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Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle und ein Verfahren zur Verstimmung der Eigenfrequenz einer Antriebswelle. Derartige Antriebswellen kommen beispielsweise im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen zur Drehmomentübertragung auf die Räder zum Einsatz. Bei Betrieb der Antriebswellen kommt es zu Schwingungen, die wiederum einen ungewünschten Einfluss auf das Geräuschverhalten der Antriebswelle haben können. Dieses Phänomen wird auch als Geräusch-Schwingungs-Rauheit bzw. Noise-Vibration-Harshness (NVH) bezeichnet.
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Aus der
DE 10 2004 009 478 A1 ist ein doppelwandiges Wellenrohr zur Drehmomentübertragung bekannt, bei dem eine äußere Rohrwandung und eine innere Rohrwandung flächig aneinanderliegen und unter dauernder elastischer Vorspannung relativ zueinander stehen. Die äußere und innere Rohrwandung sind beide miteinander bzw. mit den Anschlußzapfen des Wellenrohres verschweißt.
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Aus der
DE 41 18 929 A1 ist eine Welle bekannt, auf der ein Rohr fest aufsitzt. In einer Außenumfangsfläche der Welle sind Längskanäle ausgebildet, so dass ein oder mehrere Verbraucher mit Fluidströmen versorgt werden können.
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Aus der
US 5 421 781 A ist ein Verfahren zum Verbinden einer Antriebswelle an ein Ringelement bekannt, welches die Schritte Anordnen der Antriebswelle über dem Ringelement und Injizieren von Kleber durch Löcher der Antriebswelle umfasst.
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Aus der
DE 198 26 176 C2 ist ein Verfahren zur Verstimmung der Eigenfrequenz einer Welle bekannt, die in einem Wellenlager drehbar gelagert ist. Hierfür werden die Einspannverhältnisse zwischen dem Wellenlager und der Welle gezielt verändert.
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Aus der
DE 102 37 216 B4 ist ein Verfahren zum Anbringen einer Ausgleichsmasse an einer auszuwuchtenden Antriebswelle mittels Impulsschweißen bekannt.
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Aus der
DE 102 40 122 A1 ist eine Verfahren zur Herstellung einer Antriebswellenanordnung bekannt. Zum Auswuchten wird ein ringförmiges Band auf die Antriebswelle aufgeschoben und mit dieser durch Schweißen, Kleben oder Reibschluss verbunden. Nach Anbringen des Bandes an der Antriebswelle werden ein oder mehrere Ausgleichsgewichte an dem Band befestigt.
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Die Anforderungen an moderne Kraftfahrzeuge sind hinsichtlich des Geräusch-Schwingungs-Verhaltens mitunter sehr hoch. Schwingungen und daraus resultierende Geräusche werden vom Fahrgast als störend empfunden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebswelle, insbesondere zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, mit der die Akustik in günstiger Weise beeinflusst wird. Die Aufgabe besteht weiter darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Antriebswelle vorzuschlagen, welche eine verbesserte Akustik bewirkt. Ferner soll eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Antriebswelle vorgeschlagen werden.
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Die Lösung besteht in einer Antriebswellenanordnung, insbesondere zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Welle und zumindest eine Hülse als Zusatzmasse, die auf der Welle angeordnet und koaxial zur Welle ausgerichtet ist, wobei die Hülse eine geringere Länge hat als die Welle und wobei der Außendurchmesser der Welle in dem Abschnitt, auf den die Hülse aufgeschoben ist, kleiner ist als ein kleinster Innendurchmesser der Hülse, so dass zwischen der Hülse und der Welle ein Ringspalt gebildet ist, wobei die Hülse und die Welle durch ein Klebemittel miteinander verbunden sind, das den Ringspalt zwischen der Hülse und der Welle zumindest weitestgehend ausfüllt, so dass die Hülse elastisch an die Welle angebunden ist.
