DE102012011442A1

DE102012011442A1 - Profiled shaft for connecting two constant velocity joints of drive shaft of motor vehicle, comprises central piece, which is formed as tube with constant inner diameter over its entire length and has two axial ends and two undulating pins

Info

Publication number: DE102012011442A1
Application number: DE201210011442
Authority: DE
Inventors: Oliver Clemm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-12

Abstract

The profiled shaft (30) comprises end sections (31,32) with structures (33,34) formed on the outer periphery for torque transmitting coupling with a corresponding constant velocity joint. A central piece (35) is provided, which is formed as a tube with constant inner diameter over its entire length and has two axial ends and two undulating pins (36,37), which form the end sections, and are welded to one of the axial ends of the central piece. The undulating pins comprise an outer contour with varying outside diameter. An independent claim is included for a method for manufacturing a profiled shaft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Gelenkwellen und insbesondere auf eine Profilwelle zur Verbindung von zwei Gleichlaufgelenken, welche Endabschnitte mit an deren Außenumfang ausgebildeten Strukturen zur drehmomentübertragenden Kopplung mit jeweils einem Gleichlaufgelenk aufweist.The invention relates to the field of propeller shafts and in particular to a profiled shaft for connecting two constant velocity joints, which has end portions formed on the outer circumference structures for torque-transmitting coupling, each having a constant velocity joint.

An diese Profilwelle können je nach Bedarf und Einsatzzweck unterschiedliche Typen von Gleichlaufgelenken angeschlossen werden, wodurch sich ein flexibles Gelenkwellen-Baukastensystem ergibt.Depending on the requirements and intended use, different types of constant velocity joints can be connected to this profile shaft, resulting in a flexible cardan shaft modular system.

Eine Profilwelle der eingangs genannten Art, wie sie in 1 abgebildet ist, ist bei der Anmelderin allgemein bekannt. Die bekannte Profilwelle wird aus einem einzigen Rohrstück durch Rundkneten hergestellt, um unter anderem unterschiedliche Wanddicken an dieser zu realisieren. Diese Vorgehensweise hat sich bei der Herstellung von Leichtbauwellen in Großserie als besonders geeignet und effizient herausgestellt. Für kleinere Losgrößen ist das Verfahren jedoch zu aufwändig.A profiled shaft of the type mentioned, as in 1 is generally known to the Applicant. The known profile shaft is made from a single piece of pipe by swaging to realize, inter alia, different wall thicknesses of this. This approach has been found in the production of lightweight shafts in mass production as particularly suitable and efficient. For smaller batch sizes, however, the process is too time-consuming.

Aus DE 10 2004 062 844 A1 ist eine Profilwelle bekannt, bei der das Innenteil eines Gleichlaufgelenks unmittelbar an einen Rohrstück angeschweißt wird. Ein Endabschnitt der dort beschriebenen Profilwelle wird somit unmittelbar durch ein Teil des anzuschließenden Gelenks gebildet. Am gegenüberliegenden Ende dieses Rohrstücks ist ein Zapfen angeschweißt, an dem unterschiedliche Gelenke montiert werden können. Diese Vorgehensweise mag zwar die Herstellung von Einzelstücken vereinfachen, geht jedoch auf Kosten der Flexibilität, da das Rohrstück zum Bestandteil eines der Gelenke der Gelenkwelle wird, im Hinblick auf ein Baukastensystem somit Gleichlaufgelenke für zwei unterschiedliche Schnittstellen bereitgehalten werden müssen.Out DE 10 2004 062 844 A1 is known a profiled shaft in which the inner part of a constant velocity joint is welded directly to a piece of pipe. An end portion of the profiled shaft described there is thus formed directly by a part of the joint to be connected. At the opposite end of this piece of pipe, a pin is welded to the different joints can be mounted. Although this approach may simplify the production of individual pieces, but at the expense of flexibility, since the pipe section is part of one of the joints of the propeller shaft, in view of a modular system constant velocity joints for two different interfaces must be kept.

Die Erfindung zielt darauf ab, Alternativen für die Herstellung von in Gelenkwellen flexibel einsetzbaren Leichtbau-Profilwellen in kleineren und mittleren Losgrößen aufzuzeigen.The invention aims to provide alternatives for the production of flexible profiled shafts which can be used flexibly in propeller shafts in smaller and medium batch sizes.

Diese Aufgabe wird durch eine Profilwelle gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Profilwelle zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass diese ein Mittelstück aufweist, das als Rohr mit über seine gesamte Länge konstantem Innendurchmesser ausgebildet ist und zwei axiale Enden aufweist, sowie zwei wellenförmige Zapfen, welche die Endabschnitte bilden und an jeweils eines der axialen Enden des Mittelstücks angeschweißt sind.This object is achieved by a profiled shaft according to claim 1. The profiled shaft according to the invention is characterized in particular by the fact that it has a center piece which is formed as a tube with a constant inner diameter over its entire length and has two axial ends, and two shaft-shaped pins, which form the end portions and at each one of the axial ends of the Center piece are welded.

