Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle.

Aus der DE 40 20 998 A1 ist eine Antriebswelle bekannt, deren Biege- und/oder Torsionseigenschaften durch einfache konstruktive Maßnahmen nachträglich veränderbar sein sollen. Bei der Antriebswelle gemäß der DE 40 20 998 A1 sind dazu Dämpfungshülsen vorgesehen, die als Rohrabschnitte auf ein, die Antriebswelle im Wesentlichen bildendes Zentralelement aufgeschoben sind. Durch die aufgeschobenen Dämpfungshülsen soll eine Verschiebung der Biege- und Torsionseigenfrequenz auf Werte minimaler externer Anregungsenergie nach Fertigung der Antriebswelle ermöglicht werden.

Aus der DE 197 26 293 A1 ist eine hohle Antriebswelle mit einem in deren Innern angeordneten Schwingungstilger bekannt. Der Schwingungstilger weist eine Tilgermasse auf, die über ein vorzugsweise als Gummilager ausgebildetes Koppelelement an ein Drehmomente übertragendes Rohr der Antriebswelle angeschlossen ist.

Aus der DE 195 25 271 A1 ist eine Antriebswelle bekannt, welche aus mindestens zwei Wellenteilen besteht, zwischen denen ein Dämpfungselement ausgebildet ist, das auftretende Stöße bei einem Lastwechsel abfedern soll.

Aus der Praxis sind schließlich Antriebswellen bekannt, bei denen ein Zentralelement, welches der Drehmomentenübertragung dient, von einem Hüllrohr umgeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebswelle zur Verfügung zu stellen, durch die die Auswirkungen von Torsionsschwingungen an der Antriebswelle reduziert werden können. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Antriebswelle mit einem Zentralelement und einem das Zentralelement in Längsrichtung zumindest abschnittsweise umgebenden Hüllrohr vorgesehen, dass das Zentralelement und das Hüllrohr in einem ersten Bereich verdrehfest miteinander verbunden sind und in einem zweiten, von dem ersten Bereich in Längsrichtung der Antriebswelle beabstandeten Bereich über ein Dämpfungselement miteinander verbunden sind. Das Drehmoment wird dabei ausschließlich vom Zentralelement übertragen. Das Dämpfungselement ist damit frei vom zu übertragenden Drehmoment. Es hat nur die Aufgabe, der Rotation der Antriebswelle überlagerte Torsionsschwingungen zu dämpfen. Durch die Erfindung wird so eine Antriebswelle zur Verfügung gestellt, die ein Schwingungssystem darstellt, dessen Wirkungen nach außen begrenzt sind, denn die unvermeidlich auftretenden Schwingungen werden durch das Dämpfungselement gemindert.

Die erfindungsgemäße Antriebswelle kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Die Antriebswelle kann dabei bei einem Kraftfahrzeug mit Hinterradantrieb zwischen einem Getriebe und einem Hinterachsgetriebe angeordnet sein. Die Verbindung zwischen Getriebe und Hinterachsgetriebe kann dabei nur von der erfindungsgemäßen Antriebswelle oder auch in Kombination mit einer weiteren Antriebswelle hergestellt werden. Die erfindungsgemäße Antriebswelle kann auch zwischen einem Achsgetriebe und einem angetriebenen Rad des Kraftfahrzeugs, also als eine so genannte Seitenwelle ausgeführt sein.

