RF02E002WO/wh04s05/TW/wh/23.11.2004RF02E002WO / wh04s05 / TW / wh / 23.11.2004
ROTAFORM GmbH, Dieselstraße 2, 75203 Königsbach-SteinROTAFORM GmbH, Dieselstrasse 2, 75203 Koenigsbach-Stein
Rohrförmige Antriebswelle, insbesondere Kardanwelle für ein KraftfahrzeugTubular drive shaft, in particular cardan shaft for a motor vehicle
Beschreibung:Description:
Die Erfindung geht aus von einer Antriebswelle mit den im Oberbegriff des An= Spruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a drive shaft with the features specified in the preamble of claim 1.
Aus der DE 41 13 709 C2 ist eine Kardanwelle bekannt, welche einen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser hat, wobei der zweite Durchmesser kleiner als der erste Durchmesser ist. Zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt gibt es einen Übergangsabschnitt, in welchem der Durchmesser von dem größeren ersten Durchmesser auf den kleineren zweiten Durchmesser abnimmt. Mit dieser Ausbildung wird bezweckt, dass beim Aufprall eines Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis die Kardanwelle bei möglichst wenig Energieverzehr zusammengescho- ben werden kann, indem sich unter Verformung des Übergangsabschnittes der
erste Abschnitt der Kardanwelle mit dem größeren Durchmesser über den zweiten Abschnitt der Kardanwelle mit dem kleineren Durchmesser schiebt. Dabei besteht die Gefahr, dass die Kardanwelle ausknickt. Das ist unerwünscht, weil das Ausknicken ein unkontrolliertes Verformungsverhalten zur Folge hat. Die DE 41 13709 C2 offenbart deshalb, in der Kardanwelle ein Führungsrohr vorzusehen, welches mit einem Abschnitt kleineren Durchmessers fest in dem zweiten, dünneren Abschnitt der Kardanwelle steckt. Von dort aus erstreckt sich das Führungsrohr in den ersten, dickeren Abschnitt der Kardanwelle und hat dort einen Abschnitt mit einem Durchmesser, welcher dem Innendurchmesser des ersten Ab- Schnittes der Kardanwelle angenähert ist. Damit sich das Führungsrohr mit seinem im Durchmesser größeren Ende im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges nicht an der Innenseite des ersten, im Durchmesser größeren Abschnittes der Antriebswelle verhakt, sich festfrißt und damit seiner Führungsaufgabe nicht mehr gerecht werden kann, ist es bekannt, das Führungsrohr an diesem seinen Ende zu verjüngen. Wenn sich im Falle eines Aufpralls die beiden Abschnitte der Kardanwelle ineinanderschieben, bewirkt das Führungsrohr eine das Ausknicken der Kardanwelle verhindernde Führung, so dass die Kardanwelle Verformungsenergie nur aufnimmt, bis ihr zweiter Abschnitt von ihrem ersten Abschnitt abreißt.From DE 41 13 709 C2 a cardan shaft is known which has a first section with a first diameter and a second section with a second diameter, the second diameter being smaller than the first diameter. There is a transition section between the first section and the second section, in which the diameter decreases from the larger first diameter to the smaller second diameter. The purpose of this design is that when a motor vehicle collides with an obstacle, the cardan shaft can be pushed together with as little energy consumption as possible by deforming the transition section of the pushes the first section of the cardan shaft with the larger diameter over the second section of the cardan shaft with the smaller diameter. There is a risk that the cardan shaft will buckle. This is undesirable because the buckling results in an uncontrolled deformation behavior. DE 41 13709 C2 therefore discloses providing a guide tube in the cardan shaft which, with a section of smaller diameter, is firmly inserted in the second, thinner section of the cardan shaft. From there, the guide tube extends into the first, thicker section of the cardan shaft and there has a section with a diameter which approximates the inside diameter of the first section of the cardan shaft. So that the guide tube with its larger diameter end does not get caught on the inside of the first, larger diameter section of the drive shaft in the event of a collision of the vehicle, seizes up and therefore can no longer fulfill its guiding task, it is known to attach the guide tube to rejuvenate its end. If, in the event of an impact, the two sections of the cardan shaft slide into one another, the guide tube effects a guide which prevents the cardan shaft from buckling, so that the cardan shaft only absorbs deformation energy until its second section breaks away from its first section.
Es ist weiterhin bekannt, eine Kardanwelle der in der DE 41 13709 C2 beschrie- benen Art dahingehend weiterzubilden, dass sich in der Außenseite des Übergangsabschnittes zwischen dem ersten, im Durchmesser größeren Abschnitt und dem zweiten, im Durchmesser kleineren Abschnitt der Kardanwelle eine ringförmige Sicke befindet, welche koaxial zur Längsachse der Kardanwelle angeordnet ist. Durch diese Sicke soll festgelegt werden, an welcher Stelle sich der Über- gangsabschnitt im Falle eine Aufpralls zu falten beginnt und später reißt. Es ist bekannt, eine solche Kardanwelle mit einer Sicke im Übergangsabschnitt dadurch herzustellen, dass man von einem Rohr ausgeht, welches den Durchmesser hat, den die Kardanwelle in ihrem ersten Abschnitt haben soll. In dieses Rohr rollt oder dreht man an der Stelle, an welcher sich später der Übergangsabschnitt befinden soll, die Sicke ein, wozu man in radialer Richtung auf das Rohr einwirkt.
