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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung einer Geräuschdämmung eines
insbesondere rotierenden Rohres für ein Kraftfahrzeug.
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Aus
der Offenlegungsschrift
EP
1 346 866 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Schaumkern
in einem Rohr einer Gelenkwelle angeordnet und über einen Presssitz mit diesem
verbunden ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es demgegenüber, ein
Verfahren zur Verfügung
zu stellen, das ein einfaches, schnelles und damit kostengünstiges
Einbringen des Schaumkerns in das Rohr ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie durch eine Gelenkwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 7
gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich dadurch aus, dass der Schaumkern außerhalb des
Rohres komprimiert und anschließend
in das Rohr mit Spiel gegenüber
dem Rohr in eine gewünschte
Position eingebracht und gehalten wird, so dass der Schaumkern aufgrund
Relaxation mit dem Rohr einen Presssitz ausbildet. Der vorgefertigte Schaumkern
wird komprimiert. Aufgrund eines Formgedächtnisses des Schaums ist dieser
bestrebt seine ursprüngliche
Form wieder einzunehmen, sobald die komprimierende Kraft entfällt. Die
Werkstoffeigenschaften des Schaums sind derart gewählt, dass
ab Entfall der komprimierenden Kraft die zumindest weitgehend ursprüngliche
Form des Schaumkerns in einer definierten Zeit wiederhergestellt
ist. Dieses Verhalten zeigt beispielsweise ein PU oder PUR-Schaum.
Dieser Zeitraum wird genutzt, um den Schaumkern in das Rohr zu schieben.
Alternativ kann auch eine Vorrichtung, die den Schaumkern komprimiert,
kraftfrei geschaltet werden. In der gewünschten Position im Rohr wird
der Schaumkern gehalten, bis er aufgrund der durch Relaxation verursachten
Ausdehnung unverschieblich im Rohr eingespannt ist bzw. mit diesem
einen Presssitz ausbildet. In vorteilhafter Weise erfolgt keine
Beschädigung
des Schaumkerns beim Einpressen und der Montagekern ist schnell,
ohne aufwendige Werkzeuge wie beispielsweise einer Pressvorrichtung
zu montieren.
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In
Ausgestaltung der Erfindung wird bei dem Verfahren der Schaumkern
vor dem Einbringen in das Rohr mechanisch komprimiert. Unter einer
mechanischen Komprimierung ist eine Verdichtung mit einem Werkzeug
wie beispielsweise einer Pressform zu verstehen. Alternativ kann
der Schaumkern zur Verdichtung auch durch eine Düse extrudiert werden. Um die
Verdichtung zu unterstützen
kann der Schaumkern während
der mechanischen Verdichtung beheizt werden. In vorteilhafter Weise
sind bei der Vorverdichtung mittels Werkzeugen nach dem Einbringen
im Rohr keine weiteren Verfahrensschritte erforderlich.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei dem Verfahren der
Schaumkern in einer Verpackung komprimiert. Der Schaumkern wird
dazu beispielsweise in eine Verpackung mit einem gegenüber dem
Schaumkern kleineren Volumen eingepresst und komprimiert. Alternativ
kann eine einen Schaumkern umgebende Verpackung vakuumiert werden, wodurch
der Schaumkern komprimiert wird. Der in der Verpackung komprimierte
Schaumkern wird in das Rohr eingeführt. Durch Zerstörung der
Verpackung beispielsweise mit einem Glühfaden entfällt die komprimierende Kraft
des Schaumkerns und dieser kann sich ausdehnen. Alternativ kann
bei einem sich langsam ausdehnenden Schaum die Verpackung auch vor
Einbringung in das Rohr entfernt werden. In vorteilhafter Weise
kann der in einer Verpackung verdichtete Schaumkern vorproduziert
und gela gert werden, bei der Montage in das Rohr sind daher keine
Verdichtungswerkzeuge erforderlich.
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Bei
einer vakuumierten Verpackung genügt es die Verpackung dahingehend
zu zerstören,
dass Luft eindringen kann. Die durch das Vakuum hervorgerufene Komprimierungskraft
entfällt
und der Schaumkern dehnt sich aus. Bei einem sich langsam ausdehnenden
Schaumkern kann das Vakuum vor Einbringung in das Rohr aufgehoben
werden, bei einem hoch elastischen Kern erfolgt die Aufhebung des Vakuums
in Montageposition im Rohr. In vorteilhafter Weise kann ein Wegfall
der Kompressionskraft des Schaumkerns in einer vakuumierten Verpackung ohne
großen
Aufwand hervorgerufen werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden bei dem Verfahren verschieden
lange Rohre durch Kombination mehrer Schaumkernabschnitten ausgefüllt. Die
Längen
des Schaumkerns werden so gewählt,
dass durch ein oder Kombination mehrerer Teilschaumkerne verschiedene
Rohrlängenvarianten mit
einem Schaumkern versehen werden können. In vorteilhafter Weise
ist bei vielen unterschiedlichen Rohrleitungslängen die Anzahl der bereitzustellenden
Schaumkerne reduzierbar.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schaumkern zylinderförmig ausgebildet.
