Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenverbindung, insbesondere für eine Längswellenanordnung eines Kraftfahrzeugs. Eine Längswellenanordnung er- streckt sich im Allgemeinen entlang einer Fahrzeuglängsachse um eine Antriebsseite des Kraftfahrzeugs mit einer Abtriebsseite des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Die Längswellenanordnung wird regelmäßig zur Übertragung eines Drehmoments vom Antrieb (z. B. Motor und/oder Getriebe) zum Abtrieb (z. B. Differential, Achsgetriebe, Getriebe) des Kraftfahrzeugs eingesetzt. Bei Einbau des Antriebs im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs überträgt die Längswellenanordnung das Drehmoment auf die hinteren Räder, bzw. bei Anordnung des Antriebs im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs überträgt die Längswellenanordnung das Drehmoment auf die vorderen Räder. Längswellenanordnungen stellen im Kraftfahrzeug eine steife Konstruktion dar, die insbesondere hinsichtlich ihres Crash- Verhaltens auszulegen ist. Ein wesentlicher Schwerpunkt bei der Auslegung von Längswellenanordnungen ist daher, dass keine Komponente der Längswellenanordnung sich derart aus der Längswellenanordnung löst, dass sie andere Fahrzeugbereiche durchdringen würde. So soll ins- besondere vermieden werden, dass Teile der Längswellenanordnung in den Fahrgastinnenraum und/oder den Kraftstofftank eindringen, wodurch eine zusätzliche Verletzungsgefahr für Fahrzeuginsassen oder Brandgefahr durch austretenden Kraftstoff auftreten könnte. Weiterhin soll sichergestellt werden, dass die Längswellenanordnung während einer Verformung im Crashfall Verformungsenergie (nur) im beabsichtigen Maße, insbesondere kontinuierlich, aufnimmt.

Solche Längswellenanordnungen weisen zumindest eine erste Welle und eine zweite Welle auf, über die die Drehmomente des Antriebs des Kraftfahrzeuges übertragen werden. Die Längswellenanordnung kann dabei über Gleichlaufdreh- gelenke an weitere Komponenten des Kraftahrzeuges angebunden sein, die bevorzugt über einen begrenzten Verschiebebereich in einer axialen Richtung verfügen. Durch den Verschiebebereich der Gleichlaufgelenke werden die im üblichen Betrieb der Längswellenanordnung auftretenden Bewegungen von einzelnen Kom- ponenten der Längswellenanordnung oder des Kraftfahrzeuges in Längsrichtung des Fahrzeugs (die axiale Richtung) kompensiert. Zudem werden durch die Gleichlaufgelenke auch im Betrieb auftretende Verschränkungen der Längswellenanordnung gegenüber weiteren Komponenten des Kraftfahrzeuges durch Beugung der Gleichlaufgelenke ausgeglichen. Der Verschiebebereich und der Ver- Schwenkbereich der Längswellenanordnung sind anwendungsspezifisch ausgelegt und beschränkt. Gerade im Automobilbereich kann beispielsweise von einem Verschiebebereich der Längswellenanordnung von (insgesamt) 20 mm bis 80 mm [Millimeter] ausgegangen werden. Im gleichen Anwendungsfall kann von einem Verschwenkbereich von 0° bis 4° bzw. sogar bis 8° [Winkelgrad] ausgegangen werden. Wird der Verschiebeweg eines Gleichlaufgelenks der Längswellenanordnung betrachtet, so ergibt sich hier beispielsweise für denselben Anwendungsfall ein Verschiebebereich des einen Gleichlaufgelenks von 10 mm bis 40 mm [Millimeter]. Längswellenanordnungen der vorgenannten Art sind auf den jeweiligen Einsatzfall, insbesondere hinsichtlich der zu übertragenden Antriebskraft auszulegen. Weitere Parameter sind unter anderem: Baulänge der Längswellenanordnung, Platzangebot im Kraftfahrzeug, Gewicht des Kraftfahrzeuges, Crashanforderungen.

Aus der DE 10 2008 048 388 AI ist eine Längswellenanordnung bekannt, bei der im Crashfall die erste Welle in die rohrförmige und entsprechend hohle zweite Welle eingeschoben und die Längswellenanordnung damit gestaucht wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik vorhandenen Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Wellenverbindung bereitzustellen, die in einem Crash-Fall, insbesondere simuliert durch Fahrzeugcrashversuche bzw. Komponentencrashversuche der Längswellenanord- nung bzw. der Wellenverbindung, ausgehend von einer im Betrieb der Wellenverbindung vorliegenden Ausgangslage, gestreckt und gestaucht werden kann, ohne dass die gegenseitige Führung der ersten Welle und der zweiten Welle aufgegeben wird. Die sowohl bei Stauchung und auch bei Streckung der Wellenverbindung gewährleistete Führung soll im Crash-Fall eine Auslenkung von einzelnen Kom- ponenten der Längswellenanordnung verhindern.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Wellenverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Wellenverbindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hin- zuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Er- findung dargestellt werden.

