DE102017223304B4 - Kraftfahrzeugantriebswelle und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeugantriebswelle aufweisend ein Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) mit einem Aufnahmeinnendurchmesser (12) und ein Einschubbauteil (1a, 1b) mit einem Einschubaußendurchmesser (13), wobei das Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) und das Einschubbauteil (1a, 1b) um eine gemeinsame Antriebswellenrotationsachse (7) rotierbar sind und sich entlang dieser in einer Längsrichtung (8) erstrecken und wobei das Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) und das Einschubbauteil (1a, 1b) zur Drehmomentübertragung miteinander verbunden sind,ein Verbindungsbauteil (2a, 2b) vorgesehen ist,dass das Verbindungsbauteil (2a, 2b) mit einer Aufnahmeverbindung (14) mit dem Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) drehmomentleitend verbunden ist, dass das Verbindungsbauteil (2a, 2b) mit einer Einschubverbindung (15) mit dem Einschubbauteil (1a, 1b) verbunden ist unddass wenigstens eine dieser beiden Verbindungen als eine kombinierte reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung (10) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dassder Einschubaußendurchmesser (13) kleiner oder gleich dem Aufnahmeinnendurchmesser (12) ist, so dassbei einer vordefinierten Beanspruchung in Längsrichtung, wenigstens eine dieser beiden Verbindungen (14, 15), versagt und so ein teleskopartiges Einschieben des Einschubbauteils (1a, 1b) in das Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) ermöglicht ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebswelle und ein Verfahren zu deren Herstellung. Aus der EP 3 070 348 A1 und aus der DE 10 2015 209 110 A1 sind Kraftfahrzeugantriebswellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Weiter befassen sich die DE 29 46 530 A1 und die US 4 211 589 A mit Gelenkwellen.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer Kraftfahrzeugantriebswelle mit definiertem Versagensverhalten im Crash-Fall beschrieben, dies ist nicht als eine Beschränkung der Erfindung zu verstehen.
  • Eine Kraftfahrzeugantriebswelle ist zum Übertragen hoher Antriebskräfte von einem schaltbaren Fahrzeuggetriebe zu einem Achsgetriebe eingerichtet. Im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs (Crash-Fall) soll die Kraftfahrzeugantriebswelle ab einer bestimmten Beanspruchung in Längsrichtung definiert versagen, insbesondere soll sie das Kraftfahrzeug in Längsrichtung nicht zu stark versteifen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kraftfahrzeugantriebswelle mit verbessertem Betriebsverhalten sowie ein Herstellverfahren für diese anzugeben. Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugantriebswelle gemäß dem ersten Patentanspruch sowie durch eine durch ein Herstellverfahren gemäß Patentanspruch 8 hergestellte Kraftfahrzeugantriebswelle gelöst.
  • Im Sinne der Erfindung ist unter einer Kraftfahrzeugantriebswelle eine Welle im Kraftfahrzeug zum Übertragen von Antriebsleistung zu verstehen.
  • Vorzugsweise ist die Kraftfahrzeugantriebswelle zum Übertragen von einem Fahrzeuggetriebe zu einem Achsgetriebe eingerichtet. Das Fahrzeuggetriebe ist insbesondere als schaltbares, bzw. automatisch schaltendes, Mehrganggetriebe ausgebildet. Das Achsgetriebe weist insbesondere ein Differenzialgetriebe auf und ist zum Verteilen von Antriebsleistung von der Kraftfahrzeugantriebswelle auf eine Kraftfahrzeugachse eingerichtet. Die Kraftfahrzeugantriebswelle überträgt im planmäßigen Betrieb diese Antriebsleistung in Form von Drehzahl und Drehmoment und ist demnach um eine Antriebswellenrotationsachse rotierbar. Die Kraftfahrzeugantriebwelle weist in Richtung dieser Antriebswellenrotationsachse (Längsrichtung) eine Längserstreckung und orthogonal zu dieser (Radialrichtung) eine Radialerstreckung auf. Diese Kraftfahrzeugantriebswelle weist ein Aufnahmerohrbauteil, ein Einschubbauteil sowie ein Verbindungsbauteil auf und ist wenigstens abschnittsweise als Hohlwellenbauteil ausgebildet.