Die erfindungsgemäße Profilwelle ermöglicht einen flexiblen Einsatz unterschiedlicher Gleichlaufgelenke an beiden Enden. Im Vergleich zu rundgekneteten Profilwellen lässt sich diese bei kleineren und mittleren Losgrößen mit geringerem Aufwand, insbesondere im Hinblick auf die hierzu benötigten Fertigungsmitteln und deren Einrichtung, herstellen. Dies ermöglicht in der Serienfertigung auf einfache Art und Weise das Einschieben von Varianten in ein Gelenkwellen-Baukastensystem.The profiled shaft according to the invention allows flexible use of different constant velocity joints at both ends. Compared to round-kneaded profile shafts, these can be produced with less effort in the case of smaller and medium-sized batches, in particular with regard to the production means required for this purpose and their installation. In series production, this makes it easy to insert variants into a cardan shaft modular system.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die wellenförmigen Zapfen besonders kurz ausgeführt. Insbesondere kann das Verhältnis von Länge zu maximalem Durchmesser der Strukturen zur drehmomentübertragenden Kopplung kleiner als drei gewählt werden. Herkömmliche Zapfen wurden bisher stets deutlich länger ausgeführt (vgl. DE 10 2004 062 844 A1 ), da es u. a. üblich war, einen Faltenbalg des Gleichlaufgelenks auf dem Zapfen abzudichten. Angeschweißte Zapfen wurden daher verhältnismäßig massiv ausgebildet. Die erfindungsgemäße Konfiguration bedeutet eine Abkehr von dieser Gestaltungsweise. Sie sieht vielmehr vor, das rohrförmige Mittelstück möglichst nahe an das Gleichlaufgelenk heranzuführen und dabei einen möglichst großen Rohrdurchmesser vorzusehen, ohne die maximale Beugung des Gelenks zu beeinträchtigen und die wellenförmigen Zapfen dementsprechend kurz zu gestalten. Überraschenderweise führt dies nicht zu einer Beeinträchtigung der Bauteilfestigkeit, ermöglicht jedoch ein besonders geringes Gesamtgewicht der Profilwelle.In an advantageous embodiment, the wave-shaped pins are designed to be particularly short. In particular, the ratio of length to maximum diameter of the structures for torque-transmitting coupling can be selected smaller than three. Conventional cones have always been executed significantly longer (see. DE 10 2004 062 844 A1 ), since it was customary, among other things, to seal a bellows of the constant velocity joint on the journal. Welded pins were therefore made relatively massive. The configuration according to the invention means a departure from this design. Rather, it provides for bringing the tubular centerpiece as close as possible to the constant velocity joint and thereby to provide the largest possible tube diameter, without affecting the maximum flexion of the joint and to make the corrugated pin accordingly short. Surprisingly, this does not lead to a deterioration of the component strength, but allows a particularly low total weight of the profile shaft.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die beiden wellenförmigen Zapfen der Profilwelle eine gleiche Struktur zur drehmomentübertragenden Kopplung auf. Hierdurch wird eine einheitliche Schnittstelle an den Enden der Profilwelle zu den anzukoppelnden Gleichlaufgelenken erzielt, wodurch in einem Baukastensystem die Anzahl der Systemkomponenten gering bleibt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the two wave-shaped pins of the profiled shaft have a same structure for the torque-transmitting coupling. As a result, a uniform interface is achieved at the ends of the profile shaft to be coupled constant velocity joints, which in a modular system, the number of system components remains low.

Die Strukturen zur drehmomentübertragenden Kopplung an den Zapfen können insbesondere als Keil- oder Zahnwellenverbindungen, Passfederverbindungen oder Polygonwellenverbindungen ausgestaltet sein.The structures for torque-transmitting coupling to the pin can be designed in particular as wedge or toothed shaft connections, feather key connections or polygonal shaft connections.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens einer der wellenförmigen Zapfen einen Bund als Anlageschulter zur axialen Abstützung einer auf die Struktur zur drehmomentübertragenden Kopplung aufgeschobenen Nabe auf und bildet einen rohrförmigen Anschlussabschnitt aus, mit dem der wellenförmige Zapfen an das Mittelstück angeschweißt ist. Zwischen dem Bund und dem Anschlussabschnitt ist ein im Außendurchmesser verjüngter Abschnitt vorgesehen. Dies begünstigt eine große Freigängigkeit des jeweiligen Gelenks. Der Bund kann an den wellenförmigen Zapfen angeformt sein. Er kann auch durch einen Sicherungsring gebildet sein, der in eine Nut am wellenförmigen Zapfen eingreift.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the shaft-shaped pin has a collar as an abutment shoulder for the axial support of a pushed onto the structure for torque-transmitting coupling hub and forms a tubular connection portion, with which the wave-shaped pin is welded to the center piece. Between the collar and the connecting portion is a tapered outer diameter section intended. This favors a great freedom of movement of the respective joint. The collar can be formed on the shaft-shaped pin. It can also be formed by a securing ring, which engages in a groove on the shaft-shaped pin.