Der Schaumkern kann je nach Erfordernissen als Vollzylinder oder
als Hohlzylinder ausgebildet sein. Ein zylinderförmiger Schaumkern passt sich
bevorzugt vollflächig
an die Innenkontur des Rohres an.
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Die
erfindungsgemäße Gelenkwelle
zeichnet sich durch einen geräuschdämmenden
Schaumkern aus, der außerhalb
des Rohres komprimiert wird, anschließend montiert wird und sich
im Rohr an der vorgesehenen Position entspannt, so dass zwischen Rohr
und Schaumkern ein Presssitz ausgebildet wird. Die erfindungsgemäße Gelenkwelle
erfordert keine konstruktiven Zusatzmaßnahmen, die beispielsweise
bei einem Ausschäumvorgang
anfallen, um diese mit einem Schaumkern ausrüsten zu können.
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Weitere
Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung
sowie den Zeichnungen. Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
schematische Darstellung eines Abschnittes eines Antriebsstranges
mit einem Gelenkwellenrohr,
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2 Verfahrensschritte
zum Einbringen eines Schaumkerns in das Gelenkwellenrohr aus 2 und
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3 das
Gelenkwellenrohr nach einer Relaxation des Schaumkerns aus 2.
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Gleiche
und gleichwirkende Bauteile in den 1 bis 3 sind
im Folgenden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In 1 ist
schematisch ein Kardanwellenabschnitt 1 eines Kraftfahrzeuges
in einer Explosionszeichnung dargestellt. Die Kardanwelle ist zur Übertragung
eines Drehmomentes vorgesehen. Üblicherweise
verbindet die Kardanwelle den Ausgang eines Getriebes mit einem
an einer Achse angeordneten Eingang eines Differenzialgetriebes.
An einem Ende des in 1 dargestellten Kardanwellenabschnitts 1 ist
ein eine Außenverzahnung
aufweisender Wellenzapfen 5 vorgesehen. Ein mit einer Innenverzahnung
versehender Flansch 3 ist zur Verbindung mit dem Zapfen 5 vorgesehen,
der Flansch wird zur Lagerung des gezeigten Wellenabschnitts in
einem Zwischenlager 2 gelagert. Am anderen Ende der Kardanwellenabschnitts 1 ist
ein Kreuzgelenk 4 angeordnet. Zur Übertragung des Drehmomentes
zwischen dem Wellenzapfen 5 und dem Kreuzgelenk 4 ist
ein Gelenkwellenrohr 6 angeordnet.
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Im
Fahrbetrieb eines Fahrzeuges treten bei bestimmten Resonanzzahlen
an dem Gelenkwellenrohr 6 Schwingungen auf, die sich im
Fahrgastraum akustisch nachteilig auswirken. Als Abhilfe ist in
dem Gelenkwellenrohr 6 ein Schaumkern 7b zur Schwingungsdämmung anzuordnen.
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In 2 und 3 sind
schematisch die einzelnen Verfahrensschritte zur Anordnung des Schaumkerns 7b in
dem Gelenkwellenrohr 6 dargestellt.
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Ausgangspunkt
des Verfahrens ist der in 2 dargestellte
zylindrische Schaumkern 7. Der Schaumkern 7 ist
außerhalb
des Rohres 6 gefertigt. Der Außendurchmesser ds des
Schaumkerns 7 ist dabei größer als der Innendurchmesser
des Gelenkwellenrohres 6 dR.
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Um
eine Montage des Schaumkerns 7 in das Gelenkwellenrohr 6 zu
ermöglichen,
wird der Schaumkern 7 im Durchmesser komprimiert, so dass dieser
einen gegenüber
dem Innendurchmesser des Gelenkwellenrohres 6 dR kleineren Außendurchmesser dsk aufweist.
Der komprimierte Schaumkern 7a wird dann folgend in das
Gelenkwellenrohr 6 eingeführt.