Hierzu trägt eine Wellenverbindung (insbesondere die einer Längswellenanordnung eines Kraftfahrzeugs) bei, zumindest aufweisend eine erste Welle mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und eine koaxial zu der ersten Welle ange- ordnete zweite Welle mit einem ersten Wellenende und einem zweiten Wellenende; wobei sich die Wellen entlang einer axialen Richtung erstrecken. Das erste Ende der ersten Welle bildet einen Hohlabschnitt; wobei das erste Wellenende der zweiten Welle einen ersten Zapfen mit einem Verschiebeabschnitt bildet; wobei sich zumindest in einer Ausgangslage der Wellenverbindung das erste Wellenen- de durch den Hohlabschnitt hindurch erstreckt und der Hohlabschnitt mit dem Verschiebeabschnitt entlang der axialen Richtung einen Führungsabschnitt und in einer Umfangsrichtung eine formschlüssige erste Verbindung ausbildet. In der Ausgangslage, die insbesondere bei dem Betrieb der Wellenverbindung in einer Einbausituation, z. B. als Teil einer Längswellenanordnung in einem Kraftfahrzeug oder auf einem Prüfstand, vorliegt, ist eine gegenseitige Verschiebung von erster Welle und zweiter Welle entlang der axialen Richtung durch eine Axialsicherung verhindert. In einem (tatsächlichen oder nur simulierten) Crashfall ist die Axialsicherung durch eine in der axialen Richtung wirkende Auslösekraft lösbar und die erste Welle gegenüber der zweiten Welle entlang der axialen Richtung verschiebbar. Ausgehend von der Ausgangslage ist eine Führung durch den Führungsabschnitt sowohl bei einer Streckung als auch bei einer Stauchung der Wellenverbindung gewährleistet. Insbesondere kann so bei einem Fahrzeugcrash, bei dem zunächst, ausgehend von der Ausgangslage, eine Streckung (also Verlängerung in der axialen Richtung) der Wellenverbindung und erst dann eine Stauchung (also Verkürzung in der axialen Richtung) der Wellenverbindung erfolgt, eine Auslenkung der Wellen durch die Aufrechterhaltung der gegenseitigen Führung der Wellen verhindert werden.

Die Streckung erfolgt insbesondere durch eine Verlagerung der im Bereich des Vorderwagens angeordneten Motor-Getriebe-Einheit in Fahrtrichtung in Folge eines Crashfalls. Diese Verlagerung kann z. B. durch eine weiche Motoraufhängung ermöglicht werden. Im Crashfall wird die Motor-Getriebe-Einheit aufgrund der weichen Aufhängung also zunächst nach vorne verlagert, während eine An- bindung der Längswellenanordnung z. B. an eine Hinterachse nahezu starr ist, so dass sich die Längswellenanordnung streckt. Erst nach dieser Streckung erfolgt nun die Stauchung, während der die gegenseitige Führung der Wellen ebenfalls gewährleistet werden soll. Bevorzugt ist die Längswellenanordnung im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsachse eines Kraftfahrzeuges angeordnet, wobei Abweichungen von weniger als 10 Winkelgrad davon umfasst sind.

Insbesondere ist, jeweils ausgehend von der Ausgangslage, sowohl bei der Streckung als auch bei der Stauchung der Wellenverbindung die formschlüssige erste Verbindung zumindest über einen Weg von 20 Millimetern, bevorzugt von 30 Millimetern, gewährleistet. Insbesondere ist die formschlüssige erste Verbindung bei einer Streckung, ausgehend von der Ausgangslage zumindest bei der Streckung über einen Weg von mindestens 60 Millimetern, insbesondere von mindestens 80 Millimetern gewährleistet.

Insbesondere weist die (gegenüber der Umfangsrichtung) formschlüssige erste Verbindung in der Ausgangslage eine Länge in der axialen Richtung auf, wobei bei einer Streckung der Wellenverbindung um eine Verschiebung von zumindest 20 Millimetern über den Verschiebeabschnitt gewährleistet ist, dass die Länge der ersten Verbindung zumindest zu 20 % der Länge aufrechterhalten bleibt. Insbesondere erstreckt sich der Verschiebeabschnitt in der axialen Richtung länger als der Hohlabschnitt, so dass zumindest bei einer Streckung, ggf. auch bei einer Stauchung der Wellenverbindung, der Verschiebeabschnitt die in der Ausgangslage vorliegende Länge der ersten Verbindung gewährleisten kann. Insbesondere beträgt eine Erstreckung des Verschiebeabschnitts (und insbesondere eine Erstre- ckung der daran ausgebildeten Profilierung zur Herstellung der ersten Verbindung) entlang der axialen Richtung mindestens 120 %, bevorzugt mindestens 150 % der Erstreckung des Hohlabschnitts (und insbesondere eine Erstreckung der daran ausgebildeten Profilierung zur Herstellung der ersten Verbindung). Bevorzugt weist die formschlüssige erste Verbindung in der Ausgangslage eine Länge in der axialen Richtung auf. Insbesondere wird bei einer Streckung der Wellenverbindung der Verschiebeabschnitt zumindest teilweise aus dem Hohlabschnitt herausbewegt. Dabei soll nun insbesondere durch den Verschiebeabschnitt, der sich entlang der axialen Richtung insbesondere über eine größere Länge erstreckt als der Hohlabschnitt, zumindest bei einer Streckung der Wellenverbindung die formschlüssige erste Verbindung aufrechterhalten werden. Insbesondere soll über den Verschiebeabschnitt gewährleistet sein, dass die in der Ausgangslage vorliegende Länge der formschlüssigen ersten Verbindung zumindest bei einer Streckung (ggf. auch bei einer Stauchung) der Wellenverbindung um eine Verschiebung von zumindest 20 Millimeter, bevorzugt zumindest 30 Millimeter, besonders bevorzugt zumindest 60 Millimeter oder sogar zumindest 80 Millimeter, ausgehend von der Ausgangslage, aufrechterhalten bleibt oder zumindest zu 20 % der Länge, insbesondere zumindest zu 50 % der Länge, bevorzugt zumindest zu 75 % oder sogar zumindest zu 90 % der Länge, aufrechterhalten bleibt.