Die wellenförmigen Zapfen weisen vorzugsweise einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser auf, wodurch diese materialsparend aus stangenförmigem Halbzeug hergestellt werden können und hohe Umformgrade vermieden werden. Unter einem im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser an den Zapfen wird vorliegend verstanden, dass der jeweilige wellenförmige Zapfen eine Außenkontur mit gegebenenfalls variierendem Außendurchmesser aufweist und die Außendurchmesserschwankung maximal 15 Prozent bezogen auf den maximalen Außendurchmesser beträgt. D. h. der minimale Außendurchmesser am Zapfen ist gleich oder größer als 85 Prozent des Außendurchmessers.The wave-shaped pins preferably have a substantially constant outer diameter, whereby these can be produced from bar-shaped semifinished product in a material-saving manner and high degrees of deformation are avoided. In the present case, a substantially constant outer diameter on the journal is understood to mean that the respective corrugated journal has an outer contour with optionally varying outer diameter and the outer diameter variation amounts to a maximum of 15 percent relative to the maximum outer diameter. Ie. the minimum outer diameter at the pin is equal to or greater than 85 percent of the outer diameter.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Mittelstück an seinem Außenumfang Nuten zur Befestigung eines Faltenbalgs je Gleichlaufgelenk auf. Die Faltenbalgbefestigung erfolgt insbesondere angesichts der kurz ausgebildeten Zapfen dementsprechend am Mittelstück.According to a further advantageous embodiment of the invention, the middle piece on its outer circumference grooves for fixing a bellows per constant velocity joint. The Faltenbalgbefestigung takes place especially in view of the short pin corresponding to the middle piece.

Weiterhin können die beiden wellenförmigen Zapfen im Rohrstumpfstoß an das Mittelstück angeschweißt sein. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Mittelstücks zumindest über einen an dieses anschließenden Abschnitt des jeweiligen wellenförmigen Zapfens fortgesetzt. Ein Faltenbalg lässt sich so problemlos aufschieben.Furthermore, the two wave-shaped pins can be welded to the central piece in the pipe stump. Preferably, the outer diameter of the middle piece is continued at least over a subsequent to this section of the respective shaft-shaped pin. A bellows can be postponed so easily.

Die vorstehend erläuterte, aus den drei separaten Bestandteilen zusammengesetzte Profilwelle kommt vorzugsweise in einer Gelenkwelle für ein Kraftfahrzeug zum Einsatz, um zwei Gleichlaufgelenke miteinander zu verbinden.The profiled shaft composed of the three separate components explained above is preferably used in a propeller shaft for a motor vehicle in order to connect two constant velocity joints with each other.

Die wellenförmigen Zapfen der vorstehend erläuterten Profilwelle werden vorzugsweise als Schmiedeteile oder Drehteile hergestellt. Es ist ferner möglich, diese als Fliesspressteile herzustellen. Im Hinblick auf ein geringes Bauteilgewicht sind die wellenförmigen Zapfen bevorzugt als Hohlzapfen mit einer axialen Durchgangsöffnung ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, diese gegebenenfalls aus Vollmaterial zu arbeiten.The wave-shaped pins of the profile shaft explained above are preferably produced as forgings or turned parts. It is also possible to produce these as Fliesspressteile. With regard to a low component weight, the wave-shaped pins are preferably designed as hollow pins with an axial passage opening. However, it is also possible to work from solid material if necessary.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer Profilwelle der vorstehend erläuterten Art besteht darin, die wellenförmigen Zapfen aus separaten Rohlingen zu fertigen und an ihrem Außenumfang jeweils mit einer drehmomentübertragenden Struktur zu versehen. Zwei solchermaßen bearbeitete wellenförmige Zapfen werden an den einander gegenüberliegenden axialen Enden eines entsprechend abgelängten Rohrs, welches das Mittelstück bildet, angeschweißt und die so gebildete Profilwelle gehärtet.A preferred method for producing a profiled shaft of the type described above is to manufacture the shaft-shaped pins from separate blanks and to provide on their outer circumference in each case with a torque-transmitting structure. Two shaft-shaped pins machined in this way are welded to the opposite axial ends of a corresponding cut-to-length tube, which forms the middle piece, and the profiled shaft thus formed is hardened.

Die Rohlinge für die wellenförmigen Zapfen können aus Stangenmaterial abgestochen und anschließend spanend bearbeitet oder gesenkgeschmiedet werden.The blanks for the wave-shaped cones can be tapped from bar stock and then machined or drop-forged.

In Abwandlung des vorgenannten Verfahrens ist es auch möglich, die Ausbildung der drehmomentübertragenden Strukturen nach dem Anschweißen der wellenförmigen Zapfen an das Mittelstück vorzunehmen.In a modification of the aforementioned method, it is also possible to make the formation of the torque-transmitting structures after welding the wave-shaped pin to the center piece.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings. The drawing shows in:

1 eine Schnittansicht einer bei der Anmelderin bekannten, durch Rundkneten hergestellten Profilwelle als Teil einer Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufgelenken, 1 a sectional view of a known by the applicant, by swaging produced profile shaft as part of a propeller shaft with two constant velocity joints,

2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Profilwelle im Einbauzustand an einer Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufgelenken, 2 a sectional view of a profiled shaft according to the invention in the installed state on a propeller shaft with two constant velocity joints,

3 eine räumliche Halbschnittansicht der Profilwelle aus 2, 3 a spatial half-section view of the profile shaft 2 .

4 eine räumliche Halbschnittansicht einer ersten Ausführungsvariante der Profilwelle aus 2, 4 a spatial half-sectional view of a first embodiment of the profile shaft 2 .

5 eine räumliche Halbschnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante der Profilwelle aus 2, 5 a spatial half-section view of a second embodiment of the profile shaft 2 .