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Die
Herstellung eines komprimierten Schaumkerns 7a kann auf
verschiedene Weise erfolgen. Dabei ist zu unterscheiden, ob der
Schaumkern 7a nach einer Komprimierung unverzüglich in
das Gelenkwellenrohr 6 eingebracht wird oder lagerfähig sein
soll.
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Bei
einer nach der Kompression unverzüglichen Montage kann beispielsweise
die Komprimierung in einer Pressform erfolgen. Der Schaumkern wird
in die Pressform eingelegt, die Form wird geschlossen und der Schaumkern 7 wird
radial zusammengedrückt.
Alternativ kann der Schaumkern 7 auch durch eine Düse gedrückt werden,
wodurch der Außendurchmesser
des Schaumkerns 7 reduziert wird. Aufgrund Relaxation,
d. h. Entspannung nach der Belastung, ist der Schaumkern 7a bestrebt
wieder seinen Grundzustand einzunehmen. Der Werkstoff ist so gewählt, dass
der Ent spannungsvorgang aufgrund viskoelastischer Anteile zeitverzögert erfolgt.
Die aufgrund verzögerter
Entspannung verbleibende Zeit zwischen Verformung und weitgehender Rückstellung
in den Ursprungszustand wird genutzt, um den Schaumkern 7a im
Gelenkwellenrohr 6 in eine gewünschte Position zu bringen.
Gemäß 3 hat
sich der Schaumkern 7b zurückverformt. Aufgrund der Elastizität und dem Übermaß des ursprünglichen
Durchmesser ds des Schaumkerns 7 zu dem
Gelenkwellenrohrdurchmesser dR bildet der Schaumkern 7b gemäß 3 mit
dem Gelenkwellenrohr 6 einen Presssitz aus.
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Sofern
eine Lagerung des komprimierten Schaumkerns 7a erforderlich
ist, wird der Schaumkern 7a in einer nicht dargestellten
Verpackung komprimiert. Hierbei kann beispielsweise der Schaumkern 7 von
einer Verpackung ummantelt werden, die anschließend soweit vakuumiert wird,
dass der Außendurchmesser
des Schaumkerns 7a und der Verpackung kleiner ist als der
Innendurchmesser dR des Gelenkwellenrohres 6.
In diesem Zustand ist der komprimierte Schaumkern 7a transportier-
und lagerfähig.
Alternativ kann beispielsweise der Schaumkern 7 auch in
eine Verpackung gepresst werden, deren Abmaße kleiner sind als der Innendurchmesser dR des Gelenkwellenrohres 6. Im einem
nachfolgenden Schritt wird der komprimierte Schaumkern 7a mit Verpackung
im Gelenkwellenrohr 6 positioniert. Bei einer Vakuumverpackung
wird durch eine lokale Zerstörung
der Verpackungshülle
ein Einströmen
von Luft ermöglicht,
so dass sich der Schaumkern 7b mit der Verpackung ausdehnen
kann und sich zumindest teilweise in Richtung seiner ursprünglichen
Form verformt. Im Falle einer gegenüber dem Gelenkwellenrohr 6 im
Durchmesser kleineren Verpackung, wird die Verpackung auf der gesamten
Länge des Schaumkerns 7a zerstört, so dass
eine radiale Ausdehnung des Schaumkerns 7a möglich ist.
Ein Aufreißen
der Verpackung kann beispielsweise durch über einen Faden aufreißbare Sollbruchstelle
der Verpackung oder einen in der Verpackung angeordneten Glühfaden erfolgen.
Auch in den Varianten mit Verpackung bildet der Schaumkern 7b mit
dem Gelenkwellenrohr 6 aufgrund der Elastizität und dem Übermaß des ursprünglichen
Durch messer ds des Schaumkerns 7 zu
dem Innendurchmesser des Gelenkwellenrohrs dR gemäß 3 einen
Presssitz, hier verbleibt die nicht dargestellte Verpackung zwischen
Schaumkern 7b und Gelenkwellenrohr 6.
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Das
Verfahren ermöglicht
einen vorgefertigten Schaumkern 7 beschädigungsfrei derart in das Gelenkwellenrohr
einzubringen, dass dieser mit dem Gelenkwellenrohr 6 einen
Presssitz ausbildet und dadurch in seiner Lage unverschieblich positioniert
ist.
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Die
Anwendung des Verfahrens an einer Gelenkwelle ist beispielhaft,
selbstverständlich
ist das Verfahren auch auf Seitenwellen, Getriebewellen oder sonstige
Wellen und Rohre anwendbar.