Formschlüssige Verbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Dadurch können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausge- drückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbindungspartner dem anderen im Weg.

Insbesondere ist die formschlüssige erste Verbindung durch eine Keilverzahnung an dem Verschiebeabschnitt und an dem Hohlabschnitt gebildet.

Bevorzugt weist die zweite Welle, ausgehend von dem Verschiebeabschnitt und hin zu dem zweiten Wellenende, einen sich entlang der axialen Richtung erstreckenden Zapfenabschnitt auf, wobei ein größter Durchmesser des Zapfenabschnitts kleiner ist als ein kleinster Durchmesser des Hohlabschnitts. Insbesondere erstreckt sich der Zapfenabschnitt über eine Länge entlang der axialen Richtung von mindestens 20 Millimetern, bevorzugt von mindestens 40 Millimetern, besonders bevorzugt von mindestens 100 Millimetern. Insbesondere unterscheidet sich der größte Durchmesser des Zapfenabschnitts von dem kleinsten Durchmesser des Hohlabschnitts um höchstens 2 %, bevorzugt um höchstens 1 %. Insbesondere zeichnet sich der Zapfenabschnitt dadurch aus, dass er einen derart definierten größten Durchmesser aufweist. Diese Ausgestaltung des Zapfenabschnitts ermöglicht es, dass die zweite Welle weiter in die erste Welle eingeschoben werden kann, so dass der Hohlabschnitt mit dem Zapfenabschnitt eine gegenseitige Führung der Wellen gewährleistet. Insbesondere wird so bei einer weiteren Stauchung der Wellenverbindung, auch wenn die formschlüssige erste Verbindung nicht mehr vorliegt, weiterhin eine gegenseitige Führung der ersten Welle und der zweite Welle gewährleistet.

Insbesondere weist die zweite Welle im Bereich des ersten Wellenendes einen Anschlag auf, der mit der ersten Welle, insbesondere mit einem zweiten Hohlabschnittsende der ersten Welle, zur Begrenzung der gegenseitigen Verschiebung bei einer Streckung der Wellenverbindung zusammenwirkt. Bei einer Streckung der Wellenverbindung begrenzt der Anschlag an der zweiten Welle zusammen mit der ersten Welle eine weitere Streckung der Wellenverbindung. Insbesondere wird so verhindert, dass die zweite Welle aus dem Hohlabschnitt der ersten Welle vollständig entfernt werden kann. Bevorzugt wird so auch verhindert, dass die form- schlüssige erste Verbindung bei einer Streckung aufgelöst werden kann.

Der Anschlag wird insbesondere durch einen Anschlagdurchmesser gebildet, der größer ist als der kleinste Durchmesser des Hohlabschnitts bzw. größer ist als ein kleinster Durchmesser der ersten Welle im Bereich des zweiten Hohlabschnittsendes.

Insbesondere ist zum Zusammenbau der Wellenverbindung gewährleistet (durch eine entsprechende Auswahl der betroffenen Durchmesser der ersten Welle und der zweiten Welle), dass die erste Welle über das zweite Wellenende der zweiten Welle auf die zweite Welle aufgeschoben werden kann.

Bevorzugt ist an dem zweiten Wellenende der zweiten Welle ein Gleichlaufgelenk angeordnet mit einem Gelenkinnenteil, einem Gelenkaußenteil und dazwischen angeordneten Rollkörpern, die im Betrieb der Längswellenanordnung in einer Funktionslage zueinander angeordnet sind; wobei eine für das Lösen der Axialsicherung erforderliche Auslösekraft geringer ist als eine Kraft, die für eine Auflösung der Funktionslage erforderlich ist.

Die Funktionslage ist eine Anordnung der genannten Komponenten des Gleich- laufgelenks in einer Lage zueinander, in der die vorgesehene Funktion des Gleich- laufgelenks (also Übertragung von Drehmomenten bei Gleichlauf der über das Gleichlaufgelenk verbundenen Wellen, ggf. unter Abbeugung; ggf. axiale Ver- Schiebung von Gelenkinnenteil gegenüber Gelenkaußenteil, wenn das Gleichlaufgelenk ein Gleichlaufverschiebegelenk ist) gegeben ist. Insbesondere liegt die Funktionslage nicht vor, wenn die Komponenten z. B. im Falle eines Crashs aus dieser Lage herausbewegt wurden und z. B. ein Gleichlauf der über das Gleichlaufgelenk verbundenen Wellen (bei Abbeugung der Wellen) nicht mehr gewähr- leistet ist.

Insbesondere ist die Wellenverbindung so ausgelegt, dass im Crash-Fall zunächst die Axialsicherung gelöst wird und erst dann eine Auflösung der Funktionslage des Gleichlaufgelenks erfolgt. Damit kann gerade bei einer Streckung der Wellen- Verbindung und auch bei einer Stauchung die gegenseitige Führung der Wellen gewährleitet werden, ohne dass die vorgesehenen Gleichlaufgelenke mit einer entsprechenden Verschiebbarkeit ausgestattet sein müssen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Wellenverbindung umfasst die Axialsicherung einen elastisch verformbaren Sicherungsring, der in der Ausgangslage in einer, in dem Hohlabschnitt angeordneten (in der Umfangsrichtung umlaufend ausgeführten) ersten Nut und in einer, in dem Verschiebeabschnitt angeordneten (in der Umfangsrichtung umlaufend ausgeführten) zweiten Nut positi- oniert ist, so dass der Sicherungsring in der axialen Richtung eine formschlüssige zweite Verbindung der ersten Welle mit der zweiten Welle bildet.