Anschließend werden durch Rundkneten, Pressen oder Ziehen des Rohres der zweite Abschnitt der Kardanwelle mit dem kleineren Durchmesser und der Übergangsabschnitt gebildet. Danach wird das vorgefertigte Führungsrohr durch den ersten Abschnitt der Kardanwelle hindurch in diese eingeführt und in deren zwei- ten Abschnitt, dass ist der Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser, eingepresst.It is also known to further develop a cardan shaft of the type described in DE 41 13709 C2 in such a way that there is an annular bead in the outside of the transition section between the first section of larger diameter and the second section of smaller diameter of the cardan shaft , which is arranged coaxially to the longitudinal axis of the propeller shaft. This bead is intended to determine the point at which the transition section begins to fold in the event of an impact and later tears. It is known to produce such a cardan shaft with a bead in the transition section by starting from a tube which has the diameter that the cardan shaft should have in its first section. The bead is rolled or turned into this tube at the point where the transition section is later to be located, for which purpose the tube is acted on in a radial direction. The second section of the cardan shaft with the smaller diameter and the transition section are then formed by kneading, pressing or pulling the tube. The prefabricated guide tube is then inserted through the first section of the cardan shaft and pressed into the second section, that is the section with the smaller diameter.
Bei der bekannten Antriebswelle ist die Herstellung des Führungsrohres ausgehend von einem geraden zylindrischem Rohr aufwendig.In the known drive shaft, the manufacture of the guide tube starting from a straight cylindrical tube is complex.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie eine gattungsgemäße Antriebswelle, in welcher sich ein Führungsrohr befindet, mit weniger Aufwand hergestellt werden kann.The present invention has for its object to show a way how a generic drive shaft, in which there is a guide tube, can be manufactured with less effort.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebswelle mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a drive shaft with the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Mit der erfindungsgemäßen Antriebswelle wird eine Abkehr vom Stand der Technik vollzogen, indem sie anstelle eines Führungsrohres mit einem sich über seine Länge stark ändernden Durchmesser ein Führungsrohr mit einem sich weniger stark ändernden Durchmesser oder sogar mit im wesentlichen gleichbleibendem Durchmesser aufnimmt. Die für die Zweckbestimmung des Führungsrohres erfor- derliche Anpassung des Durchmessers des Führungsrohres und des Durchmessers der rohrförmigen Antriebswelle aneinander erhält man, indem sich der erste Rohrabschnitt des Führungsrohres bis in einen Bereich der Antriebswelle erstreckt, wo die lichte Weite der Antriebswelle an wenigstens einer Stelle wenigstens nahezu auf den Außendurchmesser des Führungsrohres verringert ist. Da- mit, dass die lichte Weite der Antriebswelle wenigstens nahezu auf den Außendurchmesser des Führungsrohres verringert ist, ist gemeint, dass der Abstand zwischen dem Führungsrohr und der Innenseite der Antriebswelle so gering ist,
dass im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges auf ein Hindernis der für die Antriebswelle angestrebte Knickschutz erreicht wird und dass sich der im ersten Abschnitt der Antriebswelle erstreckende erste Rohrabschnitt des Führungsrohres darin verschieben kann, während die Antriebswelle sich mit ihrem dünneren zwei- ten Abschnitt in ihren dickeren ersten Abschnitt schiebt.With the drive shaft according to the invention, a departure from the state of the art is made in that, instead of a guide tube with a diameter that changes greatly over its length, it receives a guide tube with a diameter that changes less or even with a substantially constant diameter. The adjustment of the diameter of the guide tube and the diameter of the tubular drive shaft to one another, which is necessary for the purpose of the guide tube, is obtained by extending the first tube section of the guide tube into a region of the drive shaft where the clear width of the drive shaft at least at least one point is almost reduced to the outer diameter of the guide tube. By the fact that the clear width of the drive shaft is at least almost reduced to the outside diameter of the guide tube, it is meant that the distance between the guide tube and the inside of the drive shaft is so small, that in the event of a collision of the vehicle with an obstacle, the kink protection desired for the drive shaft is achieved and that the first tube section of the guide tube extending in the first section of the drive shaft can move therein, while the drive shaft with its thinner second section moves into its thicker one first section pushes.