  • Im Sinne der Erfindung ist unter einem Aufnahmerohrbauteil ein Teil der Kraftfahrzeugantriebswelle zu verstehen, welcher dazu eingerichtet ist, dass im Falle eines Unfalls, beziehungsweise einer vordefinierten Beanspruchung in Längsrichtung, das Einschubbauteil, wenigstens teilweise, in dieses Aufnahmerohrbauteil einschiebbar ist. Weiter ist das Verbindungsbauteil dazu eingerichtet, das Aufnahmerohrbauteil und das Einschubbauteil drehmomentleitend miteinander zu verbinden. Bezogen auf die Drehmomentübertragung ist das Verbindungsbauteil damit zwischen dem Einschubbauteil und dem Aufnahmerohrbauteil angeordnet.
  • Weiter weist die Kraftfahrzeugantriebswelle wenigstens zwei Zustände auf, von welchen einer ein Drehmomentübertragungszustand ist, in welchem das Verbindungsbauteil mit dem Aufnahmerohrbauteil eine Aufnahmeverbindung zur Drehmomentübertragung ausbildet und mit dem Einschubbauteil eine Einschubverbindung. Im Drehmomentübertragungszustand ist somit vom Einschubbauteil über das Verbindungsbauteil auf das Aufnahmerohrbauteil ein Drehmoment übertragbar. Weiter ist die Kraftfahrzeugantriebswelle in einen Crashzustand überführbar, insbesondere ist dieser Überführung irreversibel. In diesem Crashzustand ist wenigstens eine der zuvor genannten Verbindungen (Einschubverbindung, Aufnahmeverbindung), insbesondere durch eine Beanspruchung der Kraftfahrzeugantriebswelle in Längsrichtung, zerstört und das Einschubbauteil ist in Längsrichtung wenigstens teilweise in das Aufnahmerohrbauteil hineingeschoben.
  • Bildlich gesprochen ist die Kraftfahrzeugantriebswelle derart ausgestaltet, dass im Falle eines Unfalls, beziehungsweise einer vordefinierten Beanspruchung in Längsrichtung, wenigstens eine dieser beiden Verbindungen (Aufnahmeverbindung, Einschubverbindung), vorzugsweise eine reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung, versagt und so ein teleskopartiges Einschieben des Einschubbauteils in das Aufnahmerohrbauteil ermöglicht ist. Die Kraftfahrzeugantriebswelle wird durch dieses Einschieben von ihrem Drehmomentübertragungszustand in ihren Crashzustand überführt. Vorzugsweise ist das Aufnahmerohrbauteil wenigstens abschnittsweise oder vollständig als Hohlwelle ausgebildet, insbesondere um das Einschubbauteil im zuvor beschriebenen Fall (Crashzustand) aufnehmen zu können.
  • Insbesondere um einen solchen Crashzustand zu ermöglichen, weist das Aufnahmerohrbauteil einen Aufnahmeinnendurchmesser und das Einschubbauteil einen Einschubaußendurchmesser auf, wobei der Aufnahmeinnendurchmesser größer oder gleich dem Einschubaußendurchmesser ist. Vorzugsweise ist der Aufnahmeinnendurchmesser wenigstens in einem Bereich, welcher dazu eingerichtet ist, dass das Einschubbauteil im Crashzustand in das Aufnahmerohrbauteil hinein verschoben ist, größer oder gleich dem entsprechenden Einschubaußendurchmesser.