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Ein Vorteil besteht darin, dass durch den mit Klebemittel zumindest weitestgehend ausgefüllten Ringspalt zwischen der Hülse und der Welle die Akustik der Antriebswelle gezielt verändert werden kann. Dabei dient die zumindest eine auf die Welle aufgeschobene Hülse als Zusatzmasse, welche einen Einfluss auf das Schwingungsverhalten der Antriebswelle hat. Mit der Formulierung „zumindest weitestgehend ausgefüllt” ist gemeint, dass der zwischen Hülse und Welle gebildete Ringspalt zumindest zur Hälfte, vorzugsweise zu mehr als 75%, insbesondere zu mehr als 90% mit Klebemittel ausgefüllt ist. Dadurch, dass der Ringspalt zumindest weitestgehend mit Klebemittel ausgefüllt ist, wird in vorteilhafter Weise eine entsprechende vollflächige Verbindung zwischen Hülse und Welle hergestellt. Hiermit lässt sich eine besonders gute akustische Abstimmung des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs erreichen, zumal das Klebemittel als elastisches Verbindungselement wirkt, das auch dämpfende Eigenschaft haben kann. Insofern hat der Kleber zwei Funktionen, nämlich das Verbinden bzw. Verkleben von Hülse und Welle, und zum anderen eine Dämpfungsfunktion aufgrund der Elastizität des Klebers.
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Für die akustische Beeinflussung der Antriebswelle bzw. des Antriebsstranges sind die Spaltdicke des Ringspalts und die Eigenschaften des Klebemittels entscheidend. Zur Erreichung eines Ringspalts ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser der Welle in dem Abschnitt, auf den die Hülse aufgeschoben und fixiert werden soll, kleiner ist als ein kleinster Innendurchmesser der Hülse. Die Welle hat in diesem Abschnitt eine vorzugsweise zylindrische Außenfläche. Entsprechend ist die Hülse vorzugsweise ebenfalls zylindrisch gestaltet.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Hülse zumindest eine Öffnung aufweist, welche eine Außenfläche der Hülse mit einer Innenfläche der Hülse verbindet und durch die Klebemittel von außen in den Ringspalt einpressbar ist. Die zumindest eine Öffnung ist vorzugsweise als radiale Durchgangsöffnung in der Mantelfläche der Hülse ausgebildet. Zumindest eine Öffnung bedeutet, dass eine oder mehrere Öffnungen in der Mantelfläche der Hülse vorgesehen sein können.
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Besonders günstig ist es, wenn die Hülse genau zwei Öffnungen aufweist. Dann kann die eine Öffnung als Eintrittsöffnung dienen, durch die das Klebemittel in den Ringspalt eingepresst wird, während die zweite Öffnung als Austrittsöffnung dient. Um ein gleichmäßiges und möglichst vollständiges Ausfüllen des Ringspalts zwischen Welle und Hülse zu ermöglichen, liegen die beiden Öffnungen vorzugsweise einander in Umfangsrichtung diametral gegenüber. Für ein besonders vollflächiges Verkleben der Hülse auf der Welle ist es weiter günstig, wenn die zumindest zwei Öffnungen in Bezug auf eine Längsachse der Antriebswelle axial versetzt zueinander angeordnet sind. Mit dem axialen Abstand kann der Füllgrad und damit die Wirkfläche und das Wirkvolumen des dämpfenden Klebers in bestimmten Grenzen eingestellt werden. Vorzugsweise ist die erste der beiden Öffnungen in einem ersten halben Teilabschnitt der Hülse vorgesehen, während die zweite Öffnung im zweiten halben Teilabschnitt der Hülse ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der axiale Abstand der ersten Öffnung zum ersten Ende der Hülse etwa gleich dem axialen Abstand der zweiten Öffnung zum zweiten Ende der Hülse.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind im Bereich zumindest eines der Enden der Hülse, vorzugsweise an beiden Enden der Hülse, Dichtmittel zwischen der Welle und der Hülse wirksam angeordnet, welche den Ringraum zwischen der Welle und der Hülse nach außen hin abdichten. Die Dichtmittel haben mehrere Funktionen, und zwar verhindern sie ein unkontrolliertes Austreten des Klebemittels aus dem Ringspalt am Ende der Hülse. Zum anderen dienen die Dichtmittel in vorteilhafter Weise zur koaxialen Zentrierung der Hülse auf der Welle bzw. zur Längsachse der Welle. Die Dichtmittel sind vorzugsweise jeweils in Form eines Dichtrings gestaltet, der auch als O-Ring bezeichnet werden kann. Nach einer günstigen Ausgestaltung hat die Hülse zumindest an einem der Enden, vorzugsweise an beiden Enden, jeweils eine innenliegende Ausnehmung, in der die Dichtmittel einsitzen. Die Ausnehmung ist als ringförmige Ausnehmung gestaltet, in welche der zugehörige Dichtring eingesetzt werden kann. In eingesetztem Zustand liegt der Dichtring radial außen gegen eine Innenfläche der Hülse und radial innen gegen eine Außenfläche der Welle mit Vorspannung dichtend an.