Der Knickschutz setzt voraus, dass eine Führung zwischen dem äußeren Rohr der Antriebswelle und dem Führungsrohr an wenigstens einer Stelle besteht. Die Lage dieser Stelle ist so zu wählen, dass sie ein Zusammenschieben der ersten und zweiten Abschnitte der Antriebswelle bis zum Abreißen und darüber hinaus noch über einen vom Fahrzeughersteller für den Crashfall vorgegebenen Weg nicht verhindert. Vorzugsweise befindet sich deshalb die Stelle, an welcher die lichte Weite der Antriebswelle in ihrem ersten Abschnitt vermindert ist, am Ende des für den Crashfall vorgegebenen Weges, über welchen sich der dünnere zweite Abschnitt der Antriebswelle in ihren dickeren ersten Abschnitt schieben können soll. Dabei überdeckt die Stelle der Antriebswelle mit verminderter lichter Weite einen Endabschnitt des Führungsrohres. Im Falle eines Aufpralls steht die gesamte restliche Länge des ersten Rohrabschnittes des Führungsrohres für ein Zusammenschieben der Antriebswelle zur Verfügung.The kink protection assumes that there is a guide between the outer tube of the drive shaft and the guide tube at at least one point. The location of this point is to be selected so that it does not prevent the first and second sections of the drive shaft from being pushed together until they tear off and, furthermore, does not prevent the vehicle manufacturer from responding in the event of a crash. The location at which the clear width of the drive shaft is reduced in its first section is therefore preferably at the end of the path specified for the crash, via which the thinner second section of the drive shaft should be able to slide into its thicker first section. The position of the drive shaft with a reduced clear width covers an end section of the guide tube. In the event of an impact, the entire remaining length of the first tube section of the guide tube is available for pushing the drive shaft together.
Falls mehrere Stellen vorgesehen sind, an welchen die lichte Weite der Antriebs- welle reduziert ist, dann liegen diese Stellen zweckmäßigerweise dicht nebeneinander. Vorzugsweise ist jedoch nur eine solche Stelle vorgesehen.If several locations are provided at which the clear width of the drive shaft is reduced, these locations are expediently close to one another. However, preferably only one such location is provided.
Um die Erfindung zu verwirklichen kann man - verglichen mit dem Stand der Technik - den Durchmessersprung zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrabschnitt des Führungsrohres verringern und zum Ausgleich den Durchmesser des ersten Abschnitts der rohrförmigen Antriebswelle an einer Stelle vom Wert D auf einen Wert reduzieren, welcher größer als d ist. Das erleichtert die Herstellung des Führungsrohres und führt insgesamt zu einer größeren Stabilität der rohrförmigen Antriebswelle.
Vorzugsweise wird die Erfindung so verwirklicht, dass das Führungsrohr auf seiner gesamten Länge einen gleichbleibenden oder annähernd gleichbleibenden Außendurchmesser hat, so dass es keiner oder praktisch keiner Umformung des Führungsrohres bedarf. Die Anpassung des Führungsrohres an die umgebende rohrförmige Antriebswelle, welche im Crashfall eine Führung bewirken soll, kann dann entweder durch konstruktive Maßnahmen im ersten Abschnitt der Antriebswelle mit dem größeren Durchmesser D erfolgen oder in einem an den ersten Abschnitt anschließenden dritten Abschnitt der Antriebswelle mit kleinerem Durchmesser; dieser dritte Abschnitt schließt sich gegebenenfalls an die dem zweiten Abschnitt der Antriebswelle abgewandte Seite des ersten Abschnitts an.In order to implement the invention, the diameter jump between the first and the second tube section of the guide tube can be reduced compared to the state of the art and, for compensation, the diameter of the first section of the tubular drive shaft can be reduced at a point from the value D to a value which is greater than d. This simplifies the manufacture of the guide tube and leads overall to greater stability of the tubular drive shaft. The invention is preferably implemented in such a way that the guide tube has a constant or approximately constant outer diameter over its entire length, so that no or practically no reshaping of the guide tube is required. The adaptation of the guide tube to the surrounding tubular drive shaft, which is intended to provide guidance in the event of a crash, can then either be carried out by constructive measures in the first section of the drive shaft with the larger diameter D or in a third section of the drive shaft with a smaller diameter adjoining the first section ; this third section adjoins the side of the first section facing away from the second section of the drive shaft.
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten in dem ersten Abschnitt der Antriebswelle deren lichte Weite zu verringern. Eine erste Möglichkeit besteht darin, an der wenigstens einen Stelle den Durchmesser der Antriebswelle selbst zu verringern, zum Beispiel durch Einrollen einer Sicke oder durch Rundkneten des ersten Ab- Schnittes der Antriebswelle auf einem Teil seiner Länge, welche kurz gegen die Länge des ersten Abschnittes der Antriebswelle sein sollte. Eine solche lokale Verringerung des Durchmessers der Antriebswelle setzt deren Stabilität nicht ungebührlich herab.There are different possibilities in the first section of the drive shaft to reduce its clear width. A first possibility is to reduce the diameter of the drive shaft itself at at least one point, for example by rolling in a bead or by kneading the first section of the drive shaft over part of its length, which is short against the length of the first section of the Drive shaft should be. Such a local reduction in the diameter of the drive shaft does not unduly reduce its stability.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, an der wenigstens einen Stelle einen Stützring zwischen dem Führungsrohr und dem ersten Abschnitt der Antriebswelle vorzusehen. Dieser Stützring ist entweder auf dem Führungsrohr oder an der Innenseite der Antriebswelle gegen ein Verschieben zu sichern.Another possibility is to provide a support ring between the guide tube and the first section of the drive shaft at the at least one point. This support ring is to be secured against sliding either on the guide tube or on the inside of the drive shaft.