Insbesondere wird der Sicherungsring bei Montage der zweiten Welle in der ersten Welle in der zweiten Nut angeordnet und dann mit dem Verschiebeabschnitt in den Hohlabschnitt eingeführt. Dabei wird der Sicherungsring elastisch verformt und gleitet entlang der inneren Umfangsfiäche des Hohlabschnitts bis die Ausgangslage erreicht ist. In dieser Position der Wellen zueinander verformt sich der Sicherungsring zurück und ordnet sich nun zusätzlich in der ersten Nut an, so dass eine formschlüssige zweite Verbindung der Wellen gebildet ist.

Insbesondere erstreckt sich der Hohlabschnitt, ausgehend von dem ersten Ende der ersten Welle und hin zu dem zweiten Ende entlang der axialen Richtung von einem ersten Hohlabschnittsende zu einem zweiten Hohlabschnittsende, wobei die erste Nut an dem zweiten Hohlabschnittsende angeordnet ist; insbesondere in ei- nem Abstand von höchstens 5 Millimetern von dem zweiten Hohlabschnittsende.

Insbesondere erstreckt sich der Hohlabschnitt, ausgehend von dem ersten Ende der ersten Welle und hin zu dem zweiten Ende entlang der axialen Richtung von einem ersten Hohlabschnittsende zu einem zweiten Hohlabschnittsende, wobei ein Dichtring an dem ersten Hohlabschnittsende angeordnet ist, wobei der Dichtring in der Ausgangslage zusammen mit der zweiten Welle eine Abdichtung der ersten Welle bewirkt. Insbesondere ist der Dichtring ein bekannter O-Ring.

Bevorzugt ist der Dichtring in einer, in dem Verschiebeabschnitt angeordneten dritten Nut positioniert.

Insbesondere ist die erste Welle eine Hohlwelle mit einem sich an den Hohlabschnitt anschließenden Hohlraum, wobei sich die zweite Welle bei einer Stauchung der Wellenverbindung in den Hohlraum hinein erstreckt.

Insbesondere weist die Axialsicherung gegenüber einer Stauchung der Wellenverbindung eine Auslösekraft von höchstens 30.000 Newton, bevorzugt höchstens 20.000 Newton auf.

Bevorzugt weist die Axialsicherung gegenüber einer Streckung der Wellenverbindung eine Auslösekraft von höchstens 120.000 Newton, besonders bevorzugt höchstens 100.000 Newton auf.

Die vorgeschlagene Wellenverbindung für eine Längswellenanordnung erlaubt eine Streckung der Längswellenanordnung ohne dass die an den Enden der Längswellenanordnung insbesondere angeordneten Gleichlaufgelenke beschädigt werden und ihre Führungsfunktion gegenüber den Wellen verlieren. Eine dynamische Auslösekraft für die Streckung weist insbesondere eine Impulsenergie von 10 bis 1.000 Joule, bevorzug von höchstens 100 Joule und besonders bevorzugt von 20 Joule bis 50 Joule auf, wobei eine derartige Impulsenergie z. B. bei einem Crash-Fall vorliegt. Dabei sollte die erzeugte Kraftspitze insbesondere niedriger sein als die Bruchkraft des jeweiligen Gelenks (also insbesondere kleiner als 30.000 Newton bzw. kleiner als 120.000 Newton). Durch diese Auslösekraft wird die Axialsicherung gelöst und insbesondere gerade nicht eine Komponente des Gelenks (z. B. der Käfig) geschädigt. Damit ist anschließend (an die Streckung) insbesondere eine kontrollierte Stauchung der Längswellenanordnung möglich, wobei hier die Auslösekraft für die Stauchung nicht mehr mit einer Axialsiche- rung zusammenhängt (da die Axialsicherung in diesem Fall bereits bei der Streckung überwunden wurde).

Es wird weiter eine Längswellenanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest aufweisend eine erste Welle und eine zweite Welle, die (genau) eine vorgeschlagene Wellenverbindung bilden. Ausgehend von der Ausgangslage ist eine Führung durch den Führungsabschnitt der Wellenverbindung im Crash-Fall sowohl bei einer Streckung als auch bei einer Stauchung der Wellenverbindung gewährleistet. Insbesondere ist die erste Welle auch an dem zweiten Ende der ersten Welle der Längswellenanordnung über eine Wellenverbindung mit einer weiteren zweiten Welle verbunden. Die obigen Ausführungen zur Wellenverbindung gelten hier gleichermaßen, insbesondere auch für die weitere zweite Welle. Im Crash-Fall, insbesondere im Rahmen eines Crashversuches des Kraftfahrzeuges oder nur einzelner Komponenten, bevorzugt bei einem Frontalcrash (EURO NCAP, US-NCAP, IIHS, FMVSS 208), durch den die Längswellenanordnung in der axialen Richtung gestaucht (verkürzt) wird, wird zunächst der ggf. vorliegende Verschiebeweg des Gleichlaufgelenks bzw. der Gleichlaufgelenke zunächst vollständig ausgenutzt, so dass alle Komponenten der Längswellenanordnung unzerstört und funktionsfähig bleiben. Bei weiterer Stauchung der Längswellenanordnung wird bei Erreichen einer Auslösekraft die Axialsicherung der Wellenverbindung gelöst und es erfolgt ein Verschieben der Wellen ineinander. Das Crash-Verhalten der Längswellenanordnung wird somit bevorzugt vorrangig durch eine Auslösekraft eingestellt, bei der die Lösung der Axialsicherung erfolgt und eine gegenseitige Verschiebung von erster Welle und zweiter Welle eintritt. Im Crash-Fall, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, kann so in Abhängigkeit von einer auftretenden Crash-Kraft eine definierte und vorbestimmte Verformung der Längswellenanordnung eingestellt werden.