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Die Welle ist vorzugsweise eine Hohlwelle, wobei sie selbstverständlich auch als Vollwelle ausgestaltet sein kann. Bei Verwendung einer Hohlwelle ist die Wandungsdicke der Hülse vorzugsweise größer ist als die Wandungsdicke der Hohlwelle. Die erfindungsgemäße Antriebswelle dient vorzugsweise zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Besonders eignet sie sich zum Einsatz im Längsantriebsstrang, wo besonders hohe Drehzahlen erreicht werden. Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Antriebswelle als Seitenwelle oder Zwischenwelle, um die Akustik des Antriebsstrangs positiv zu beeinflussen, ist grundsätzlich jedoch ebenso denkbar. Zur Drehmomentübertragung auf ein Anschlussbauteil, beispielsweise ein Gleichlaufdrehgelenk, hat die Antriebswelle an zumindest einem der Enden vorzugsweise einen Antriebszapfen.
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Die Hülse hat vorzugsweise eine zylindrische Außenfläche. Insbesondere bei Verwendung von Hülsen mit größerer Wandstärke kann vorgesehen sein, dass die Außenfläche zumindest an einem axialen Ende, oder auch an beiden axialen Enden, ausgehend von einer zentralen Zylinderfläche sich in Richtung zur jeweiligen Stirnseite hin konisch verjüngt.
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Die Lösung der obengenannten Aufgabe besteht weiter in einem Verfahren zur Herstellung einer Antriebswellenanordnung, insbesondere zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:
Bereitstellen einer Welle;
Aufschieben zumindest einer Hülse auf die Welle, wobei die Hülse eine geringere Länge hat als die Welle und wobei der Außendurchmesser der Welle in dem Abschnitt, auf den die Hülse aufgeschoben wird, kleiner ist als ein kleinster Innendurchmesser der Hülse, so dass zwischen der Welle und der Hülse ein Ringspalt gebildet wird; und
Einbringen eines Klebemittels in den Ringspalt zwischen der Welle und der Hülse, so dass die Hülse elastisch an die Welle angebunden wird, wobei das Einbringen des Klebemittels in den Ringspalt nach dem Aufschieben der Hülse auf die Welle erfolgt.
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Das genannte Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie die erfindungsgemäße Antriebswellenanordnung, so dass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Besonders hervorzuheben ist das Einbringen des Klebemittels in den Ringspalt nach dem Aufschieben der Hülse auf die Welle. Hiermit wird in vorteilhafter Weise eine zumindest weitestgehend vollflächige Verbindung zwischen den genannten Bauteilen hergestellt, was wiederum eine gute akustische Abstimmung des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sowohl schnell unterschiedliche Wellen aufbauen, mit denen die Einflussnahme der Längswelle auf das akustische Verhalten des Antriebsstranges bzw. des Gesamtfahrzeugs abgestimmt werden kann. Auch lassen sich, mit entsprechend gestalteten Produktionsvorrichtungen, kleinere Serienvolumina darstellen.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die Hülse vor dem Einbringen des Klebemittels koaxial zur Welle ausgerichtet. Hiermit wird erreicht, dass der Ringspalt über den Umfang möglichst dasselbe Spaltmaß aufweist, so dass eine gleichmäßige und flächige Verbindung zwischen Hülse und Welle erreicht wird. Dies begünstigt in vorteilhafter Weise, dass der Ringspalt zwischen der Hülse und der Welle zumindest weitestgehend gleichmäßig mit Klebemittel ausgefüllt wird, womit eine zuverlässige elastische Verbindung zwischen den genannten Bauteilen und günstiges Dämpfungsverhalten erreicht wird.