Ein solcher Stützring ist dann besonders vorteilhaft, wenn er einen schwingungs- dämpfenden Aufbau hat, weil er dann nicht nur die gewünschte Führung und den sich daraus ergebenen Knickschutz bietet, sondern zugleich Schwingungen der Antriebswelle und ihres Führungsrohrs dämpft, wodurch sich die Geräuschentwicklung und ein eventueller unrunder Lauf der Antriebswelle verringern lassen. Als Stützringe eignen sich beispielsweise Tilger, das sind
schwingungsdämpfende Verbundringe aus Gummi und Metall, insbesondere aus Gummi und Blei. Ein schwingungsdämpfender Stützring wird vorzugsweise an der Innenseite der Antriebswelle befestigt; vorzugsweise wird der Stützring in die Antriebswelle eingepresst. Kommt es auf eine Schwingungsdämpfung nicht an, wird eine Befestigung des Stützrings auf dem Führungsrohr bevorzugt. Eine Befestigung des Stützrings auf dem Führungsrohr ist außerdem deshalb besonders vorteilhaft, weil sie ein kürzeres Stützrohr erlaubt, als wenn der Stützring an der Innenseite der Antriebswelle befestigt ist, und zwar kann das Führungsrohr um die Länge kürzer sein, um welche sich die Antriebswelle im Crashfall zusammen- schieben läßt. Die weitere Folge ist eine im Automobilbau höchst willkommene Gewichtsersparnis.Such a support ring is particularly advantageous if it has a vibration-damping structure, because it not only offers the desired guidance and the resulting anti-kink protection, but also dampens vibrations of the drive shaft and its guide tube, which reduces the noise and a possible Allow the drive shaft to run out of round. For example, absorbers, which are, are suitable as support rings vibration-damping composite rings made of rubber and metal, in particular rubber and lead. A vibration-damping support ring is preferably attached to the inside of the drive shaft; the support ring is preferably pressed into the drive shaft. If vibration damping is not important, it is preferred to attach the support ring to the guide tube. Fastening the support ring on the guide tube is also particularly advantageous because it allows a shorter support tube than if the support ring is attached to the inside of the drive shaft, namely the guide tube can be shorter by the length by which the drive shaft is in the event of a crash can be pushed together. The further consequence is a weight saving that is most welcome in the automotive industry.
Vorzugsweise schließt zu beiden Seiten des ersten Abschnittes der Antriebswelle, welcher den größeren Durchmesser D hat, ein Abschnitt mit einem kleinerem Durchmesser d an. In diesem Fall kann das Führungsrohr, welches fest in einem dieser Abschnitte der Antriebswelle mit dem kleineren Durchmesser d steckt, bis in den anderen Abschnitt mit dem Durchmesser d verlängert werden. In diesem Fall sind an dem äußeren Rohr der Antriebswelle keinerlei zusätzliche Maßnahmen zur Durchmesserverringerung erforderlich und auch am Führungsrohr sind abgesehen von seiner Verlängerung keine besonderen Maßnahmen erforderlich, außer dass man dafür Sorge tragen muß, dass es in dem einen Abschnitt der Antriebswelle mit dem kleineren Durchmesser d feststeckt, in dem anderen Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser d aber verschieblich ist.A section with a smaller diameter d preferably adjoins on both sides of the first section of the drive shaft, which has the larger diameter D. In this case, the guide tube, which is firmly in one of these sections of the drive shaft with the smaller diameter d, can be extended into the other section with the diameter d. In this case, no additional measures to reduce the diameter are required on the outer tube of the drive shaft and, apart from its extension, no special measures are required on the guide tube either, except that care must be taken to ensure that it is in one section of the drive shaft with the smaller diameter d is stuck, but is movable in the other section with the smaller diameter d.
Um das Führungsrohr mit seinem zweiten Rohrabschnitt im zweiten Abschnitt der Antriebswelle festlegen zu können, hat das Führungsrohr auf seiner Außenseite vorzugsweise längs verlaufende oder gewendelt verlaufende Rippen, wobei längs verlaufende Rippen besonders bevorzugt sind. Mit diesen Rippen, die sich nicht über die gesamte Länge des Führungsrohrs erstrecken müssen, sondern auf den zweiten Rohrabschnitt beschränkt sein können, und für die nur eine geringe Höhe erforderlich ist, kann das Führungsrohr in den zweiten Abschnitt der
Antriebswelle eingepresst werden, wenn das Führungsrohr unter Berücksichtigung der Rippen ein kleines Übermaß verglichen mit dem Innendurchmesser des zweiten Abschnittes der Antriebswelle hat.In order to be able to fix the guide tube with its second tube section in the second portion of the drive shaft, the guide tube preferably has longitudinally extending or helically extending ribs on its outside, longitudinal ribs being particularly preferred. With these ribs, which do not have to extend over the entire length of the guide tube, but can be limited to the second tube section, and for which only a small height is required, the guide tube can be in the second section of the Drive shaft are pressed in if the guide tube has a small oversize compared to the inner diameter of the second section of the drive shaft, taking into account the ribs.