6 eine schematische Darstellung eines ersten Herstellungsverfahrens nach der Erfindung, und in 6 a schematic representation of a first manufacturing method according to the invention, and in

7 eine schematische Darstellung eines zweiten Herstellungsverfahrens nach der Erfindung. 7 a schematic representation of a second manufacturing method according to the invention.

In 2 ist eine Gelenkwelle 1 mit zwei Gleichlaufgelenken 10 und 20 sowie einer diese Gleichlaufgelenke verbindenden Profilwelle 30 dargestellt. Die Gleichlaufgelenke 10 und 20 können beliebiger Bauart sein. Wesentlich ist jedoch, dass an diese jeweils eine Nabe 11 bzw. 21 zur drehmomentübertragenden Kopplung mit Endabschnitten 31 und 32 der Profilwelle 30 aufweisen. Die Endabschnitte 31 und 32 weisen dementsprechend an ihrem Außenumfang Strukturen 33 und 34 zur drehmomentübertragenden Kopplung mit jeweils einem der Gleichlaufgelenke 10 bzw. 20 auf. Letztere sind jeweils mit ihrer Nabe 11 bzw. 21 auf eine drehmomentübertragenden Struktur 33 und 34 der Profilwelle 30 axial aufgeschoben.In 2 is a cardan shaft 1 with two constant velocity joints 10 and 20 and a profile shaft connecting these constant velocity joints 30 shown. The constant velocity joints 10 and 20 can be of any design. It is essential, however, that in each case a hub 11 respectively. 21 for torque-transmitting coupling with end sections 31 and 32 the profile shaft 30 exhibit. The end sections 31 and 32 Accordingly, have structures on their outer circumference 33 and 34 for torque-transmitting coupling with one of the constant velocity joints 10 respectively. 20 on. The latter are each with their hub 11 respectively. 21 on a torque transmitting structure 33 and 34 the profile shaft 30 pushed axially.

Insbesondere kann die Welle-Nabe-Verbindung zwischen der Profilwelle 30 und den Naben 11 und 21 der Gleichlaufgelenke 10 und 20 jeweils als Keil- oder Zahnwellenverbindung, Passfederverbindung oder Polygonwellenverbindung ausgestaltet sein.In particular, the shaft-hub connection between the profile shaft 30 and the hubs 11 and 21 the constant velocity joints 10 and 20 each be designed as a splined or toothed shaft connection, feather key or polygonal shaft connection.

Vorzugsweise sind die drehmomentübertragenden Strukturen 33 und 34 an beiden Endabschnitten 31 und 32 der Profilwelle 30 gleich, so dass die Schnittstelle zwischen der Profilwelle 30 und den beiden Gleichlaufgelenken 10 und 20 identisch ist. Die Profilwelle 30 kann Bestandteil eines Gelenkwellen-Baukastensystems sein.Preferably, the torque-transmitting structures 33 and 34 at both end sections 31 and 32 the profile shaft 30 equal, leaving the interface between the profile shaft 30 and the two constant velocity joints 10 and 20 is identical. The profile shaft 30 can be part of a cardan shaft modular system.

Die in 2 gezeigte Profilwelle 30 ist in 3 näher dargestellt. Sie weist ein Mittelstück 35 sowie zwei an dessen axialen Enden angeschweißte wellenförmige Zapfen 36 und 37 auf, welche die beiden Endabschnitte 31 und 32 der Profilwelle 30 bilden. Vorzugsweise besteht die Profilwelle 30 aus genau diesen drei Komponenten.In the 2 shown profile shaft 30 is in 3 shown in more detail. It has a center piece 35 and two shaft-shaped pins welded at its axial ends 36 and 37 on which the two end sections 31 and 32 the profile shaft 30 form. Preferably, the profile shaft 30 from exactly these three components.

Das Mittelstück 35 ist als Rohr ausgebildet. Es weist über seine gesamte Länge einen konstanten Innendurchmesser auf. Vorzugsweise ist, abgesehen von lokalen Einstichen, auch der Außendurchmesser über die gesamte Länge des Mittelstücks 35 konstant. Dieses kann somit sehr einfach durch Ablängen aus einem rohrförmigen, vorzugsweise nahtfreien Halbzeug hergestellt werden.The middle piece 35 is designed as a tube. It has a constant inner diameter over its entire length. Preferably, apart from local punctures, and the outer diameter over the entire length of the center piece 35 constant. This can thus be made very easily by cutting from a tubular, preferably seamless semi-finished product.

Am Außenumfang des Mittelstücks 35 können Nuten 38 zur Befestigung eines Faltenbalgs 12 bzw. 22 je Gleichlaufgelenk 10 bzw. 20 vorgesehen sein.On the outer circumference of the middle piece 35 can grooves 38 for fastening a bellows 12 respectively. 22 each constant velocity joint 10 respectively. 20 be provided.

Das Mittelstück 35 erstreckt sich bis nahe an das jeweilige Gleichlaufgelenk 10 bzw. 20 heran, vorzugsweise bis zu einem Abstand vom jeweiligen Gleichlaufgelenkgehäuse, der im Bereich von null bis zwei Außendurchmessern des Mittelstücks 35 liegt. Gegebenenfalls kann sich das Mittelstück 35 auch in bis in das Gehäuse eines Gleichlaufgelenks 10 und/oder 20 hineinerstrecken.The middle piece 35 extends close to the respective constant velocity joint 10 respectively. 20 approach, preferably up to a distance from the respective constant velocity joint housing, in the range of zero to two outer diameters of the center piece 35 lies. If necessary, the middle piece can 35 also in up to the housing of a constant velocity joint 10 and or 20 hineinerstrecken.