  • Weiter ist zum Ausbilden der Aufnahmeverbindung oder der Einschubverbindung oder beider Verbindungen eine reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung vorgesehen. Derartige Verbindungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Allgemein kann eine reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung derart gebildet werden, dass nur das Wellenbauteil oder nur das Nabenbauteil einen Formschlussbereich zum Ausbilden einer formschlüssigen Verbindung aufweist. Dieses Bauteil mit Formschlussbereich wird dann in das jeweils andere Bauteil eingebracht, vorzugsweise eingepresst, so dass sich der genannte Formschlussbereich in dem jeweils anderen Bauteil abbildet - in diesem anderen Bauteil also insbesondere einen weiteren Formschlussbereich ausbildet - und die beiden Bauteile (Welle, Nabe) form- und reibschlüssig zusammenhalten. Bezogen auf den benötigten Bauraum ist mit einer solchen sogenannten reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung eine hohe Drehmomenttragfähigkeit, insbesondere verglichen mit einer herkömmlichen reib- oder formschlüssigen Welle-Nabeverbindungen, ermöglicht und weiter ist gegenüber einer stoffschlüssigen Verbindung eine relativ einfache Verschiebung, der mit der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung verbundenen Bauteil unter Aufhebung dieser Verbindung, in Längsrichtung der Kraftfahrzeugantriebswelle ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung als sogenannte gerändelte Pressverbindung, beziehungsweise Rändelpressverbindung, ausgebildet. Vorzugsweise wird der Formschlussbereich einer Rändelpressverbindung mittels eines sogenannten Rändelverfahrens erzeugt, insbesondere also mittels eines spannlosen Umformvorgangs. Insbesondere mittels dieses Umformvorgangs kommt es im Formschlussbereich zu einer Verfestigung und Verhärtung des Oberflächenbereichs, insbesondere einer Kaltverfestigung. Zum Ausbilden der Rändelpressverbindung wird das Bauteil mit dem Formschlussbereich in ein anderes Bauteil eingebracht, vorzugsweise eingepresst und besonders bevorzugt in Längsrichtung eingepresst. Dabei entsteht in dem Bauteil, in welches das Bauteil mit dem Formschlussbereich eingepresst wird, ein weiterer Formschlussbereich, welcher zusammen mit dem Formschlussbereich die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung ausbildet. Der weitere Formschlussbereich wird also insbesondere werkzeuglos beim Einpressen des Bauteils mit dem Formschlussbereich erzeugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verbindungsbauteil, insbesondere radial außen, eine Rändelverzahnung auf. Vorzugsweise ist die Rändelverzahnung durch einen spanlosen Umformvorgang hergestellt, vorzugsweise durch eine Kaltumformung mit einem sogenannten Rändelwerkzeug. Weiter vorzugsweise weist das Verbindungsbauteil im Bereich der Rändelverzahnung, insbesondere durch das Formen dieser, eine bestimmte Härte an der Bauteiloberfläche auf, sogenannte Verbindungsaufnahmehärte. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Rändelverzahnung als Formschlussbereich verstanden werden. Zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung weist das Aufnahmerohrbauteil einen Aufnahmeverbindungsbereich auf. Insbesondere dieser Aufnahmeverbindungsbereich kann, nach dem das Verbindungsbauteil in das Aufnahmerohrbauteil eingebracht ist, als weiterer Formschlussbereich verstanden werden.
  • In diesem Aufnahmeverbindungsbereich weist das Aufnahmerohrbauteil an der Bauteiloberfläche eine bestimmte Härte, insbesondere vor dem Einbringen des Verbindungsbauteils, sogenannte Aufnahmehärte auf. Dabei ist die Verbindungsaufnahmehärte vorzugsweise größer als die Aufnahmehärte. Insbesondere durch eine derartige Ausgestaltung der Bauteile ist es ermöglicht, dass erst beim Zusammenfügen des Verbindungsbauteils mit dem Aufnahmerohrbauteil der weitere Formschlussbereich im Aufnahmerohrbauteil ausgebildet wird und es ist ein besonders großes Drehmoment mit der Kraftfahrzeugantriebswelle übertragbar und weiter ist ein günstiges Crashverhalten erreichbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf dem Aufnahmerohrbauteil radial außen ein Stützring vorgesehen. Dieser Stützring ist insbesondere in Längsrichtung derart angeordnet, dass dieser die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig überdeckt. Vorzugsweise weist der Stützring gegenüber dem Aufnahmerohrbauteil eine Presspassung oder bevorzugt eine Übergangspassung auf. Insbesondere durch einen derartigen Stützring ist es verhinderbar oder wenigstens verminderbar, dass sich das Aufnahmerohrbauteil beim Einpressen des Verbindungsbauteils zum Ausbilden des weiteren Formschlussbereich aufweitet. Insbesondere durch die Verwendung eines Stützrings ist eine besonders sichere reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung erreichbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Aufnahmerohrbauteil im Aufnahmeverbindungsbereich einen Aufnahmeaußendurchmesser auf. Vorzugsweise ist dieser Aufnahmeaußendurchmesser geringer als der Aufnahmeinnendurchmesser. Insbesondere durch eine derartige Durchmesserstufung des Aufnahmeinnendurchmessers zum Aufnahmeaußendurchmesser ist ein besonders günstiges Crashverhalten der Kraftfahrzeugantriebswelle erreichbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Einschubbauteil, insbesondere radial außen, eine Rändelverzahnung auf. Vorzugsweise ist die Rändelverzahnung durch einen spanlosen Umformvorgang hergestellt, vorzugsweise durch eine Kaltumformung mit einem sogenannten Rändelwerkzeug. Weiter vorzugsweise weist das Einschubbauteil im Bereich der Rändelverzahnung, insbesondere durch das Formen dieser, eine bestimmte Härte an der Bauteiloberfläche auf, sogenannte Einschubhärte. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Rändelverzahnung als Formschlussbereich verstanden werden. Zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung weist das Verbindungsbauteil einen Verbindungsbereich auf. Insbesondere dieser Verbindungsbereich kann, insbesondere nach dem Einbringen des Einschubbauteils, als weiterer Formschlussbereich verstanden werden. In diesem Verbindungsbereich weist das Verbindungsbauteil an der Bauteiloberfläche, insbesondere vor dem Einbringen des Einschubbauteils, eine bestimmte Härte, sogenannte Verbindungseinschubhärte auf.
  • Dabei ist die Einschubhärte vorzugsweise größer als die Verbindungseinschubhärte. Insbesondere durch eine derartige Ausgestaltung der Bauteile ist es ermöglicht, dass erst beim Zusammenfügen des Verbindungsbauteils mit dem Einschubbauteil der weitere Formschlussbereich im Verbindungsbauteil ausgebildet wird. Insbesondere durch eine solche Ausgestaltung der Erfindung ist ein besonders großes Drehmoment mit der Kraftfahrzeugantriebswelle übertragbar und weiter ist ein günstiges Crashverhalten erreichbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine der beiden Verbindungen (Einschubverbindung, Aufnahmeverbindung) als eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet. Insbesondere ist diejenige der beiden Verbindungen als stoffschlüssige Verbindung ausgebildet, welche nicht als reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die stoffschlüssige Verbindung als Schweißverbindung ausgebildet und weiter vorzugsweise ist das Verbindungsbauteil und das Einschubbauteil oder das Aufnahmerohrbauteil zum Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindung einstückig miteinander ausgebildet. Insbesondere durch eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Bauteile miteinander, ist eine besonders gute Drehmomentübertragbarkeit erreichbar.
  • Weiter ist ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftfahrzeugantriebswelle der zuvor beschriebenen Art vorgesehen. Dieses Verfahren umfasst die Schritte:
    • - Bereitstellen eines Einschubbauteils, eines Aufnahmerohrbauteils und eines Verbindungsbauteils,
    • - Versehen wenigstens eines dieser Bauteile mit einer Rändelverzahnung zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung,
    • - Einpressen des mit der Rändelverzahnung versehenen Bauteils in eines der beiden anderen Bauteile zum Ausbilden einer reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung,
    • - Verbinden des verbleibenden Bauteils mit den beiden mittels der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung verbundenen Bauteilen, mit einer, vorzugsweise stoffschlüssigen, Verbindung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Rändelverzahnung auf das Einschubbauteil aufgebracht. Vorzugsweise wird diese radial außen aufgebracht und ist zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung mit dem Verbindungsbauteil vorgesehen. Die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung zwischen dem Einschubbauteil und dem Verbindungsbauteil wird insbesondere erste beim, beziehungsweise wird erst durch, das Einpressen des Verbindungsbauteils in das Einschubbauteil hergestellt. Weiter vorzugsweise wird das Aufnahmerohrbauteil mit dem Verbindungsbauteil stoffschlüssig verbunden. Insbesondere mit einer solchen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kraftfahrzeugantriebswelle herstellbar, mit welcher ein hohes Drehmoment übertragbar ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Rändelverzahnung auf das Verbindungsbauteil aufgebracht. Vorzugsweise wird diese radial außen aufgebracht und ist zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung mit dem Aufnahmerohrbauteil vorgesehen. Die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung zwischen dem Verbindungsbauteil und dem Aufnahmerohrbauteil wird insbesondere erste beim, beziehungsweise wird erst durch, das Einpressen des Verbindungsbauteils in das Aufnahmerohrbauteil hergestellt. Weiter vorzugsweise wird das Einschubbauteil mit dem Verbindungsbauteil stoffschlüssig verbunden. Insbesondere mit einer solchen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kraftfahrzeugantriebswelle herstellbar, mit welcher ein hohes Drehmoment übertragbar ist.