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Vorzugsweise wird der Ringspalt zwischen der Welle und der Hülse vor dem Einbringen des Klebemittels an den Enden abgedichtet. Hiermit wird beim Einpressen des Klebemittels ein unkontrolliertes Austreten an den axialen Enden verhindert. Zur Abdichtung des Ringspalts zwischen Welle und Hülse werden vorzugsweise Dichtmittel in Form eines Dichtrings verwendet, der zwischen einer Innenfläche der Hülse und einer Außenfläche der Welle dichtend einsitzt. Dabei dienen der bzw. die Dichtringe neben der Abdichtung des Ringspalts auch zum koaxialen Ausrichten der Hülse auf der Welle.
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Der Verfahrensschritt des Einbringens von Klebemittel erfolgt nach einer bevorzugten Ausgestaltung durch Einpressen in zumindest eine Öffnung der Hülse. Bei der Öffnung handelt es sich vorzugsweise um eine Durchgangsbohrung in der Mantelfläche der Hülse. Bezüglich der Anordnung und Ausgestaltung der zumindest einen Öffnung gilt das oben im Zusammenhang mit der Antriebswelle Gesagte. Vorzugsweise sind genau zwei Öffnungen vorgesehen, die insbesondere in Umfangsrichtung und axial diametral zueinander angeordnet sind. Das Einbringen des Klebemittels erfolgt nach einer besonders günstigen Verfahrensführung so lange, bis das Klebemittel aus dem Ringspalt, vorzugsweise aus einer zweiten Öffnung der Hülse, wieder austritt. Hiermit wird ein besonders zuverlässiges, blasenfreies Ausfüllen des Ringspalts auf den gewünschten Füllungsgrad erreicht.
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Die Lösung liegt weiter in einer Vorrichtung zur Herstellung einer Antriebswellenanordnung, die zumindest eine der obengenannten Ausgestaltungen aufweist, wobei die Vorrichtung erste Stützmittel, die gegen eine erste Stirnfläche der Hülse in Anlage bringbar sind, und zweite Stützmittel, die gegen eine entgegengesetzte zweite Stirnfläche der Hülse in Anlage bringbar sind, sowie eine Haltevorrichtung, an der die ersten und zweiten Stützmittel befestigt sind, umfasst, wobei die ersten und zweiten Stützmittel entlang der Haltevorrichtung axial verschiebbar und relativ zueinander axial festlegbar sind.
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Die Stützmittel sind vorzugsweise mit der Welle verbindbar. Die Hülse kann somit vor dem Verkleben mittels der Stützmittel axial relativ zur Welle verschoben und in die gewünschte Position gebracht werden. Nach einer günstigen Ausgestaltung weisen die ersten und zweiten Stützmittel jeweils eine ringförmige Stützfläche auf, gegen die sich die zwischen der Hülse und der Welle wirksam angeordneten Dichtmittel beim Einbringen des Klebemittels axial abstützen können. Insgesamt tragen die Stützmittel tragen dazu bei, dass die Dichtringe verpresst werden, so dass die Hülse gegenüber der Welle zuverlässig abgedichtet und genau zentriert ist. Vorzugsweise umfassen die Stützmittel einen Stützring mit einer Durchgangsbohrung, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser der Welle in dem Bereich, in dem die Hülse angebracht werden soll, entspricht.