Der Außendurchmesser des Mittelstücks 35 ist dabei so gewählt, dass der maximale Beugewinkel des jeweiligen Gleichlaufgelenks 10 bzw. 20 unbeeinträchtigt bleibt. Die Gleichlaufgelenke 10 und 20 können mit ihrem maximalen Beugewinkel abgewinkelt werden, ohne dass das jeweilige Gelenkgehäuse gegen die Profilwelle 30 anschlägt oder der zugehörige Faltenbalg 12 bzw. 22 verquetscht wird.The outer diameter of the middle piece 35 is chosen so that the maximum flexion angle of the respective constant velocity joint 10 respectively. 20 unimpaired. The constant velocity joints 10 and 20 can be angled with their maximum bending angle, without the respective joint housing against the profile shaft 30 strikes or the associated bellows 12 respectively. 22 is squeezed.

Die wellenförmigen Zapfen 36 und 37 weisen an ihrem Außenumfang jeweils die bereits erwähnten Strukturen 33 und 34 zur drehmomentübertragenden Kopplung mit einem Gleichlaufgelenk 10 bzw. 20 auf. In diesem Bereich ist an den wellenförmigen Zapfen 36 und 37, die im Übrigen als Hohlzapfen ausgebildet sind, eine Wandverdickung 39 bzw. 40 vorgesehen.The wavy cones 36 and 37 have on their outer circumference in each case the structures already mentioned 33 and 34 for torque-transmitting coupling with a constant velocity joint 10 respectively. 20 on. In this area is at the wavy pin 36 and 37 , which are otherwise formed as a hollow pin, a wall thickening 39 respectively. 40 intended.

Ferner weist jeder der wellenförmigen Zapfen 36 und 37 einen Bund 41 bzw. 42 als Anlageschulter zur axialen Abstützung einer auf die Strukturen 33 und 34 zur drehmomentübertragenden Kopplung aufgeschobenen Nabe 11 bzw. 21 auf. Der Bund 41 bzw. 42 ist dabei an den jeweiligen wellenförmigen Zapfen 36 und 37 angeformt.Further, each of the shaft-shaped pins 36 and 37 a covenant 41 respectively. 42 as an abutment shoulder for the axial support of a on the structures 33 and 34 Hub pushed in for torque-transmitting coupling 11 respectively. 21 on. The Bund 41 respectively. 42 is at the respective wave-shaped pin 36 and 37 formed.

Zudem bildet jeder der wellenförmigen Zapfen 36 und 37 einen rohrförmigen Anschlussabschnitt 43 bzw. 44 aus, mit dem der jeweilige wellenförmige Zapfen 36 bzw. 37 an das Mittelstück 35 angeschweißt ist. Der Anschlussabschnitt 43 bzw. 44 weist einen den Querschnitt des Mittelstücks 35 entsprechenden Querschnitt auf. Er ist vorzugsweise im Rohrstumpfstoß an das Mittelstück 35 angeschweißt. Der Außendurchmesser des Mittelstücks 35 ist über den jeweiligen Anschlussabschnitt 43 bzw. 44 fortgesetzt, so dass diese Stelle in Bezug auf den Außendurchmesser sprungfrei ist. Dies erleichtert die Montage der Faltenbälge 12 und 22. Auch der Innendurchmesser der Profilwelle 30 kann im Bereich des Anschlusses der wellenförmigen Zapfen 36 und 37 an das Mittelstück 35 sprungfrei ausgeführt sein.In addition, each of the wave-shaped cones forms 36 and 37 a tubular connecting portion 43 respectively. 44 out, with which the respective wave-shaped pin 36 respectively. 37 to the middle piece 35 is welded. The connection section 43 respectively. 44 has a cross section of the center piece 35 corresponding cross-section. He is preferably in the pipe butt joint to the center piece 35 welded. The outer diameter of the middle piece 35 is above the respective connection section 43 respectively. 44 continued, so that this point is jump-free with respect to the outer diameter. This facilitates the assembly of the bellows 12 and 22 , Also the inner diameter of the profile shaft 30 can in the area of the connection of the wave-shaped cones 36 and 37 to the middle piece 35 be executed jump-free.

Zwischen dem Bund 42 und dem Anschlussabschnitt 44 kann, wie beispielhaft für den in 3 rechts dargestellten Zapfen 37 gezeigt, ein im Außendurchmesser verjüngter Abschnitt 45 vorgesehen sein. Durch eine solche Verjüngung 45 kann gegebenenfalls ein größerer maximaler Beugewinkel am angeschlossenen Gleichlaufgelenk berücksichtigt werden. Wie in 3 links gezeigt, kann eine solche Verjüngung 45 jedoch auch weggelassen sein, so dass von der Struktur 33 zur drehmomentübertragenden Kopplung zu dem Anschlussabschnitt 43 lediglich an der Stelle des Bundes 41 bzw. der Anlageschulter eine Durchmesserveränderung vorgesehen werden muss, der wellenförmige Zapfen 33 im weiteren Verlauf jedoch ohne weitere Abstufungen des Außendurchmessers auskommt.Between the bunch 42 and the connection section 44 can, as exemplified by the in 3 on the right shown pin 37 shown an outer diameter tapered section 45 be provided. By such a rejuvenation 45 If necessary, a larger maximum bending angle at the connected constant velocity joint can be taken into account. As in 3 shown left, can such a rejuvenation 45 however, also be omitted, so from the structure 33 for torque transmitting coupling to the terminal section 43 only in the place of the covenant 41 or the abutment shoulder a change in diameter must be provided, the wave-shaped pin 33 in the further course, however, without further gradations of the outer diameter manages.