Die Ausführungen zu der Wellenverbindung sind auf die Längswellenanordnung übertragbar und umgekehrt.

Die eingangs gestellten Aufgaben werden weiter durch ein Kraftfahrzeug mit einer hier vorgeschlagenen Längswellenanordnung gelöst.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste",„zwei- te",„dritte", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.

Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläu- terungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 : eine Ausfuhrungsform einer Längswellenanordnung;

Fig. 2: eine bekannte Ausführungsform einer Wellenverbindung in einer

Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 3 : eine Ausführungsform einer Wellenverbindung in einer Ausgangs- läge in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 4: die Wellenverbindung nach Fig. 3 in einer gegenüber der Ausgangslage gestreckten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt; Fig. 5 : die Wellenverbindung nach Fig. 3 in einer gegenüber der Ausgangslage gestauchten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt; eine weitere Ausführungsform einer Längswellenanordnung; die weitere Ausführungsform einer Wellenverbindung gemäß Fig 6 in einer Ausgangslage in einer Seitenansicht im Schnitt; die weitere Wellenverbindung nach Fig. 7 in einer gegenüber der Ausgangslage gestreckten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt; und Fig. 9: die weitere Wellenverbindung nach Fig. 7 in einer gegenüber der

Ausgangslage gestauchten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt. Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Längswellenanordnung 2 eines Kraftfahrzeugs 3. Die Anordnung der Längswellenanordnung 2 im Kraftfahrzeug 3 erfolgt parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 3, also parallel zur axialen Richtung 10. Die Längswellenanordnung 2 setzt sich hier aus einer ersten Welle 4, die ein erstes Ende 5 und ein zweites Ende 6 aufweist, und zwei zweiten Wellen 7 zusammen, über die die Drehmomente des Antriebs des Kraftfahrzeuges 3 übertragen werden. Erste Welle 4 und zweite Welle 7 bilden jeweils eine starre Wellenverbindung 1. Die Längswellenanordnung 2 wird dabei über Gleichlaufdrehgelenke 27 an weitere Komponenten des Kraftahrzeuges 3 angebunden, wobei die Gleichlaufdrehgelenke 27 über einen begrenzten Verschiebebe- reich in der axialen Richtung 10 verfügen. Durch den Verschiebebereich der Gleichlaufdrehgelenke 27 werden die im üblichen Betrieb der Längswellenanordnung 2 auftretenden Bewegungen von einzelnen Komponenten der Längswellenanordnung 2 oder des Kraftfahrzeuges 3 in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (die axiale Richtung 10) kompensiert. Zudem werden durch die Gleichlaufdrehgelenke 27 auch im Betrieb auftretende Verschränkungen der Längswellenanordnung 2 gegenüber weiteren Komponenten des Kraftfahrzeuges 3 durch Beugung der Gleichlaufgelenke 27 ausgeglichen.

Fig. 2 zeigt eine bekannte Ausführungsform einer starren Wellenverbindung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Wellenverbindung 1 umfasst eine erste Welle 4 mit einem ersten Ende 5 und einem zweiten Ende 6 und eine koaxial zu der ersten Welle 4 angeordnete zweite Welle 7 mit einem ersten Wellenende 8 und einem zweiten Wellenende 9; wobei sich die Wellen 4, 7 entlang einer axialen Richtung 10 erstrecken. Das erste Ende 5 der ersten Welle 4 ist mit dem ersten Wellenende 8 der zweiten Welle 7 über eine Reibschweißverbindung stoffschlüssig verbunden.