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Die ersten und zweiten Stützmittel sind nach einer günstigen Ausgestaltung mittels einer Haltevorrichtung miteinander verbunden. Dabei sind die Haltevorrichtung bzw. die Stützmittel derart gestaltet, dass die Stützmittel entlang der Haltevorrichtung axial verschiebbar und gegenüber dieser axial festlegbar sind. Auf diese Weise lässt sich auf einfache Weise eine Anpassung des axialen Abstandes der Stützmittel an unterschiedliche Hülsenlängen vornehmen. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Einspritzkopf zum Einbringen des Klebemittels in den Ringspalt vorgesehen, der insbesondere an der Haltevorrichtung befestigt ist. Dabei ist der Einspritzkopf vorzugsweise axial entlang der Haltevorrichtung verschiebbar, damit er genau in Überdeckung mit der Öffnung der Hülse, in die das Klebemittel einzupressen ist, gebracht werden kann.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren beschrieben. Hierin zeigt
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1 eine erfindungsgemäße Antriebswellenanordnung im Längsschnitt;
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2 eine der Hülsen aus 1 im Längsschnitt;
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3 das Detail III aus 2;
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4 eine Vorrichtung zur Herstellung der Antriebswellenanordnung gemäß 1 im Längsschnitt.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebswellenanordnung 2, die eine Antriebswelle 3 und zwei auf der Antriebswelle 3 befestigte Hülsen 4, 5 aufweist. Die Antriebswelle 3 dient zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung auf die Räder. Die Antriebswelle 3 umfasst ein Wellenrohr 6 und zwei an den Enden des Wellenrohres 6 befestigten Wellenzapfen 7, 8. Der erste Wellenzapfen 7 ist in ein erstes Ende des Wellenrohres 6 eingesteckt und mit diesem fest verbunden, insbesondere mittels einer umlaufenden Schweißnaht. Der zweite Wellenzapfen 8 ist in das entgegengesetzte zweite Ende des Wellenrohres 6 eingesteckt und mit diesem fest verbunden, insbesondere mittels einer umlaufenden Schweißnaht. Der erste und zweite Wellenzapfen 7, 8 dienen zur Drehmomenteinleitung in die Antriebswelle 3 bzw. zur Drehmomentabnahme. Hierfür haben die beiden Wellenzapfen 7, 8 jeweils eine Wellenverzahnung 9, 10, die drehfest in eine entsprechende Gegenverzahnung in Eingriff gebracht werden kann, beispielsweise von einem Gelenk-innenteil eines Gleichlaufdrehgelenks (nicht dargestellt).
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Auf dem Wellenrohr 6, und zwar an dessen Außenfläche, sind die beiden Hülsen 4, 5 in koaxialer Ausrichtung zur Antriebswelle 3 bzw. deren Längsachse A mit dieser befestigt. Die auf die Antriebswelle 3 aufgeschobenen Hülsen 4, 5 dienen als Zusatzmasse, welche einen Einfluss auf das Schwingungsverhalten der Antriebswelle haben. Hinsichtlich der Abmaße ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser des Wellenrohres in dem Abschnitt, in dem die Hülsen 4, 5 zu befestigen sind, kleiner ist als der Innendurchmesser der jeweiligen Hülse 4, 5. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass zwischen der jeweiligen Hülse 4, 5 und der Außenfläche des Wellenrohres 6 ein Ringspalt gebildet ist. Die Verbindung zwischen den Hülsen 4, 5 und dem Wellenrohr 6 wird mittels Stoffschluss bewerkstelligt, und zwar vorzugsweise mittels eines geeigneten Klebemittels, das in den Ringspalt 12, 13 eingepresst wird. Für die akustische Beeinflussung der Antriebswelle 3 sind die Spaltdicke des Ringspalts 12, 13 und die Eigenschaften des Klebemittels entscheidend. Hier kann der Fachmann aus geeigneten Klebemitteln das für die Belange zur Erreichung einer verbesserten Akustik geeignete Klebemittel auswählen.
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Es ist vorgesehen, dass das Klebemittel den zwischen der jeweiligen Hülse 4, 5 und dem Wellenrohr 6 gebildeten Ringspalt 12, 13 zumindest weitestgehend ausfüllt. Hiermit ist gemeint, dass das Klebemittel den Ringspalt 12, 13 zumindest zur Hälfte, vorzugsweise zu mindestens 75%, insbesondere zu mehr als 90% ausfüllt. Dadurch, dass der Ringspalt 12, 13 zumindest weitestgehend mit Klebemittel ausgefüllt ist, wird eine vollflächige Verbindung zwischen der jeweiligen Hülse 4, 5 und der Welle 3 hergestellt. Hiermit lässt sich eine besonders gute akustische Abstimmung der Antriebswelle 3 bzw. des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs erreichen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform hat das Wellenrohr 6, ausgehend von seinem ersten Ende, einen ersten zylindrischen Abschnitt 14 mit geringerer Wandstärke, an den sich ein konischer Übergangsabschnitt 15 mit über der Länge veränderlicher Wandstärke anschließt, der in einen zweiten zylindrischen Abschnitt 16 mit größerer Wandstärke übergeht. Es ist erkennbar, dass der Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 14 größer ist als der Außendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 16. Für die Montage der zumindest einen Hülse 4, 5 ist es wichtig, dass in Montagerichtung der zumindest einen Hülse 4, 5 kein Hinterschnitt in der Antriebswelle 3 vorhanden ist.