Da gerippte Rohre handelsüblich sind, ist die Verwendung solcher Rohre in einer erfindungsgemäßen Antriebswelle besonders kostengünstig. Rippen, die sich nur auf einem Teil der Länge des Führungsrohrs befinden, können durch Pressen eines gerippten Dorns in das Führungsrohr gebildet werden.Since finned tubes are commercially available, the use of such tubes in a drive shaft according to the invention is particularly cost-effective. Ribs that are only part of the length of the guide tube can be formed by pressing a ribbed mandrel into the guide tube.
Die Befestigung des Führungsrohrs im zweiten Abschnitt der Antriebswelle kann aber auch so erfolgen, wie es im Stand der Technik bekannt ist, nämlich dadurch, dass der zweite Rohrabschnitt des Führungsrohres ein wenig gewellt ist oder auf andere Weise mit Ausbuchtungen versehen ist, deren Höhe so bemessen ist, dass sich mit ihnen der angestrebte Presssitz des Führungsrohrs im zweiten Abschnitt der Antriebswelle erreichen läßt.The fastening of the guide tube in the second section of the drive shaft can, however, also take place as is known in the prior art, namely in that the second tube section of the guide tube is slightly corrugated or is provided in another way with bulges, the height of which is dimensioned in this way is that the desired press fit of the guide tube can be achieved in the second section of the drive shaft.
Eine weitere Möglichkeit zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Festle- gung des Führungsrohrs im zweiten Abschnitt der Antriebswelle besteht darin, diese in ihrem zweiten Abschnitt vor oder nach dem Einführen des Führungsrohres mit Einbuchtungen zu versehen, welche auf das Führungsrohr einwirken.Another possibility for the positive and / or non-positive fixing of the guide tube in the second section of the drive shaft is to provide the second section of the drive shaft with indentations which act on the guide tube before or after the guide tube is inserted.
Die Erfindung hat wesentliche Vorteile:The invention has significant advantages:
♦ Anstelle eines aufwendig geformten Führungsrohres mit einem sich über seine Länge stark ändernden Durchmesser kommt die Erfindung im Prinzip mit einem geraden Führungsrohr aus, welches über seine Länge einen gleichbleibenden Durchmesser hat, wobei von etwaigen örtlichen Ausbuchtungen zum Zwecke der kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Fixierung des Führungsrohres in der Antriebswelle abgesehen wird. ♦ Der zusätzliche Aufwand durch eine Verringerung der lichten Weite des ersten Abschnittes der Antriebswelle oder durch eine Verlängerung des
Führungsrohrs wird weit überkompensiert durch die Ersparnis, welche die Verwendung eines Führungsrohres mit gleichbleibendem oder annähernd gleichbleibendem Durchmesser mit sich bringt. ♦ Im Falle der Verwendung eines Stützringes kann zugleich eine Schwingungsdämpfung erfolgen.♦ Instead of an elaborately shaped guide tube with a diameter that changes greatly over its length, the invention in principle manages with a straight guide tube that has a constant diameter over its length, with any local bulges for the purpose of non-positive and / or positive fixing of the Guide tube is disregarded in the drive shaft. ♦ The additional effort by reducing the clear width of the first section of the drive shaft or by extending the Guide tube is far overcompensated by the savings that the use of a guide tube with a constant or approximately constant diameter entails. ♦ If a support ring is used, vibration damping can take place at the same time.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, in welchen gleiche oder einander entsprechende Teile mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet sind.Three embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings, in which the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebswelle mit eingesetztem Führungs- röhr in einem Längsschnitt,FIG. 1 shows a drive shaft according to the invention with an inserted guide tube in a longitudinal section,
Figur 2 zeigt fünffach vergrößert das Detail Y aus Figur 1 ,FIG. 2 shows detail Y from FIG. 1 enlarged five times,
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebswelle in einer Darstellung wie in Figur 1 ,FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a drive shaft according to the invention in a representation as in FIG. 1,
Figur 4 zeigt den Querschnitt A-A gemäß Figur 3,FIG. 4 shows the cross section A-A according to FIG. 3,
Figur 5 zeigt zweifach vergrößert das Detail Y aus Figur 4,FIG. 5 shows detail Y from FIG. 4, enlarged twice,
Figur 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebswelle in einer Darstellung entsprechend der Figur 1 ,FIG. 6 shows a third exemplary embodiment of a drive shaft according to the invention in a representation corresponding to FIG. 1,
Figur 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebswelle in einer Darstellung entsprechend der Figur 1 , undFigure 7 shows a fourth embodiment of a drive shaft according to the invention in a representation corresponding to Figure 1, and
Figur 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebswelle in einer Darstellung entsprechend der Figur 1.