An dem zweiten Wellenende 9 der zweiten Welle 7 ist ein Gleichlaufdrehgelenk 27 angeordnet mit einem Gelenkinnenteil 28, einem Gelenkaußenteil 29 und dazwischen angeordneten Rollkörpern 30, die im Betrieb der Längswellenanordnung 2 in einer Funktionslage 31 (hier dargestellt) zueinander angeordnet sind. Die Funktionslage 31 ist eine Anordnung der genannten Komponenten des Gleichlaufdrehgelenks 27 in einer Lage zueinander, in der die vorgesehe Funktion des Gleichlaufdrehgelenks 27 (also Übertragung von Drehmomenten bei Gleichlauf der über das Gleichlaufdrehgelenk 27 verbundenen Wellen, ggf. unter Ab- beugung; hier axiale Verschiebung von Gelenkinnenteil 28 gegenüber Gelenkaußenteil 29 entlang der axialen Richtung 10, weil das Gleichlaufdrehgelenk 27 ein Gleichlaufverschiebegelenk ist) gegeben ist. Die Funktionslage 31 liegt nicht vor, wenn die Komponenten z. B. im Falle eines Crashs aus dieser Lage herausbewegt wurden und z. B. ein Gleichlauf der über das Gleichlaufdrehgelenk 27 verbundenen Wellen (hier Gelenkaußenteil 29 und Gelenkinnenteil 28) gerade bei Abbeu- gung der Wellen nicht mehr gewährleistet ist. Im Crashfall, durch den die Längswellenanordnung 2 bzw. die Wellenverbindung 1 in der axialen Richtung 10 gestaucht (verkürzt) wird (Stauchung 21), wird zunächst der Verschiebeweg des Gleichlaufdrehgelenks 27 zunächst vollständig ausgenutzt, so dass alle Komponenten der Längswellenanordnung 2 unzerstört und funktionsfähig bleiben. Bei weiterer Stauchung der Längswellenanordnung 2 bzw. der Wellenverbindung werden die erste Welle 4 bzw. die zweite Welle 7 verformt, wobei ein gegenseitige Führung der Wellen 4, 7 nicht gewährleistet ist. Weiterhin ist eine Streckung 20 der Wellenverbindung 1 nicht möglich, ohne dass eine gegenseitige Führung der Wellen 4, 7 (Gelenkaußenteil 29), hier nach Über- schreiten des Verschiebewegs des Gleichlauf(verschiebe)gelenks 27, aufgegeben wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Wellenverbindung 1 in einer Ausgangs- läge 14 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Wellenverbindung 1 weist eine erste Welle 4 mit einem ersten Ende 5 und einem zweiten Ende 6 und eine koaxial zu der ersten Welle 4 angeordnete zweite Welle 7 mit einem ersten Wellenende 8 und einem zweiten Wellenende 9 auf, wobei sich die Wellen 4, 7 entlang einer axialen Richtung 10 erstrecken. Das erste Ende 5 der ersten Welle 4 bildet einen Hohlabschnitt 1 1 , wobei das erste Wellenende 8 der zweiten Welle 7 einen ersten Zapfen 12 bildet mit einem Verschiebeabschnitt 13. Zumindest in einer Ausgangslage 14 der Wellenverbindung 1 erstreckt sich das erste Wellenende 8 durch den Hohlabschnitt 1 1 hindurch und bildet der Hohlabschnitt 1 1 mit dem Verschiebeabschnitt 13 entlang der axialen Richtung 10 einen Führungsabschnitt 40 und in einer Umfangsrichtung 15 eine formschlüssige erste Verbindung 16 aus. In der Ausgangslage 14, die bei dem Betrieb der Wellenverbindung 1 in einer Einbausituation, z. B. als Teil einer Längswellenanordnung 2 in einem Kraftfahrzeug 3 oder auf einem Prüfstand vorliegt, ist eine gegenseitige Verschiebung 17 von erster Welle 4 und zweiter Welle 7 entlang der axialen Richtung 10 durch eine Axialsicherung 18 verhindert. In einem (tatsächlichen oder nur simulierten) Crashfall ist die Axialsicherung 18 durch eine in der axialen Richtung 10 wirkende Auslösekraft 19 (siehe Fig. 4 und 5) lösbar und die erste Welle 4 gegenüber der zweiten Welle 7 entlang der axialen Richtung 10 verschiebbar. Ausgehend von der Ausgangslage 14 ist eine Führung durch den Führungsabschnitt 40 sowohl bei einer Streckung 20 (siehe Fig. 4) als auch bei einer Stauchung 21 (siehe Fig. 5) der Wellenverbindung 1 gewährleistet.

Ausgehend von der Ausgangslage 14 ist sowohl bei der Streckung 20 als auch bei der Stauchung 21 der Wellenverbindung 1 die formschlüssige erste Verbindung 16 über einen Weg 22 (zumindest teilweise) gewährleistet. Die formschlüssige erste Verbindung 16 ist durch eine an dem Verschiebeabschnitt 13 und an dem Hohlabschnitt 1 1 ausgebildete Keilverzahnung 23 gebildet. Die zweite Welle 7 weist ausgehend von dem Verschiebeabschnitt 13 und hin zu dem zweiten Wellenende 9 einen sich entlang der axialen Richtung 10 erstreckenden Zapfenabschnitt 24 auf, wobei ein größter Durchmesser 25 des Zapfenabschnitts 24 kleiner ist als ein kleinster Durchmesser 26 des Hohlabschnitts 1 1. Diese Ausgestaltung des Zapfenabschnitts 24 ermöglicht es, dass die zweite Welle 7 weiter in die erste Welle 4 eingeschoben werden kann, so dass der Hohlabschnitt 1 1 mit dem Zapfenabschnitt 24 eine gegenseitige Führung der Wellen 4, 7 gewährleistet (siehe Fig. 5). So wird bei einer weiteren Stauchung 21 der Wellenverbindung 1 , auch wenn die formschlüssige erste Verbindung 16 nicht mehr vorliegt, weiterhin eine gegenseitige Führung der ersten Welle 4 und der zweite Wel- le 7 gewährleistet.

An dem zweiten Wellenende 9 der zweiten Welle 7 ist ein Gleichlaufdrehgelenk 27 angeordnet mit einem Gelenkinnenteil 28, einem Gelenkaußenteil 29 und dazwischen angeordneten Rollkörpern 30, die im Betrieb der Wellenverbindung 1 in einer Funktionslage 31 zueinander angeordnet sind. Dabei ist eine für das Lösen der Axialsicherung 18 erforderliche Auslösekraft 19 geringer ist als eine Kraft 32, die für eine Auflösung der Funktionslage 31 erforderlich ist.

Die Wellenverbindung 1 ist so ausgelegt, dass im Crash-Fall zunächst die Axialsi- cherung 18 gelöst wird und erst dann eine Auflösung der Funktionslage 31 des Gleichlaufdrehgelenks 27 erfolgt. Damit kann gerade bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 und auch bei einer Stauchung 21 die gegenseitige Führung der Wellen 4, 7 gewährleistet werden, ohne das die vorgesehenen Gleichlaufdreh- gelenke 27 mit einer entsprechenden (größeren) Verschiebbarkeit ausgestattet sein müssen.