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Im folgenden wird die Montage der Hülsen 4, 5, unter zusätzlicher Bezugnahme auf die 2 und 3, näher erläutert. Es ist erkennbar, dass die Hülse 4 in ihrer Mantelfläche eine erste Öffnung 17 aufweist. Die Öffnung 17 verbindet eine Außenfläche der Hülse 4 mit einer Innenfläche der Hülse und kann insofern auch als radiale Durchgangsöffnung bezeichnet werden. Auf der in Umfangsrichtung diametral gegenüberliegenden Seite der Hülse 4 befindet sich eine zweite Öffnung 18. Diese ist axial versetzt zur ersten Öffnung 17 angeordnet, wobei sich die erste Öffnung 17 innerhalb eines ersten Teilabschnitts und die zweite Öffnung 18 innerhalb eines zweiten Teilabschnitts der Hülse 4 angeordnet sind. Dabei ist für eine möglichst vollflächige Verbindung der zylindrischen Innenfläche 19 der Hülse 4 mit der zylindrischen Außenfläche des Wellenrohres 6 günstig, wenn die beiden Öffnungen 17, 18 im Bereich der beiden entgegengesetzten Enden der Hülse 4 angeordnet sind. Der axiale Abstand zwischen der ersten Öffnung 17 zum ersten Ende entspricht etwa dem axialen Abstand der zweiten Öffnung 18 zum entgegengesetzten Ende. Vorzugsweise ist dieser axiale Abstand kleiner als ein Drittel, insbesondere kleiner als ein Viertel der Länge der Hülse 4. Über die Länge des axialen Abstands zwischen den beiden Öffnungen 17, 18 lässt sich der Füllgrad zwischen Hülse 4, 5 und Welle 3 auf ein gewünschtes Maß einstellen.
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Zunächst wird die Hülse 4 auf die Antriebswelle 3 bis zum Erreichen der gewünschten Position aufgeschoben. Dabei sind die Durchmesserverhältnisse so gewählt, dass zwischen der Hülse 4 und dem Wellenrohr ein Ringspalt 12 gebildet ist. Nach dem Aufschieben wird die Hülse 4 gegenüber dem Wellenrohr 6 an den Enden abgedichtet und gegenüber diesem koaxial ausgerichtet. Das Abdichten und die koaxiale Ausrichtung der Hülse 4 gegenüber der Antriebswelle 3, bzw. zur Längsachse A, erfolgt mittels zweier Dichtringe 19, 20, die in entsprechende innere Ausnehmungen 22, 23 an den Enden der Hülse 4 eingesetzt werden. Die Dichtringe legen sich dichtend zwischen einer Innenfläche der Hülse 4 und einer Außenfläche des Wellenrohres 6 an. Zur einfachen Einführung der Dichtringe 19, 20 in die jeweilige Ausnehmung 22, 23 sind an den Enden der Hülse 4 sich nach außen erweiternde konische Fläche 24, 25 vorgesehen.
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Nach dem Zentrieren und Abdichten der Hülse 4 gegenüber der Antriebswelle 3 wird das Klebemittel in den Ringspalt 12 zwischen der Antriebswelle 3 und der Hülse 4 durch eine der Öffnungen 17, 18 eingepresst. Dabei erfolgt das Einpressen des Klebemittels in den Ringspalt 12 so lange, bis das Klebemittel aus der gegenüberliegenden zweiten Öffnung 17, 18 wieder austritt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Ringspalt weitestgehend und annähernd hohlraumfrei mit Klebemitteln ausgefüllt wird. Hiermit wird eine weitestgehend vollflächige Verbindung zwischen der zylindrischen Innenfläche der Hülse 4 und der Außenfläche des Wellenrohres 6 erreicht, was wiederum eine gute akustische Abstimmung der Antriebswelle 3 bzw. des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Durch das gezielte Einbringen einer definierten Klebemittelmenge kann das Dämpfungsverhalten der Antriebswelle 3 beeinflusst werden. Dabei spielt es für das Dämpungsverhalten auch eine Rolle, dass der Kleber elastsiche Materialeigenschaften hat, welche nämlich bewirken, dass die Hülse 4, 5 elastisch an die Welle 3 angebunden ist. Auf diese Weise wird das Dämpfungsverhalten, zusätzlich zu der Beinflussung rein aufgrund der aufgebrachten Masse der Hülse 4, 5 auch aufgrund der Elastizität der Verbindung zwischen Hülse 4, 5 und Welle 3 beeinflusst.