  • In einer bevorzugt Ausführungsform des Verfahrens wird auf das Aufnahmerohrbauteil, vor dem Einpressen des Verbindungsbauteils in das Aufnahmerohrbauteil, ein Stützring aufgebracht. Vorzugsweise ist dieser Stützring radial außen auf das Aufnahmerohrbauteil aufgebracht und überdeckt in Längsrichtung wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung. Mittels eines derartigen Stützrings ist es ermöglicht, das Aufnahmerohrbauteil insbesondere in radialer Richtung zu versteifen und so eine besonders tragfähige reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung auszubilden.
  • Einzelne Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind nachfolgend anhand der Figuren erläutert, dabei zeigt:
    • 1a: eine erste Variante des Einschubbauteils in einer Vorderansicht,
    • 1b: die erste Variante des Einschubbauteils in einer Schnittansicht,
    • 2: eine perspektivische Ansicht einer ersten Variante des Verbindungsbauteils,
    • 3: eine Längsschnittansicht einer ersten Variante der Kraftfahrzeugantriebswelle,
    • 4: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante des Verbindungsbauteils,
    • 5: eine Schnittansicht einer zweiten Variante des Einschubrohrbauteils,
    • 6: eine Teilschnittansicht einer zweiten Variante der Kraftfahrzeugantriebswelle.
  • In 1a ist eine erste Variante des Einschubbauteils 1a in einer Vorderansicht dargestellt. Auf dem Einschubbauteil 1a ist eine Rändelverzahnung 4 aufgebraucht, die zum Ausbilden einer reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung vorgesehen ist. In 1b ist die gleiche Variante des Einschubbauteils 1a in einer Längsschnittdarstellung gezeigt, es ist erkennbar, dass auf dem Einschubbauteil 1a die Rändelverzahnung 4 aufgebracht ist.
  • In 2 ist eine erste Variante des Verbindungsbauteils 2a perspektivisch dargestellt. Das Verbindungsbauteil 2a ist dazu eingerichtet, auf das Einschubbauteil 1a aufgepresst zu werden und mit diesem die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung auszubilden. Durch dieses Aufpressen, bildet sich die Rändelverzahnung 4, diese stellt den Formschlussbereich dar, in der zylindrischen Fläche 5 des Verbindungsbauteils 2a ab, dabei bildet die zylindrische Fläche 5 den weiteren Formschlussbereich. Vor dem Einpressen des Einschubbauteils 1a mit der Rändelverzahnung 4 in das Verbindungsbauteil 2a weist die zylindrische Fläche 5 eine glatte Oberfläche auf, erst durch das Einpressen der in das Verbindungsbauteil 2a entsteht somit die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung.
  • In 3 ist eine Längsschnittdarstellung einer ersten Variante der Kraftfahrzeugantriebswelle mit dem jeweils zu dieser Variante gehörenden Verbindungsbauteil 2a, Einschubbauteil 1a und Aufnahmerohrbauteil 3a dargestellt. Das Aufnahmerohrbauteil 3a ist mittels der Schweißverbindung 6 stoffschlüssig mit dem Verbindungsbauteil 2a verbunden. Die Darstellung in 3 zeigt die Kraftfahrzeugantriebswelle in ihrem Drehmomentübertragungszustand. Im Crashfall löst sich unter axialer Belastung in Längsrichtung 8 die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung auf und das Einschubbauteil 1a schiebt sich durch das Verbindungsbauteil 2a in das Aufnahmerohrbauteil 3a hinein (Crashzustand). Im Drehmomentübertragungszustand ist die Kraftfahrzeugantriebswelle um die Rotationsachse 7 rotierbar gelagert. Orthogonal zur Rotationsachse 7 erstreckt sich die Kraftfahrzeugantriebswelle in radialer Richtung 9. Weiter ist erkennbar, dass die Einschubverbindung 15 als reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung 10 ausgebildet ist, die beim Überführen der Kraftfahrzeugantriebswelle vom Drehmomentübertragungszustand in den Crashzustand irreversibel aufgelöst wird, in dem sich das Einschubbauteil 1a mit dem Einschubaußendurchmesser 13 in das Aufnahmerohrbauteil 3a mit dem Aufnahmeinnendurchmesser 12 hineinverschiebt. Zwischen dem Aufnahmerohrbauteil 3a und dem Verbindungsbauteil 2a besteht die als Schweißverbindung 6 ausgebildete Aufnahmeverbindung 14.