Es ist jedoch auch möglich, die Gelenke 10 und 20 auf andere Art und Weise an der Profilwelle 30 festzulegen. In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels können einer oder beide wellenförmigen Zapfen 36 und 37 ohne Anlageschulter an einem angeformten Bund 41 bzw. 42 ausgeführt sein. Stattdessen kann beispielsweise eine Nut vorgesehen sein, in die ein Sicherungsring eingesetzt ist, um das jeweilige Gelenk 10 oder 20 axial abzustützen. Jedoch sind auch andere Befestigungstechniken zur Festlegung der Gelenke 10 und 20 an den wellenförmigen Zapfen 36 und 37 einsetzbar.However, it is also possible the joints 10 and 20 in a different way to the profile shaft 30 set. In a modification of the embodiment, one or both wave-shaped pins 36 and 37 without contact shoulder on a molded waistband 41 respectively. 42 be executed. Instead, for example, a groove may be provided, in which a retaining ring is inserted to the respective joint 10 or 20 axially support. However, other fastening techniques are also used to fix the joints 10 and 20 at the wave-shaped cones 36 and 37 used.

Die an das Mittelstück 35 angeschweißten wellenförmigen Zapfen 36 und 37 sind materialsparend und kompakt ausgeführt. Dies begünstigt ein geringes Bauteilgewicht der Profilwelle 30. Zudem bleiben die gegebenenfalls spanend zu bearbeitenden oder nachzubearbeitenden Flächen klein. The to the middle piece 35 welded wave-shaped cones 36 and 37 are material-saving and compact. This favors a low component weight of the profile shaft 30 , In addition, the surfaces that may possibly be machined or reworked remain small.

Die Kompaktheit drückt sich sowohl durch eine schlanke Ausführung mit geringer Variation des Außendurchmessers als auch durch eine in Bezug auf den Außendurchmesser geringe Baulänge aus, wobei beide Gesichtspunkte jeweils für sich genommen bereits eine Verbesserung bedeuten und dementsprechend unabhängig voneinander vorgesehen werden können, auch wenn dies in den Figuren nicht ausdrücklich gezeigt ist.The compactness is expressed both by a slim design with little variation of the outer diameter and by a small in relation to the outer diameter length, both aspects in each case already mean an improvement and accordingly can be provided independently, even if this in the figures are not expressly shown.

Die wellenförmige Zapfen 36 und 37 weisen, schon bedingt durch die axialen Anlageschultern, jeweils eine Außenkontur mit variierendem Außendurchmesser auf. Die Außendurchmesserschwankung ist dabei auf maximal 15 Prozent, vorzugsweise 10 Prozent, bezogen auf den maximalen Außendurchmesser beschränkt, um eine schlanke Bauweise zu erzielen.The wavy cones 36 and 37 have, due to the axial abutment shoulders, in each case an outer contour with varying outer diameter. The outer diameter variation is limited to a maximum of 15 percent, preferably 10 percent, based on the maximum outer diameter in order to achieve a slim design.

Ferner ist das Verhältnis der axialen Länge des jeweiligen wellenförmigen Zapfens 36 bzw. 37 zum maximalen Durchmesser gemessen an der jeweiligen Struktur 33 bzw. 34 zur drehmomentübertragenden Kopplung kleiner als drei. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von 1,8 bis 2,8 und weiter bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 2,5. Kleinere Werte sind im Hinblick auf das Drehmomentübertragungsvermögen ungünstig, größere Werte führen zumindest zu einem erhöhten Bearbeitungsaufwand und gegebenenfalls zusätzlich zu einem größeren Gesamtgewicht der Profilwelle 30.Further, the ratio of the axial length of the respective shaft-shaped pin 36 respectively. 37 to the maximum diameter measured on the respective structure 33 respectively. 34 for torque-transmitting coupling less than three. Preferably, this ratio is in the range of 1.8 to 2.8, and more preferably in the range of 2.0 to 2.5. Smaller values are unfavorable with regard to the torque transfer capability, larger values lead at least to an increased processing effort and optionally in addition to a greater total weight of the profiled shaft 30 ,

Die wellenförmigen Zapfen 36 und 37 der vorstehend erläuterten Profilwelle 30 werden vorzugsweise als Schmiedeteile, Drehteile oder Fliesspressteile hergestellt.The wavy cones 36 and 37 the profile shaft explained above 30 are preferably produced as forgings, turned parts or Fliesspressteile.

4 zeigt eine erste Ausführungsvariante, bei der die Zapfen 36' und 37' im vorstehend genannten Sinn schlank, jedoch länger ausgebildet sind. 4 shows a first embodiment in which the pins 36 ' and 37 ' slim in the above sense, but are longer.