Die Erfindung erlaubt es, über die Geometrie des Zentralelements und des Hüllrohres, insbesondere über deren Material, Länge und Durchmesser sowie das Dämpfungselement die Dämpfung sehr gezielt einzustellen. Damit erfolgt eine Reduktion von Brummgeräuschen z. B. aus dem Triebstrang von Fahrzeugen mit Frontmotor und Heckantrieb.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Zentralelement als torsionsweiches Drehmomentenübertragungselement ausgebildet. Damit ist es möglich, Drehmomentenstöße abzufedern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hüllrohr als torsionssteifes Widerlager für das Dämpfungselement ausgebildet ist. Dadurch kann das Zentralelement verhältnismäßig torsionsweich ausgebildet werden, ohne dass damit einhergehende Schwingungen Auswirkungen zeigen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement als hydraulischer Torsionsdämpfer ausgebildet ist. Durch eine solche Ausgestaltung kann einem Verschleiß an der Antriebswelle entgegengewirkt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Dämpfungselement als ein Elastomerelement ausgeführt. Das Elastomerelement ist dabei sowohl mit dem Zentralelement, als auch mit dem Hüllrohr fest verbunden. Die Verbindungen können beispielsweise durch Kleben oder Aufvulkanisieren hergestellt werden. Damit ist eine besonders kostengünstige Antriebswelle darstellbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der erste und der zweite Bereich an einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden der Antriebswelle ausgebildet. Damit kann die Antriebswelle über ihre gesamte Länge als Schwingungssystem ausgebildet und genutzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Hüllrohr an dem ersten Ende einen Anschlussflansch für eine Gummigelenkscheibe auf. Dies erlaubt es, die erfindungsgemäße Antriebswelle in bestehende Antriebsstränge besonders einfach zu integrieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an dem ersten Anschlussflansch eine erste Kerbverzahnung zur Aufnahme einer ersten Zentralelementkerbverzahnung des Zentralelements ausgebildet. Dies erleichtert die Herstellung und Montage einer erfindungsgemäßen Antriebswelle.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Zentralelement eine zweite Zentralelementkerbverzahnung zum Anschluss des Dämpfungselements auf. Auch dies erleichtert die Herstellung und Montage der erfindungsgemäßen Antriebswelle.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Zentralelement an dem der ersten Zentralelementkerbverzahnung gegenüberliegenden Ende einen Kreuzgelenkflansch auf. Damit kann die erfindungsgemäße Antriebswelle besonders einfach in bestehende Antriebsstränge integriert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die drehfeste Verbindung im ersten Bereich als eine Schweißverbindung ausgeführt. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Antriebswelle.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an einander gegenüber liegenden ersten und zweiten Enden der Antriebswelle jeweils ein Gleichlaufgelenk angeordnet. Das Hüllrohr ist zwischen den Gleichlaufgelenken angeordnet und insbesondere derart, dass es den vorhandenen Raum so ausnutzt, dass es eine maximale Länge aufweist. Damit ist die Antriebswelle in einfacher Weise als eine Seitenwelle einsetzbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine als torsionsgedämpfte Gelenkwelle ausgebildete Antriebswelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Schnitt und

Fig. 2 eine als torsionsgedämpfte Seitenwelle ausgebildete Antriebswelle gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Schnitt.

Die in Fig. 1 gezeigte Antriebswelle 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Zentralelement 102 und ein das Zentralelement umgebendes Hüllrohr 104 auf. Die Antriebswelle 100 ist für eine Pkw-Anwendung ausgelegt und weist einen deutlich höheren Abkoppel- und Dämpfungsgrad für Torsionsschwingungen im Fahrzeugtriebstrang auf.

Das Hüllrohr 104, das aus einem torsionssteifen Material, insbesondere Stahl gefertigt ist, weist an einem ersten Ende 106 einen Anschlussflansch 108 auf, der als Gussteil gefertigt und mit einem Rohrabschnitt 110 des Hüllrohrs 104 verschweißt ist. Der Anschlussflansch 108, welcher drei Finger 112 aufweist, ist zum Anschluss an eine Gummigelenkscheibe 114 vorgesehen, über die die Antriebswelle 100 an ein Getriebe anschließbar ist.

An dem, dem ersten Ende 106 gegenüberliegenden zweiten Ende 116 weist das Hüllrohr 104 ein Dämpfergehäuse 118 auf, in dessen Innern ein als hydraulischer Dämpfer ausgebildetes Dämpfungselement 120 ausgebildet ist.

Das Zentralelement 102 erstreckt sich im Innern des Hüllrohrs 104 über die gesamte Länge des Rohrabschnitts 110, wobei an dem ersten Ende 106 des Hüllrohrs 104, welches gleichzeitig ein erstes Ende 122 der Antriebswelle 100 ist, das Zentralelement 102 eine Zentralelementkerbverzahnung 124 aufweist, mit welcher das Zentralelement 102 in eine an dem Anschlussflansch 108 zentral ausgebildete erste Kerbverzahnung 126 eingesteckt ist. Durch die erste Zentralelementkerbverzahnung 124 und die erste Kerbverzahnung 126 sind das Zentralelement 102 und das Hüllrohr 104 in einem ersten Bereich 128 verdrehfest miteinander verbunden.