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Durch geeignete Wahl des Spaltmaßes zwischen der Hülse 4 und dem Wellenrohr 6 sowie des verwendeten Klebemittels lassen sich unterschiedliche Schwingungsverhalten der Antriebswelle 3 und damit eine unterschiedliche Akustik erreichen. Vorstehend wurde die Montage der Antriebswelle 3 beispielhaft anhand der Hülse 4 beschrieben. Es versteht sich, dass die Montage für die zweite Hülse 5 entsprechend erfolgt, so dass diesbezüglich auf die vorstehende Beschreibung zur ersten Hülse 4 verwiesen wird.
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Im folgenden wird unter besonderer Bezugnahme auf 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 26 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Antriebswellenanordnung 2 gemäß 1 beschrieben. Die Vorrichtung 26 umfasst erste Stützmittel 27, die gegen eine erste Stirnfläche 29 der Hülse 4 in Anlage bringbar sind, sowie zweite Stützmittel 28, die gegen eine zweite Stirnfläche 30 der Hülse 4 in Anlage bringbar sind. Die Stützmittel 27, 28 sind ringförmig gestaltet, und können insofern auch als Stützringe bezeichnet werden. Der Innendurchmesser der Stützmittel 27, 28 entspricht etwa dem Außendurchmesser des Wellenrohres 6, an dem die Hülse 4 anzubringen ist, wobei hier ein leichtes Spiel vorhanden ist, damit die Stützmittel 27, 28 auf die Antriebswelle 3 einfach aufgeschoben werden können.
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Die ersten und zweiten Stützmittel 27, 28 haben jeweils an ihren der Hülse 4 zugewandten Enden ringförmige Stützflächen 31, 32, gegen die sich zwischen der Hülse 4 und der Welle 3 wirksam angeordneten Dichtmitteln 19, 20 beim Anbringen des Klebemittels axial abstützen können. Radial außerhalb der Stützflächen 31, 32 haben die ersten und zweiten Stützmittel 27, 28 Anlageflächen 39, 40, gegen die sich die Hülse 4 mit ihren axial entgegengesetzten Stirnflächen 29, 30 axial abstützen kann.
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Es ist weiter erkennbar, dass die Vorrichtung 26 einen Haltemechanismus 33 umfasst, über den die beiden Stützmitteln 27, 28 miteinander verbunden und axial gegeneinander bewegbar sind. Der Haltemechanismus 33 umfasst zumindest eine Halte- bzw. Führungsstange 38, die durch entsprechende axiale Durchgangsbohrungen der Stützmittel 27, 28 hindurchgeführt ist. Die beiden Stützmittel 27, 28 können gegenüber der zumindest einen Stange 38 axial fixiert werden, beispielsweise durch eine quer zur Durchgangsbohrung verlaufende Madenschraube. Durch die axiale Verschiebbarkeit der Stützringe 27, 28 gegeneinander entlang der Stange 38, lässt sich auf eine einfache Weise eine Anpassung des axialen Abstands der Stützringe 27, 28 an unterschiedlichen Hülsenlängen vornehmen.
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Es ist weiter erkennbar, dass an dem Haltemechanismus 33 ein Einspritzkopf 34 befestigt ist. Dieser ist ebenfalls über die Haltestange 38 axial verschiebbar, so dass der Einspritzkopf 34 in übereinstimmende Positionierung mit einer der Öffnungen 17, 18 gebracht werden kann. Der Einspritzkopf 34 umfasst eine radiale Bohrung 35, die radial innen in eine Öffnung 36 mündet. Um die Öffnung 36 ist ein Dichtring 37 vorgesehen, welcher in aufgeschobenem Zustand des Einspritzkopfes 35 auf die Hülse 4 mit der Außenfläche der Hülse 4 im dichtenden Kontakt ist.