5 zeigt eine zweite Ausführungsvariante, bei der die Zapfen 36'' und 37'' im vorstehend genannten Sinn sowohl schlank als auch kurz ausgeführt sind. Ferner sind diese aus Vollmaterial gefertigt, das heißt nicht hohl. Die Außenkontur entspricht jedoch dem anhand von 3 erläuterten Beispiel. 5 shows a second embodiment, in which the pins 36 '' and 37 '' Both slim and short in the sense mentioned above. Furthermore, these are made of solid material, that is not hollow. However, the outer contour corresponds to the basis of 3 explained example.

Nachfolgend werden anhand der 6 und 7 besonders geeignete Verfahren zur Herstellung der vorstehend erläuterten Profilwelle 30 dargestellt.The following are based on the 6 and 7 Particularly suitable method for producing the profiled shaft explained above 30 shown.

Grundsätzlich werden sowohl bei der Variante gemäß 6 als auch bei der Variante gemäß 7 die wellenförmigen Zapfen 36 und 37 aus separaten Rohlingen gefertigt.Basically, both in the variant according to 6 as well as in the variant according to 7 the wavy cones 36 and 37 made of separate blanks.

Bei der ersten Variante gemäß 6 erfolgt dies durch Abstechen eines Rohlings geeigneter Länge von einem stangenförmigen Halbzeug, das wie hier dargestellt ein Vollmaterial oder aber auch ein Rohrmaterial sein kann. Nach dem Abstechen erfolgen ein außenseitiges Überdrehen sowie eine Bearbeitung der ersten Stirnseite. Als nächstes wird am Außenumfang die drehmomentübertragende Struktur 33 angebracht. Dies kann durch Rollen, Walzen oder Pressen erfolgen. Anschließend wird die Innenkontur gedreht, um das Bauteilgewicht zu vermindern. Gegebenenfalls können Innen- und Außenbearbeitung auch umgekehrt werden.In the first variant according to 6 this is done by tapping off a blank of suitable length from a bar-shaped semifinished product, which as shown here can be a solid material or even a tube material. After parting, an over-turning on the outside and a machining of the first end side take place. Next, on the outer circumference, the torque transmitting structure 33 appropriate. This can be done by rolling, rolling or pressing. Subsequently, the inner contour is rotated to reduce the weight of the component. If necessary, internal and external machining can also be reversed.

Für die Herstellung des Mittelstücks 35 wird von einem rohrförmigen Stangenmaterial ein Stück geeigneter Länge abgelängt.For the production of the center piece 35 A piece of suitable length is cut to length from a tubular bar stock.

In einem nächsten Schritt werden die wellenförmigen Zapfen 36 und 37 stirnseitig an das Mittelstück 35 angeschweißt.In a next step, the wave-shaped cones 36 and 37 frontally to the middle piece 35 welded.

Hieran kann sich gegebenenfalls eine spanende Nachbearbeitung anschließen. Insbesondere können beispielsweise Einstiche am Außenumfang vorgenommen werden, die Schweißnähte geglättet werden und Faltenbalgnuten 38, beispielsweise durch Drehen, Schleifen oder Rollen, angebracht werden.This may possibly be followed by a subsequent machining. In particular, for example, punctures on the outer circumference can be made, the welds are smoothed and Faltenbalgnuten 38 , for example, by turning, grinding or rolling, are attached.

Abschließend wird gesamte Profilwelle 30 gehärtet.Finally, entire profile wave 30 hardened.

Bei der zweiten Variante gemäß 7 werden die wellenförmigen Zapfen 36 und 37 durch Gesenkschmieden hergestellt. Hierzu werden zunächst Rohlinge geeigneter Länge von einem stangenförmigem Halbzeug abgestochen. Die Rohlinge werden anschließend auf Schmiedetemperatur erwärmt und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Rückwärtsfliesspressen mit Dorn umgeformt. Hieran schließt sich eine Bearbeitung gemäß Ziffern 2 bis 8 aus 6 an, wie sie vorstehend beschrieben wurde.In the second variant according to 7 become the wavy cones 36 and 37 produced by drop forging. For this purpose, blanks of suitable length are first tapped off a rod-shaped semi-finished product. The blanks are then heated to forging temperature and formed in the illustrated embodiment by backward extrusion with mandrel. This is followed by processing according to items 2 to 8 6 as described above.