Die Axialsicherung 18 umfasst einen elastisch verformbaren Sicherungsring 33, der in der Ausgangslage 14 in einer, in dem Hohlabschnitt 11 angeordneten und in der Umfangsrichtung 15 umlaufend ausgeführten ersten Nut 34 und in einer, in dem Verschiebeabschnitt 13 angeordneten und in der Umfangsrichtung 15 umlaufend ausgeführten zweiten Nut 35 positioniert ist, so dass der Sicherungsring 33 in der axialen Richtung 10 eine formschlüssige zweite Verbindung 36 der ersten Welle 4 mit der zweiten Welle 7 bildet.

Der Sicherungsring 33 wird bei Montage der zweiten Welle 7 in der ersten Welle 4 in der zweiten Nut 35 angeordnet und dann mit dem Verschiebeabschnitt 13 in den Hohlabschnitt 11 eingeführt. Dabei wird der Sicherungsring 33 elastisch ver- formt und gleitet entlang der inneren Umfangsfläche des Hohlabschnitts 11 bis die Ausgangslage 14 erreicht ist. In dieser Position der Wellen 4, 7 zueinander verformt sich der Sicherungsring 33 zurück und ordnet sich nun zusätzlich in der ersten Nut 34 an, so dass eine formschlüssige zweite Verbindung 36 der Wellen 4, 7 gebildet ist.

Der Hohlabschnitt 11 erstreckt sich, ausgehend von dem ersten Ende 5 der ersten Welle 4 und hin zu dem zweiten Ende 6 entlang der axialen Richtung 10 von einem ersten Hohlabschnittsende 37 zu einem zweiten Hohlabschnittsende 38, wobei die erste Nut 34 an dem zweiten Hohlabschnittsende 38 angeordnet ist.

Ein Dichtring 39 ist an dem ersten Hohlabschnittsende 37 angeordnet ist, wobei der Dichtring 39 in der Ausgangslage 14 zusammen mit der zweiten Welle 7 eine Abdichtung der ersten Welle 4 bewirkt. Der Dichtring 39 ist in einer, in dem Verschiebeabschnitt 13 angeordneten dritten Nut 41 positioniert. Die erste Welle 4 ist eine Hohlwelle mit einem sich an den Hohlabschnitt 1 1 anschließenden Hohlraum 42, wobei sich die zweite Welle 7 bei einer Stauchung 21 der Wellenverbindung 1 in den Hohlraum 42 hinein erstreckt (siehe Fig. 5).

Fig. 4 zeigt die Wellenverbindung 1 nach Fig. 3 in einer gegenüber der Ausgangslage 14 gestreckten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 wird Bezug genommen. Im Unterschied zu Fig. 3 ist hier die Wellenverbindung 1 nach einer Streckung 20, also einer Verschiebung 17 der zweiten Welle 7 gegenüber der ersten Welle 4 und einer Verlängerung der Wellenverbindung 1 , abgebildet. Die Axialsicherung 18 wurde durch eine in der axialen Richtung 10 wirkende Auslösekraft 19 gelöst und die erste Welle 4 gegenüber der zweiten Welle 7 entlang der axialen Richtung 10 verschoben. Auch bei dieser Streckung 20, ausgehend von der Ausgangslage 14 der Wellenverbindung 1 , ist das erste Wellenende 8 noch in dem Hohlabschnitt 1 1 der ersten Welle 4 angeordnet. Dabei bildet der Hohlabschnitt 1 1 mit dem Verschiebeabschnitt 13 entlang der axialen Richtung 10 einen Führungsabschnitt 40 und in einer Umfangsrich- tung 15 eine formschlüssige erste Verbindung 16 aus. Ausgehend von der Ausgangslage 14 ist eine Führung durch den Führungsabschnitt 40 auch noch bei der Streckung 20 der Wellen Verbindung 1 gewährleistet.

Wie in Fig. 3 gezeigt weist die formschlüssige erste Verbindung 16 in der Ausgangslage 14 eine Länge 45 in der axialen Richtung 10 auf. Bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 um die Verschiebung 17 wird der Verschiebeabschnitt 13 zumindest teilweise aus dem Hohlabschnitt 1 1 herausbewegt. Dabei kann durch den Verschiebeabschnitt 13, der sich entlang der axialen Richtung 10 über eine größere Länge erstreckt als der Hohlabschnitt 1 1 , auch bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 die formschlüssige erste Verbindung 16 aufrechterhalten werden. Über den Verschiebeabschnitt 13 wird gewährleistet, dass die in der Aus- gangslage 14 vorliegende Länge 45 (umfasst hier auch den Sicherungsring 33) der formschlüssigen ersten Verbindung 16 auch bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 um eine Verschiebung 17, ausgehend von der Ausgangslage 14, zumindest teilweise aufrechterhalten bleibt.