Die in Figur 1 dargestellte Antriebswelle 11 ist ausgehend von einem zylindrischen Rohr mit dem Außendurchmesser D gebildet. Dieses Rohr wird zunächst insbesondere durch Ziehen oder Rundkneten auf einem Teil seiner Länge umgeformt. Dadurch verbleibt ein erster Abschnitt 1 des Rohres bei seinem ursprüngli- chen Durchmesser D und es entsteht ein zweiter Abschnitt 2 mit einem zweiten, kleineren Außendurchmesser d. Damit sich im Falle eines Aufpralls der Abschnitt 1 über den Abschnitt 2 schieben kann oder sich der Abschnitt 2 in den AbschnittFIG. 8 shows a fifth exemplary embodiment of a drive shaft according to the invention in a representation corresponding to FIG. 1. The drive shaft 11 shown in Figure 1 is formed from a cylindrical tube with the outer diameter D. This tube is first formed over part of its length, in particular by drawing or kneading. As a result, a first section 1 of the tube remains at its original diameter D and a second section 2 with a second, smaller outside diameter d is created. So that in the event of an impact, section 1 can slide over section 2 or section 2 can slide into the section
I hineinschieben kann, ist der Außendurchmesser d wenigstens um die Wandstärke des ersten Abschnittes 1 kleiner als der Innendurchmesser des Abschnit- tes 1. Zwischen den Abschnitten 1 und 2 der Antriebswelle befindet sich ein Übergangsabschnitt 3 mit einem im Längsschnitt andeutungsweise S-förmigen Verlauf, dessen größte Steigung gegenüber der Längsachse 4 der Antriebswelle vorzugsweise 45 ° C bis 80 ° C beträgt. In der Außenseite und/oder der Innenseite des Übergangsabschnittes 3 befindet sich vorzugsweise eine ringförmige Sik- ke, welche dafür sorgen soll, dass sich im Falle eines Aufpralls die Antriebswelle an einer vorbestimmten Stelle zusammenschiebt und schließlich abreißt.I can push in, the outer diameter d is at least the wall thickness of the first section 1 smaller than the inner diameter of the section 1. Between the sections 1 and 2 of the drive shaft there is a transition section 3 with an S-shaped course in the longitudinal section, the greatest slope relative to the longitudinal axis 4 of the drive shaft is preferably 45 ° C to 80 ° C. In the outside and / or the inside of the transition section 3 there is preferably an annular bead which is intended to ensure that the drive shaft pushes together at a predetermined point in the event of an impact and finally breaks off.
In der Antriebswelle 11 steckt ein Führungsrohr 6. Das Führungsrohr 6 ist ein geradliniges Rohr, welches über seine gesamte Länge einen im wesentlichen gleichbleibenden Durchmesser, sowohl Innendurchmesser wie auch Außen- durchmesser, hat. Die Einschränkung "im wesentlichen" ist deshalb gemacht, weil der zweite Rohrabschnitt 7, welcher in dem zweiten Abschnitt 2 der AntriebswelleA guide tube 6 is inserted in the drive shaft 11. The guide tube 6 is a rectilinear tube which has a substantially constant diameter over its entire length, both the inside diameter and the outside diameter. The restriction "essentially" is made because the second pipe section 7, which is in the second section 2 of the drive shaft
I I steckt, wellig ist; eine von den Wellen 15 ist als Detail Y in Figur 2 vergrößert dargestellt. Die Wellen 15 vergrößern den Durchmesser des Führungsrohres 6 lediglich um einen Bruchteil eines Millimeters, ausreichend, um den zweiten Rohrabschnitt 7 in den zweiten Abschnitt 2 der Antriebswelle 1 einpressen zu können, so dass er darin kraftschlüssig fixiert ist.I stuck, is wavy; one of the shafts 15 is shown enlarged as detail Y in FIG. The shafts 15 only increase the diameter of the guide tube 6 by a fraction of a millimeter, sufficient to be able to press the second tube section 7 into the second section 2 of the drive shaft 1, so that it is non-positively fixed therein.
Der erste Abschnitt 1 der Antriebswelle 11 mit dem Durchmesser D verbindet deren zweiten Abschnitt 2 mit einem dritten Abschnitt 10. Der zweite Abschnitt 2 und der dritte Abschnitt 10 stimmen in der Regel im Durchmesser d überein,
welcher kleiner als D ist. Der größte Teil des ersten Abschnittes 1 der Antriebswelle 11 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit weggebrochen.The first section 1 of the drive shaft 11 with the diameter D connects its second section 2 to a third section 10. The second section 2 and the third section 10 generally correspond in diameter d, which is less than D. The majority of the first section 1 of the drive shaft 11 has been broken away for reasons of clarity.