  • In 4 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante des Verbindungsbauteils 2b dargestellt. Auf diesem Verbindungsbauteil 2b ist eine Rändelverzahnung 4 radial außen aufgebracht, diese Rändelverzahnung 4 bildet den Formschlussbereich. Das Verbindungsbauteil 2b ist dazu eingerichtet, in die zweite Variante des in 5 dargestellten Aufnahmerohrbauteils eingepresst zu werden um so die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung auszubilden. In dem Aufnahmerohrbauteil 3b ist die zylindrische Fläche 5 angeordnet, welche den weiteren Formschlussbereich bildet. Beim Einpressen des Verbindungsbauteils 2b in das Aufnahmerohrbauteil 3b bildet sich der Formschlussbereich (Rändelverzahnung 4) in dem weiteren Formschlussbereich ab (zylindrische Fläche 5) und diese bilden somit die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung.
  • Beim Einpressen der Verbindungsbauteils 2b in das Aufnahmerohrbauteil 3b dieser Variante der Kraftfahrzeugantriebswelle ist ein Stützring vorgesehen, welcher einer Verformung des Aufnahmerohrbauteils nach radial Außen (Richtung 9) entgegenwirkt. Der Stützring ist in Längsrichtung 8 im Bereich der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung angeordnet. In 5 ist die Zusammengesetzte Kraftfahrzeugantriebswelle in einem Teilschnitt dargestellt. Das Einschubbauteil 1b dieser Variante ist stoffschlüssig mit dem Verbindungsbauteil 2b verbunden. Die Kraftfahrzeugantriebswelle ist in ihrem Drehmomentübertragungszustand um die Rotationsachse 7 rotierbar. Im Crashzustand löst sich unter axialer Belastung in Längsrichtung 8 die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung auf und das Einschubbauteil 1b ist in das Aufnahmerohrbauteil 3b hineinverschoben.
  • Bezugszeichenliste
    • 1a
    Einschubbauteil (erste Variante)
    1b
    Einschubbauteil (zweite Variante)
    2a
    Verbindungsbauteil (erste Variante
    2b
    Verbindungsbauteil (zweite Variante)
    3a
    Aufnahmerohrbauteil (erste Variante)
    3b
    Aufnahmerohrbauteil (zweite Variante)
    4
    Rändelverzahnung (Formschlussbereich)
    5
    zylindrische Fläche (weiterer Formschlussbereich)
    6
    Schweißverbindung
    7
    Rotationsachse
    8
    Längsrichtung
    9
    radiale Richtung
    10
    reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung
    11
    Stützring
    12
    Aufnahmeinnendurchmesser
    13
    Einschubaußendurchmesser
    14
    Aufnahmeverbindung
    15
    Einschubverbindung

Claims (11)

  1. Kraftfahrzeugantriebswelle aufweisend ein Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) mit einem Aufnahmeinnendurchmesser (12) und ein Einschubbauteil (1a, 1b) mit einem Einschubaußendurchmesser (13), wobei das Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) und das Einschubbauteil (1a, 1b) um eine gemeinsame Antriebswellenrotationsachse (7) rotierbar sind und sich entlang dieser in einer Längsrichtung (8) erstrecken und wobei das Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) und das Einschubbauteil (1a, 1b) zur Drehmomentübertragung miteinander verbunden sind, ein Verbindungsbauteil (2a, 2b) vorgesehen ist, dass das Verbindungsbauteil (2a, 2b) mit einer Aufnahmeverbindung (14) mit dem Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) drehmomentleitend verbunden ist, dass das Verbindungsbauteil (2a, 2b) mit einer Einschubverbindung (15) mit dem Einschubbauteil (1a, 1b) verbunden ist und dass wenigstens eine dieser beiden Verbindungen als eine kombinierte reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung (10) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einschubaußendurchmesser (13) kleiner oder gleich dem Aufnahmeinnendurchmesser (12) ist, so dass bei einer vordefinierten Beanspruchung in Längsrichtung, wenigstens eine dieser beiden Verbindungen (14, 15), versagt und so ein teleskopartiges Einschieben des Einschubbauteils (1a, 1b) in das Aufnahmerohrbauteil (3a, 3b) ermöglicht ist.
  2. Kraftfahrzeugantriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung (10) als eine gerändelte Pressverbindung ausgebildet ist.
  3. Kraftfahrzeugantriebswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsbauteil (2b) eine Rändelverzahnung (4) aufweist und im Bereich dieser Rändelverzahnung (4) eine Verbindungsaufnahmehärte an der Bauteiloberfläche aufweist, dass das Aufnahmerohrbauteil (3b) einen Aufnahmeverbindungsbereich aufweist, der zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung mit dem Verbindungsbauteil eingerichtet ist, dass das Aufnahmerohrbauteil (3b) in dem Aufnahmeverbindungsbereich eine Aufnahmehärte an der Bauteiloberfläche aufweist und dass die Verbindungshärte größer ist als die Aufnahmehärte.
  4. Kraftfahrzeugantriebswelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Aufnahmerohrbauteil (3b) radial außen ein Stützring vorgesehen ist, dass dieser Stützring (11) in Längsrichtung die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung (10) wenigstens abschnittsweise überdeckt.
  5. Kraftfahrzeugantriebswelle nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmerohrbauteil (3b) im Aufnahmeverbindungsbereich einen Aufnahmeaußendurchmesser aufweist, der geringer ist als der Aufnahmeinnendurchmesser.
  6. Kraftfahrzeugantriebswelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschubbauteil (1a) eine Rändelverzahnung (4) aufweist, dass das Einschubbauteil (1a) im Bereich dieser Rändelverzahnung (4) eine Einschubhärte an der Bauteiloberfläche aufweist, dass das Verbindungsbauteil (2a) einen Verbindungsbereich aufweist, der zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung mit dem Einschubbauteil (1a) eingerichtet ist, dass das Verbindungsbauteil (2a) in dem Verbindungsbereich eine Verbindungseinschubhärte an der Bauteiloberfläche aufweist und dass die Einschubhärte größer ist als die Verbindungshärte.
  7. Kraftfahrzeugantriebswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeverbindung (14) oder die Einschubverbindung (15) als stoffschlüssige Verbindung ausgebildet ist.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Kraftfahrzeugantriebswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten, - Bereitstellen eines Einschubbauteils, (1a, 1b) eines Aufnahmerohrbauteils (3a, 3b) und eines Verbindungsbauteils, - Versehen wenigstens eines dieser Bauteil mit einer Rändelverzahnung zum Ausbilden der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung, - Einpressen des mit der Rändelverzahnung versehenen Bauteils in eines der beiden anderen Bauteile zum Ausbilden einer reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung, - Verbinden des verbleibenden Bauteils mit den beiden mittels der reib-formschlüssigen Welle-Nabeverbindung verbundenen Bauteile.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rändelverzahnung auf das Einschubbauteil (1a) aufgebracht wird und dass dieses in das Verbindungsbauteil (2a) eingepresst wird, um die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung auszubilden und dass das Aufnahmerohrbauteil (3a) mit dem Verbindungsteil (2a) stoffschlüssig verbunden wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rändelverzahnung auf das Verbindungsbauteil (2b) aufgebracht wird und dass dieses in das Aufnahmerohrbauteil (3b) eingepresst wird, um die reib-formschlüssige Welle-Nabeverbindung auszubilden und dass das Einschubbauteil (1b) mit dem Verbindungsbauteil (2b) stoffschlüssig verbunden wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Aufnahmerohrbauteil (3b) vor dem Einpressen des Verbindungsbauteils (2b) in das Aufnahmerohrbauteil (3b) ein Stützring (11) aufgebracht wird.
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