Fig. 5 zeigt die Wellenverbindung 1 nach Fig. 3 in einer gegenüber der Ausgangslage 14 gestauchten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 wird Bezug genommen. Im Unterschied zu Fig. 3 ist hier die Wellenverbindung 1 nach einer Stauchung 21, also einer Verschiebung 17 der zweiten Welle 7 gegenüber der ersten Welle 4 und Verkürzung der Wellenverbindung 1, abgebildet. Die Axialsicherung 18 wurde durch eine in der axialen Richtung 10 wirkende Auslösekraft 19 gelöst und die erste Welle 4 gegenüber der zweiten Welle 7 entlang der axialen Richtung 10 verschoben. Bei dieser Stauchung 20, ausgehend von der Ausgangslage 14 der Wellenverbindung 1 oder von der bereits vorher aufgetretenen Streckung 21 gemäß Fig. 4, ist das erste Wellenende 8 innerhalb des Hohlraums 42 der ersten Welle 4 und der Zapfenabschnitt 24 der zweiten Welle 7 in dem Hohlabschnitt 11 der ersten Welle 4 angeordnet. Dabei wird die erste Welle 4 über den Hohlabschnitt 11 und den Zapfenabschnitt 24 entlang der axialen Richtung 10 geführt. Die formschlüssige erste Verbindung 16 liegt hier nicht vor. Ausgehend von der Ausgangslage 14 ist eine Führung durch das Zusammenwirken von Zapfenabschnitt 24 und Hohlabschnitt 11 auch noch bei der hier vorliegenden starken Stauchung 21 der Wellenverbindung 1 gewährleistet. Das Crash-Verhalten der Längswellenanordnung 2 bzw. der Wellenverbindung 1 wird somit bevorzugt vorrangig durch eine Auslösekraft 19 eingestellt, bei der die Lösung der Axialsicherung 18 erfolgt und eine gegenseitige Verschiebung 17 von erster Welle 4 und zweiter Welle 7 eintritt. Im Crash-Fall, insbesondere bei Kraftfahrzeugen 3, kann so in Abhängigkeit von einer auftretenden Crash-Kraft eine definierte und vorbestimmte Verformung der Längswellenanordnung 2 eingestellt werden.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Längswellenanordnung 2 eines Kraftfahrzeugs 3. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird verwiesen. Die Längswellenanordnung 2 setzt sich aus einer ersten Welle 4, die ein erstes Ende 5 und ein zweites Ende 6 aufweist, und zwei zweiten Wellen 7 zusammen, über die die Drehmomente des Antriebs des Kraftfahrzeuges 3 übertragen werden. Erste Welle 4 und zweite Welle 7 bilden jeweils eine starre Wellenverbindung 1.

Fig. 7 zeigt die weitere Ausführungsform einer Wellenverbindung 1 gemäß Fig. 6 in einer Ausgangslage 14 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 8 zeigt die weitere Wellenverbindung 1 nach Fig. 7 in einer gegenüber der Ausgangslage 14 gestreckten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 9 zeigt die weitere Wellenverbindung 1 nach Fig. 7 in einer gegenüber der Ausgangslage 14 gestauchten Anordnung in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Fig. 7 bis 9 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 bis 5 und Fig. 6 wird verwiesen. Die Wellenverbindung 1 weist im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 3 bis 5 an der zweiten Welle 7 im Bereich des ersten Wellenendes 8 einen Anschlag 43 auf, der mit einem zweiten Hohlabschnittsende 38 der ersten Welle 7 zur Begrenzung der gegenseitigen Verschiebung 17 bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung zusammenwirkt (siehe Fig. 8). Wie in Fig. 3 bereits gezeigt weist die formschlüssige erste Verbindung 16 in der Ausgangslage 14 eine Länge 45 (hier wird berücksichtigt, dass der die zweite Verbindung 36 bildende Sicherungsring 33 keine in der Umfangsrichtung 15 wirkende formschlüssige erste Verbindung 16 ausbildet) in der axialen Richtung 10 auf. Bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 wird der Verschiebeabschnitt 13 zumindest teilweise aus dem Hohl- abschnitt 11 herausbewegt. Dabei wird durch den Verschiebeabschnitt 13, der sich entlang der axialen Richtung 10 über eine größere Länge erstreckt als der Hohlabschnitt 11 , auch bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 die formschlüssige erste Verbindung 16 aufrechterhalten. Über den Verschiebeabschnitt 13 wird gewährleistet, dass die in der Ausgangslage 14 vorliegende Länge 45 (umfasst hier nicht den Sicherungsring 33) der formschlüssigen ersten Verbindung 16 auch bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 um eine Verschiebung 17, ausgehend von der Ausgangslage 14, aufrechterhalten bleibt. Bei einer Streckung 20 der Wellenverbindung 1 begrenzt der Anschlag 43 an der zweiten Welle 7 zusammen mit der ersten Welle 4 eine weitere Streckung 20 der Wellenverbindung 1. So kann verhindert werden, dass die zweite Welle 7 aus dem Hohlabschnitt 11 der ersten Welle 4 vollständig entfernt werden kann. Weiter wird so auch verhindert, dass die formschlüssige erste Verbindung 16 bei einer Streckung 20 (vollständig) aufgelöst werden kann.

Der Anschlag 43 wird durch einen Anschlagdurchmesser 44 gebildet, der größer ist als der kleinste Durchmesser 26 des Hohlabschnitts 11 bzw. größer ist als ein kleinster Durchmesser 26 der ersten Welle 4 im Bereich des zweiten Hohlab- schnittsendes 38.

Bezugszeichenliste

1 Wellenverbindung

2 Längswellenanordnung

3 Kraftfahrzeug

4 erste Welle

5 erstes Ende

6 zweites Ende

7 zweite Welle

8 erstes Wellenende

9 zweites Wellenende

10 axiale Richtung

1 1 Hohlabschnitt

12 erster Zapfen

13 Verschiebeabschnitt

14 Ausgangslage

15 Umfangsrichtung

16 erste Verbindung

17 Verschiebung

18 Axialsicherung

19 Auslösekraft

20 Streckung

21 Stauchung

22 Weg

23 Keilverzahnung

24 Zapfenabschnitt

25 größter Durchmesser

26 kleinster Durchmesser Gleichlaufdrehgelenk

Gelenkinnenteil

Gelenkaußenteil

Rollkörper

Funktionslage

Kraft

Sicherungsring

erste Nut

zweite Nut

zweite Verbindung erstes Hohlabschnittsende zweites Hohlabschnittsende

Dichtring

Führungsabschnitt dritte Nut

Hohlraum

Anschlag

Anschlagdurchmesser

Länge