Nur an einer Engstelle 12, bis zu welcher sich das Führungsrohr 6 mit seinem ersten Rohrabschnitt 8 im dickeren ersten Abschnitt 1 der Antriebswelle 11 er- streckt, ist in diesem ersten Abschnitt 1 der Innendurchmesser der Antriebswelle 11 bis auf den Außendurchmesser des Führungsrohres 6 vermindert, wobei zwischen beiden noch ein geringes Spiel besteht, welches eine Führung des Führungsrohrs 6 in dem im Durchmesser verminderten Teilabschnitt 13 des ersten Abschnitts 1 der Antriebswelle 11 sicherstellt. Dieser Teilabschnitt 13 benötigt nur eine geringe Länge für seine Führungsaufgabe. Gute Ergebnisse werden bereits mit einer Länge von 1 bis 2 cm erreicht; hinzu kommen noch die beiden Übergänge 17 und 18 zu den benachbartenTei labschnitten des Abschnitts 1 mit dem größeren Durchmesser D.Only at a narrow point 12, up to which the guide tube 6 extends with its first tube section 8 in the thicker first section 1 of the drive shaft 11, in this first section 1 is the inside diameter of the drive shaft 11 reduced to the outside diameter of the guide tube 6, whereby there is still a slight play between the two, which ensures that the guide tube 6 is guided in the reduced diameter section 13 of the first section 1 of the drive shaft 11. This section 13 requires only a small length for its management task. Good results are already achieved with a length of 1 to 2 cm; In addition, there are the two transitions 17 and 18 to the adjacent partial sections of section 1 with the larger diameter D.
In der Normallage liegt das vordere Ende des Führungsrohres 6 am Ende des Teilabschnitts 13 der Antriebswelle 11 , wie in Figur 1 dargestellt, oder ragt noch geringfügig darüber hinaus. Auf eine Verjüngung kann an diesem Ende des Führungsrohres 6 verzichtet werden, denn wenn sich bei einem Aufprall des Fahrzeuges der zweite Abschnitt 2 der Antriebswelle 11 in deren ersten Abschnitt 1 hineinschiebt, dann wandert das vordere Ende des Führungsrohres 6 in den an- schließenden Freiraum des ersten Abschnittes 1 der Antriebswelle 11 mit dem größerem Durchmesser D, dessen Wand sie nicht berührt, solange die Antriebswelle 11 nicht ausknickt. Das aber wird durch das Führungsrohr 6 verhindert.In the normal position, the front end of the guide tube 6 lies at the end of the section 13 of the drive shaft 11, as shown in FIG. 1, or protrudes slightly beyond it. A taper can be dispensed with at this end of the guide tube 6, because if the second section 2 of the drive shaft 11 slides into the first section 1 of the vehicle in the event of an impact, then the front end of the guide tube 6 moves into the adjoining free space of the first section 1 of the drive shaft 11 with the larger diameter D, the wall of which it does not touch as long as the drive shaft 11 does not buckle. But this is prevented by the guide tube 6.
Das in den Figuren 3 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, dass als Führungsrohr 6 ein Rohr verwendet wird, welches nicht gewellt ist, sondern drei längs verlaufende Rippen 16 hat, welche durch Umfangswinkel von 120 ° voneinander getrennt sind. Die Lage der Rippen 16 ist in Figur 4 dargestellt, die Gestalt der Rippen 16 in Figur 5. Sie erhöhen den Außendurchmesser des
Führungsrohres 6 lokal um den Bruchteil eines Millimeters, genügend, um den zweiten Rohrabschnitt 7 des Führungsrohrs 6 fest in den zweiten Abschnitt 2 der Antriebswelle 11 einpressen zu können. Es könnten auch mehr als drei Rippen am Umfang des Führungsrohrs 6 vorgesehen sein.The exemplary embodiment shown in FIGS. 3 to 5 differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that a tube is used as the guide tube 6, which is not corrugated, but has three longitudinal ribs 16, which have a circumferential angle of 120 ° are separated from each other. The position of the ribs 16 is shown in Figure 4, the shape of the ribs 16 in Figure 5. They increase the outside diameter of the Guide tube 6 locally by a fraction of a millimeter, sufficient to be able to press the second tube section 7 of the guide tube 6 firmly into the second section 2 of the drive shaft 11. More than three ribs could also be provided on the circumference of the guide tube 6.
Das in den Figuren 3 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel außerdem darin, dass die beiden Übergänge 17 und 18 flacher sind als der Übergangsabschnitt 3, damit sich die Antriebswelle 11 im Falle eines Aufpralls nicht auch an den Übergängen 17 und 18 einstülpt und zusammenschiebt, sondern nur am stei- leren Übergangsabschnitt 3.The exemplary embodiment shown in FIGS. 3 to 5 also differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that the two transitions 17 and 18 are flatter than the transition section 3, so that the drive shaft 11 does not also attach itself in the event of an impact turns and pushes the transitions 17 and 18, but only on the steeper transition section 3.