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Nach Aufschieben der Stützringe 27, 28 mittels der Vorrichtung 26 und nach dem axialen Fixieren der beiden Stützringe 27, 28 und nach dem Ausrichten des Einspritzkopfes 34 im Bereich der Öffnung 17, 18 wird das Klebemittel durch die Bohrung 35 in den Ringspalt 12 eingepresst. Dabei verhindern die beiden Stützflächen 31, 32 an den Enden der Hülse, dass die Dichtringe 19, 20 aus den Ausnehmungen 22, 23 der Hülse axial herausgepresst werden. Das eingepresste Klebemittel fließt in Umfangsrichtung um das Wellenrohr 6 und in axialer Richtung, bis der Ringspalt 12 zumindest weitestgehend mit Klebemittel ausgefüllt ist. Dabei wird das Klebemittel solange eingepresst, bis es an der gegenüberliegenden zweiten Öffnung 18 der Hülse 4 wieder austritt. Wenn dies der Fall ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Ringspalt 12 zwischen der ersten Öffnung 17 und der zweiten Öffnung 18 weitestgehend ausgefüllt ist.
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Nach dem Einpressen des Klebemittels kann die Vorrichtung 26 wieder von der Antriebswelle 3 gelöst werden. Die Antriebswelle 3 ist nun mittels der Hülse 4 akustisch abgestimmt. Die Montage bzw. Herstellung der erfindungsgemäßen Antriebswellenanordnung 2 wurde beispielhaft anhand der Hülse 4 beschrieben. Es versteht sich, dass die Montage der zweiten Hülse 5 auf gleiche Weise erfolgt, so dass diesbezüglich auf die obige Beschreibung verwiesen werden kann. Die Anzahl, Gestalt und Ausrichtung der als Zusatzmassen auf die Antriebswelle 3 aufzubringenden Hülsen 4, 5 ist grundsätzlich beliebig und kann an die Anforderungen zur akustischen Veränderung der Antriebswelle 3 bzw. des Antriebsstranges angepasst werden. Insbesondere ist es auch denkbar, dass lediglich eine einzige Hülse mit der Antriebswelle 3 verbunden wird oder auch mehr als der in 1 gezeigten zwei Hülsen.
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Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungemäßen Vorrichtung 26 eine Antriebswellenanordnung 2 hergestellt, die eine akustische Abstimmung des Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs ermöglicht. Dies wird durch das zumindest weitestgehend blasenfrei Aufkleben der zumindest einen Hülse(n) 4, 5 als Zusatzmasse auf die Antriebswelle 3 erreicht. Dabei erfolgt ein homogenes Verkleben des Ringspalts 12, 13 zwischen der Antriebswelle 3 und der zumindest einen Hülse 4, 5 durch Abdichten und Zentrieren des Ringspalts 12, 13 und durch gezieltes Querbefüllen über die einander sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung gegenüberliegenden Öffnungen 17, 18; 17', 18'. Über die Anordnung bzw. den Abstand der Öffnungen 17, 18; 17', 18' lässt sich die Größe der Klebefläche zwischen Hülse 4, 5 und Welle definieren, was wiederum einen Einfluss auf die elastischen Abindung der Hülse 4, 5 an die Welle und damit auf das Dämpfungsverhalten der Antriebswellenanordnung 2 haben kann. Mit der so hergestellten Antriebswellenanordnung 2 kann das akustische Verhalten des Antriebsstranges bzw. des Gesamtfahrzeuges abgestimmt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Antriebswellenanordnung
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Hülse
- 5
- Hülse
- 6
- Wellenrohr
- 7
- Antriebszapfen
- 8
- Antriebszapfen
- 9
- Wellenverzahnung
- 10
- Wellenverzahnung
- 11
- Innenfläche
- 12
- Ringspalt
- 13
- Ringspalt
- 14
- erster Wellenabschnitt
- 15
- zweiter Wellenabschnitt
- 16
- Übergangsabschnitt
- 17
- erste Öffnung
- 18
- zweite Öffnung
- 19
- Dichtmittel
- 20
- Dichtmittel
- 21
- Außenfläche
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Ausnehmung
- 24
- Konusfläche
- 25
- Konusfläche
- 26
- Montagevorrichtung
- 27
- Stützmittel
- 28
- Stützmittel
- 29
- Stirnfläche
- 30
- Stirnfläche
- 31
- Stützfläche
- 32
- Stützfläche
- 33
- Haltemechanismus
- 34
- Einspritzkopf
- 35
- Bohrung
- 36
- Mündung
- 37
- Dichtring
- 38
- Stange
- 39
- Anlauffläche
- 40
- Anlauffläche
- A
- Längsachse