In Abwandlung hierzu kann das Anschweißen der wellenförmigen Zapfen 36 und 37 an das Mittelstück 35 vor der Ausformung der drehmomentübertragenden Struktur 33 vorgenommen werden. Die drehmomentübertragende Struktur 33 wird nach dem Anschweißen der Zapfen 36 an das Mittelstück 35 durch Rollen, Walzen oder Pressen erzeugt. Danach wird die Profilwelle 30 gehärtet.In a modification to this, the welding of the shaft-shaped pin 36 and 37 to the middle piece 35 before the formation of the torque-transmitting structure 33 be made. The torque transmitting structure 33 is after welding the pins 36 to the middle piece 35 produced by rolling, rolling or pressing. Then the profile wave 30 hardened.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Ausführungsvarianten näher erläutert. Insbesondere können Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und -varianten auch dann miteinander kombiniert werden, wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist.The invention has been described above with reference to exemplary embodiments and further Embodiments explained in more detail. In particular, features of different embodiments and variants can also be combined with one another, if this is not expressly described, as long as this is technically possible.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und -varianten beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention is not limited to the illustrated embodiments and variants, but includes all embodiments defined by the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gelenkwellepropeller shaft
1010: erstes Gleichlaufgelenkfirst constant velocity joint
1111: Nabehub
1212: Faltenbalgbellow
2020: zweites Gleichlaufgelenksecond constant velocity joint
2121: Nabehub
2222: Faltenbalgbellow
3030: Profilwelleprofile shaft
3131: Endabschnittend
3232: Endabschnittend
3333: drehmomentübertragende Strukturtorque transmitting structure
3434: drehmomentübertragende Strukturtorque transmitting structure
3535: Mittelstückcenterpiece
3636: wellenförmiger Zapfenwavy pin
3737: wellenförmiger Zapfenwavy pin
3838: Nutgroove
3939: Wandverdickungwall thickening
4040: Wandverdickungwall thickening
4141: BundFederation
4242: BundFederation
4343: Anschlussabschnittconnecting section
4444: Anschlussabschnittconnecting section
4545: im Außendurchmesser verjüngter Abschnittouter diameter tapered section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004062844 A1 [0004, 0009]

Claims

Profile shaft ( 30 ) for connecting two constant velocity joints ( 10 . 20 ), which end sections ( 31 . 32 ) with structures formed on its outer circumference ( 33 . 34 ) for torque-transmitting coupling with one constant velocity joint ( 10 . 20 ), characterized in that the profiled shaft ( 30 ) a middle piece ( 35 ), which is designed as a tube with over its entire length constant inner diameter and having two axial ends, and two shaft-shaped pin ( 36 . 37 ), which the end sections ( 31 . 32 ) and at each one of the axial ends of the center piece ( 35 ) are welded.

Profile shaft according to claim 1, characterized in that at least one of the shaft-shaped pins ( 37 ) a covenant ( 42 ) as an abutment shoulder for axially supporting one on the structure ( 34 ) pushed onto the torque-transmitting coupling hub ( 21 ) and a tubular connecting portion ( 44 ) forms, with the associated wave-shaped pin ( 37 ) to the middle piece ( 35 ) and that between the Bund ( 42 ) and the connection section ( 44 ) an outer diameter tapered portion ( 45 ) is provided.

Profile shaft according to claim 1 or 2, characterized in that the wave-shaped pin ( 36 . 37 ) has an outer contour with varying outer diameter and the outer diameter variation is a maximum of 15 percent based on the maximum outer diameter.

Profile shaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that both shaft-shaped pins ( 36 . 37 ) of the profiled shaft ( 30 ) have the same structure ( 33 . 34 ) for torque transmitting coupling.

Profile shaft according to one of claims 1 to 4, characterized in that on one or both shaft-shaped pin ( 36 . 37 ) the ratio of length to maximum diameter of the structure ( 33 . 34 ) for torque-transmitting coupling is less than three.

Profile shaft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the center piece ( 35 ) at its outer circumference grooves ( 38 ) for fastening a bellows ( 12 . 22 ) per constant velocity joint ( 10 . 20 ) having.

Profile shaft according to one of claims 1 to 6, characterized in that one or both wave-shaped pins ( 36 . 37 ) in the pipe butt joint to the middle piece ( 35 ) are welded.

Profile shaft according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer diameter of the center piece ( 35 ) at least via an adjoining this section of the respective shaft-shaped pin ( 36 . 37 ) is continued.

Articulated shaft for a motor vehicle, comprising two constant velocity joints ( 10 . 20 ), which via a profiled shaft ( 30 ) are interconnected according to one of the preceding claims.

Method for producing a profiled shaft ( 30 ) from a middle piece ( 35 ), which is formed as a tube with over its entire length constant inner diameter, and two shaft-shaped pin ( 36 . 37 ), which in each case at one of the axial ends of the center piece ( 35 ) are welded on and at their outer periphery structures ( 33 . 34 ) for torque-transmitting coupling with one constant velocity joint ( 10 . 20 ), in which: the undulating cones ( 36 . 37 ) made of separate blanks and at its outer periphery each with a torque-transmitting structure ( 33 . 34 ) are provided, two thus worked wave-shaped pin ( 36 . 37 ) at the opposite axial ends of a corresponding cut-to-length tube, which the center piece ( 35 ), welded, and the thus formed profile wave ( 30 ) is hardened.

A method according to claim 10, characterized in that the blanks for the wave-shaped cones ( 36 . 37 ) are tapped from bar stock and then machined or drop-forged.

Method for producing a profiled shaft ( 30 ) from a middle piece ( 35 ), which is formed as a tube with over its entire length constant inner diameter, and two shaft-shaped pin ( 36 . 37 ), which in each case at one of the axial ends of the center piece ( 35 ) are welded on and at their outer periphery structures ( 33 . 34 ) for torque-transmitting coupling with one constant velocity joint ( 10 . 20 ), in which: the undulating cones ( 36 . 37 ) are made of separate blanks, two thus processed wave-shaped pin ( 36 . 37 ) at the opposite axial ends of a corresponding cut-to-length tube, which the center piece ( 35 ) are welded, then the wave-shaped pin ( 36 . 37 ) at its outer periphery each having a torque-transmitting structure ( 33 . 34 ), and then the profile wave ( 30 ) is hardened.