Das Zentralelement 102, welches aus einem torsionsweichen Material, insbesondere Stahl gefertigt ist, weist an dem zweiten Ende 116 des Hüllrohrs 104, welches gleichzeitig ein zweites Ende 130 der Antriebswelle 100 darstellt, eine zweite Zentralelementkerbverzahnung 132 auf, an welcher sich ein Innenteil 134 des Dämpfungselements 120 abstützt. Damit sind das Zentralelement 102 und das Hüllrohr 104 in einem zweiten Bereich 136 über ein Dämpfungselement 120 in Form des hydraulischen Dämpfers miteinander verbunden. An dem Zentralelement 102 ist ferner noch ein Kreuzgelenkflansch 140 eines Kreuzgelenks 142 angeordnet, wobei über dieses Kreuzgelenk 142 die Antriebswelle beispielsweise an ein Hinterachsgetriebe oder an eine weitere Antriebswelle (nicht gezeigt) anschließbar ist.

Anhand von Fig. 1 ist erkennbar, dass das Hüllrohr 104 nicht der Drehmomentenübertragung dient, denn es ist zwar an seinem ersten Ende 106 verdrehfest an den Antriebsstrang angekoppelt, an seinem zweiten Ende 116 jedoch praktisch momentenfrei, da an dieser Stelle ein Anschluss an den Antriebsstrang nur über das Dämpfungselement 120 erfolgt. Das Dämpfungselement 120 ist also nicht an der Drehmomentübertragung beteiligt. Das Zentralelement 102 ist so ausgelegt, dass an diesem Schwingungen zugelassen sind, wobei diese Schwingungen am zweiten Ende 130 der Antriebswelle 100 gedämpft werden und somit nicht aus dem Bereich der Antriebswelle 100 herausgeleitet werden. Insbesondere von der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann daher gesagt werden, dass bei der Drehmomentenübertragung der größte Verdrehwinkel zwischen dem Zentralelement 102 und dem Hüllrohr 104 im Bereich des Dämpfungselements 120 auftritt. Vom Motor eingeleitete Schwingungen können damit sehr effektiv vom Dämpfungselement 120 gedämpft werden. Die Erfindung hat dabei noch den Vorteil, dass gegenüber einer „normalen" Antriebswelle (Gelenkwelle) kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird.

Die in Fig. 2 dargstellte Antriebswelle 200 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als eine Seitenwelle ausgeführt. Die Antriebswelle 200 weist ein Zentralelement 202, welches als eine Hohlwelle ausgeführt ist, und ein das Zentralelement 202 in einem in Längsrichtung der Antriebswelle 200 orientierten Abschnitt 250 umgebendes Hüllrohr 204 auf.

Am Zentralelement 202 sind an entgegen gesetzten Enden 222 und 230 Gleichlaufgelenke 251 und 252 angeordnet. Die Gleichlaufgelenke 251 und 252 dienen einerseits zur Herstellung einer Verbindung mit einem nicht dargestellten Achsgetriebe und andererseits mit einem nicht dargestellten Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs. In Richtung des zwischen den Gleichlaufgelenken 251 und 252 angeordneten Abschnitts 250 sind die Gleichlaufgelenke 251 und 252 mit Gummibalgen 253 und 254 verbunden, die ein Eindringen von Schmutz in die Gleichlaufgelenke 251 und 252 verhindern.

Der Abschnitt 250, in dem das Hüllrohr 204 das Zentralelement 202 umgibt, hat zwischen den Gummibalgen 253 und 254 eine maximale Ausdehnung in Längsrichtung. In einem ersten Bereich 228 der Antriebswelle 200, welcher ein Ende des Abschnitts 250 bildet, ist das Hüllrohr 204 mit dem Zentralelement 202 mittels einer Schweißverbindung 255 verdrehfest verbunden. Um dies zu ermöglichen, ist ein Innendurchmesser des grundsätzlich zylinderförmigen Hüllrohrs 204 in diesem ersten Bereich 228 ungefähr gleich groß wie ein Außendurchmesser des Zentralelements 202. Im Anschluss an den ersten Bereich 228 weitet sich der Durchmesser des Hüllrohrs 204 schnell auf einen konstanten größeren Durchmesser, der ca. das 2 bis 3-fache des Durchmessers des Zentralelements 202 beträgt.

In einem zweiten Bereich 236, welcher ein gegenüberliegendes Ende des Abschnitts 250 bildet, sind das Hüllrohr 204 und das Zentralelement 202 mittels eines als Elastomerelement ausgeführten Dämpfungselements 220 verbunden. Das Dämpfungselement 220 weist dazu eine grundsätzlich hohlzylinderförmige Form auf, wobei die Innenfläche mit dem Zentralelement 202 und die Mantelfläche mit dem Hüllrohr 204 verklebt sind.

Bezüglich der Drehmomentübertragung und des Verdrehwinkels gilt für die Antriebwelle 200 aus Fig. 2 dasselbe wie für die Antriebswelle 100 aus Fig. 2.