Das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, dass der erste Abschnitt 1 der Antriebswelle 11 keinen Teilabschnitt 13 mit vermindertem Durchmesser hat. Statt dessen ist an entsprechender Stelle 12 ein Stützring 14 in die Antriebswelle 11 eingepresst, und zwar bevor der zweite Abschnitt 2 oder der dritte Abschnitt 10 der Antriebswelle 11 mit dem kleineren Durchmesser d gebildet wurde. In diesem Stützring 14 ist das vordere Ende des Führungsrohrs 6 mit wenig Spiel längs geführt.The embodiment shown in FIG. 6 differs from the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that the first section 1 of the drive shaft 11 does not have a section 13 with a reduced diameter. Instead, a support ring 14 is pressed into the drive shaft 11 at a corresponding point 12, specifically before the second section 2 or the third section 10 of the drive shaft 11 with the smaller diameter d has been formed. In this support ring 14, the front end of the guide tube 6 is guided longitudinally with little play.
Anstatt den Stützring 14 in die Antriebswelle 11 einzupressen, könnte man ihn auch einkleben oder formschlüssig fixieren, zum Beispiel durch Einbuchtungen der Wand der Antriebswelle 11. Man könnte den Stützring 14 auch auf das Führungsrohr 6 pressen, so dass er sich zusammen mit diesem im Abschnitt 1 der Antriebswelle 11 verschiebt.Instead of pressing the support ring 14 into the drive shaft 11, one could also glue it in or fix it in a form-fitting manner, for example by indentations in the wall of the drive shaft 11. The support ring 14 could also be pressed onto the guide tube 6 so that it fits together with it in the section 1 of the drive shaft 11 moves.
Das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Beispiel, darin, dass der Durchmessersprung vom Durchmesser D im ersten Abschnitt 1 der Antriebswelle 11 zum verminderten Durchmesser im Teilabschnitt 13 verkleinert wurde. Zum Ausgleich dafür ist
ein Führungsrohr 6 eingesetzt, dessen erster Rohrabschnitt 8 gegenüber dem zweiten Rohrabschnitt 7 entsprechend vergrößert wurde, so dass es an der Engstelle 12 zu der gewünschten Führung kommt. Das Führungsrohr 6 wird eingesetzt, bevor der im Durchmesser kleinere dritte Abschnitt 10 der Antriebswelle 11 gebildet wird. Die Übergänge 17 und 18 sind flacher als der Übergangsabschnitt 3, wodurch sichergestellt wird, dass im Falle eines Aufpralls die Antriebswelle 11 sich ausgehend von dem Übergangsabschnitt 3 zusammenschiebt und schließlich abreißt.The exemplary embodiment shown in FIG. 7 differs from the example shown in FIGS. 3 to 5 in that the diameter jump from the diameter D in the first section 1 of the drive shaft 11 to the reduced diameter in the section 13 was reduced. To compensate for that a guide tube 6 is used, the first tube section 8 of which has been correspondingly enlarged compared to the second tube section 7, so that the desired guidance occurs at the constriction 12. The guide tube 6 is inserted before the third section 10 of the drive shaft 11, which is smaller in diameter, is formed. The transitions 17 and 18 are flatter than the transition section 3, which ensures that, in the event of an impact, the drive shaft 11 pushes together starting from the transition section 3 and finally breaks off.
Das in Figur 8 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, dass im ersten Abschnitt 1 der Antriebswelle 11 überhaupt keine Engstelle vorgesehen ist. Vielmehr ist das Führungsrohr 6, welches mit seinem zweiten Rohrabschnitt 7 fest im zweiten Abschnitt 2 der Antriebswelle 11 steckt, mit seinem ersten Rohrabschnitt 7 bis in den dritten Abschnitt 10 der Antriebswelle 11 verlängert und erfüllt seine Führungsaufgabe im Zusammenwirken mit diesem dritten Abschnitt 10. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch besonders niedrigen Fertigungsaufwand aus.
The exemplary embodiment shown in FIG. 8 differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 to 5 in that there is no constriction at all in the first section 1 of the drive shaft 11. Rather, the guide tube 6, which is fixed with its second tube section 7 in the second section 2 of the drive shaft 11, is extended with its first tube section 7 into the third section 10 of the drive shaft 11 and fulfills its guiding task in cooperation with this third section 10. This Embodiment is characterized by particularly low manufacturing costs.
Bezugszahlenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS:
1. erster Abschnitt von 111. first section of 11
2. zweiter Abschnitt von 112. second section of 11
3. Übergangsabschnitt 4. Längsachse3rd transition section 4th longitudinal axis
5. Sicke5. Beading
6. Führungsrohr6. Guide tube
7. zweiter Rohrabschnitt7. second pipe section
8. erster Rohrabschnitt 9.8. first pipe section 9.
10. dritter Abschnitt von 1110. third section of 11
11. Antriebswelle11. Drive shaft
12. Engstelle12th constriction
13. Teilabschnitt mit vermindertem Durchmesser 14. Stützring13. Section with reduced diameter 14. Support ring
15. Welle15th wave
16. Rippe16th rib
17. Übergang17th transition
18. Übergang
18th transition