the coupling between the carbon fiber 90 and the metallic element 92 started.

In einem weiteren Schritt S12 werden die Kohlenstofffaser 90 und das metallische Element 92 bereitgestellt.In a further step S12, the carbon fiber 90 and the metallic element 92 provided.

In einem weiteren Schritt S14 wird auf die Kohlenstofffaser 90 abschnittsweise eine Metallschicht 94 aufgebracht. Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der Metallschicht 94 auf die Kohlenstofffaser 90 mittels Galvanisieren. Es kann so eine sehr einfache Methode zur Beschichtung der Kohlenstofffaser mit einem Metall genutzt werden.In a further step S14 is applied to the carbon fiber 90 partially a metal layer 94 applied. Preferably, the application of the metal layer takes place 94 on the carbon fiber 90 by galvanizing. It can be used as a very simple method for coating the carbon fiber with a metal.

In einem weiteren Schritt S16 wird die Kohlenstofffaser 90 in dem Abschnitt, in dem die Metallschicht 94 aufgebracht ist, mit dem metallischen Element 92 stoffschlüssig gekoppelt. Vorzugsweise erfolgt das stoffschlüssige Koppeln der Kohlenstofffaser 90 mit dem metallischen Element 92 mittels eines Lots 96. Es kann so eine einfache Methode zur Kopplung der Kohlenstofffaser 90 mit dem metallischen Element 92 eingesetzt werden.In a further step S16, the carbon fiber 90 in the section where the metal layer 94 is applied, with the metallic element 92 cohesively coupled. The cohesive coupling of the carbon fiber preferably takes place 90 with the metallic element 92 by means of a lot 96 , It can be such a simple method of coupling the carbon fiber 90 with the metallic element 92 be used.

In einem Schritt S18 endet das Verfahren zur Herstellung einer Kopplung zwischen einer Kohlenstofffaser 90 und dem metallischen Element 92.In a step S18, the process for producing a coupling between a carbon fiber ends 90 and the metallic element 92 ,

Ist die Kohlenstofffaser 90 insbesondere der Kettfaden 20 des Rohrelements 10, und das metallische Element 92 eines der Ringelemente 14, 28 des Rohrelements 10, so kann mittels des dargestellten Verfahrens eine besonders einfache Kopplung zwischen dem Kettfaden 20 und den Ringelementen 14, 28 erreicht werden. Insbesondere ist eine gute Kraftübertragung zwischen dem Kettfaden 20 und den Ringelementen 14, 28 möglich, da durch das vorgestellte Verfahren das Auftreten von nichtmetallischen Bauteilen im Kraftweg zwischen dem Kettfaden 20 und den Ringelementen 14, 28 vermieden werden kann.Is the carbon fiber 90 in particular the warp thread 20 of the tubular element 10 , and the metallic element 92 one of the ring elements 14 . 28 of the tubular element 10 , so by means of the illustrated method, a particularly simple coupling between the warp thread 20 and the ring elements 14 . 28 be achieved. In particular, a good power transmission between the warp thread 20 and the ring elements 14 . 28 possible because of the presented method, the occurrence of non-metallic components in the force path between the warp thread 20 and the ring elements 14 . 28 can be avoided.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele miteinander zu kombinieren, so dass auch derartige Anordnungen von der Erfindung umfasst sind.The invention is not limited to the specified embodiments. In particular, it is possible to combine the features of different embodiments with each other, so that such arrangements are included in the invention.

Claims

Pipe element ( 10 ), suitable as a housing for an actuator element ( 32 ) in a solid state actuator ( 30 ) which extends in the direction of a longitudinal axis (A) and which has a tube jacket ( 12 ) made of a seamless fabric ( 18 ) with warp threads extending in the direction of the longitudinal axis (A) ( 20 ), characterized in that it (at least one of its axial ends ( 16 ) a ring element ( 14 . 28 ), which is fixed to the pipe jacket ( 12 ) is coupled.

Pipe element ( 10 ) according to claim 1, wherein the tissue ( 18 ) with the warp threads ( 20 ) coupled weft threads ( 22 ), which extends over the circumference of the tubular jacket ( 12 ).

Pipe element ( 10 ) according to claim 2, wherein the weft threads ( 22 ) are formed from a plastic.

Pipe element ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the tube jacket ( 12 ) has a sealant with which the tissue ( 18 ) is filled out.

Pipe element ( 10 ) according to claim 4, wherein the sealant comprises a cured plastic.

Pipe element ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the warp thread ( 20 ) is formed as an endless thread, which at the axial ends ( 16 ) of the tubular jacket ( 12 ) Loops ( 24 ), wherein the loops ( 24 ) fixed to the at least one ring element ( 14 . 15 ) are coupled.

Pipe element ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the tissue ( 18 ) a plurality of warp threads extending in the direction of the longitudinal axis (A) ( 20 ), and the warp threads ( 20 ) at the axial ends ( 16 ) of the tubular jacket ( 12 ) End sections ( 26 ) fixedly connected to the at least one ring element ( 14 . 15 ) are coupled.

Pipe element ( 10 ) according to claim 6 or 7, wherein the end sections ( 26 ) or the loops ( 24 ) the warp threads ( 20 ) fixed between each two radially arranged ring elements ( 14 . 15 ) are arranged.

Pipe element ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the ring elements ( 14 . 15 ) are formed of a metal or have a metal.

Use of a tubular element ( 10 ) according to one of the preceding claims as a housing for an actuator element ( 32 ) in a solid state actuator ( 30 ), wherein the actuator element ( 32 ) within the tubular element ( 10 ) is arranged.

Method for producing a tubular element ( 10 ), in which - a tube jacket ( 12 ) made of a seamless fabric ( 18 ) with warp threads (C) extending in the direction of a longitudinal axis (A) 20 ) and over the circumference of the tubular jacket ( 12 ) extending weft threads ( 22 ), the warp threads ( 20 ) at the axial ends of the tubular jacket ( 12 ) End sections ( 26 ) or loops ( 24 ) at at least one axial end ( 16 ) of the tubular element ( 10 ) fixed with a ring element ( 14 . 28 ), - on the tissue ( 18 ) a sealant is applied, and - the sealant with the tissue ( 18 ) is cured at a predetermined temperature, wherein the warp threads ( 20 ) are subjected to a tensile force during the curing of the sealant.

Method according to claim 11, wherein for producing a coupling between the end sections or loops of the warp threads, which are used as carbon fiber ( 90 ) are formed, and the ring element ( 92 ), which is metallic, in which - the carbon fiber and the ring element ( 92 ), - on the carbon fiber ( 90 ) at least in sections a metal layer ( 94 ), and - the carbon fiber ( 90 ) in the section where the metal layer ( 94 ) is applied, with the metallic ring element ( 92 ) is coupled cohesively.

Method according to claim 12, wherein the application of the metal layer ( 94 ) on the carbon fiber ( 90 ) is done by electroplating.

A method according to claim 12 or 13, wherein the cohesive coupling of the carbon fiber ( 90 ) with the metallic ring element ( 92 ) by means of soldering.