WO2015139999A1 - Welle mit verstellbarer steifigkeit - Google Patents

Welle mit verstellbarer steifigkeit Download PDF

Info

Publication number
WO2015139999A1
WO2015139999A1 PCT/EP2015/054905 EP2015054905W WO2015139999A1 WO 2015139999 A1 WO2015139999 A1 WO 2015139999A1 EP 2015054905 W EP2015054905 W EP 2015054905W WO 2015139999 A1 WO2015139999 A1 WO 2015139999A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flange
shaft
connection
torsion bar
cladding tube
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/054905
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Wetzel
Joachim Schmidt
Original Assignee
Avl List Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Priority to US15/121,253 priority Critical patent/US20160377145A1/en
Priority to JP2016558365A priority patent/JP2017516955A/ja
Priority to EP15708536.6A priority patent/EP3120037A1/de
Publication of WO2015139999A1 publication Critical patent/WO2015139999A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles
    • F16C3/023—Shafts; Axles made of several parts, e.g. by welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/124—Elastomeric springs
    • F16F15/126—Elastomeric springs consisting of at least one annular element surrounding the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/72—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members with axially-spaced attachments to the coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/14—Torsion springs consisting of bars or tubes
    • F16F1/145—Torsion springs consisting of bars or tubes with means for modifying the spring characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/1216—Torsional springs, e.g. torsion bar or torsionally-loaded coil springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/025—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means the mechanical spring being a torsion spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0558—Mounting means therefor adjustable including means varying the stiffness of the stabiliser

Definitions

  • the invention relates to a shaft with adjustable stiffness, wherein between a first shaft connection and a second shaft connection at least one torsion bar is arranged, which is surrounded by a cladding tube, wherein a shaft connection is disposed at a first end of the torsion bar, and preferably between the cladding tube and the torsion bar at least one damping element is arranged, wherein the cladding tube at least one end with the torsion bar via at least one connecting element releasably rotatably connected. Furthermore, the invention relates to a method for setting different torsional stiffnesses.
  • a torsionally elastic, variable-length drive shaft which consists of at least two axially displaceable guided parts.
  • the two shaft parts are mutually variable length connected via parallel to the longitudinal axis of the shaft extending torsion spring rods, wherein the torsion spring rods are mounted with one end axially displaceable in the adjacent shaft parts.
  • DE 10 002 259 A1 describes a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle with an axially elastic component.
  • a number of axial partitions distributed over the circumference and corresponding to an axial stiffness to be set is introduced.
  • Such cuts limit the bending stiffness in the axial direction due to the decreasing effective area of the disk-shaped component in the radial direction, so that the number of these cuts a variation of the axial effective stiffness of almost unchanged behavior with very few cuts to a very low axial stiffness at almost complete severed circumference with only a few remaining, the bending stiffnesses in the radial direction acquiring webs can be achieved.
  • the disadvantage is that a substantially irreversible fixed adjustment of the rotational stiffness takes place through the severing.
  • DE 10 2008 035 488 A1 describes a drive shaft with a central element and a cladding tube, wherein the central element and the cladding tube in a first region are rotationally connected to each other and connected in a spaced from the first region in the longitudinal direction of the drive shaft second region via a damping element are.
  • the connection in the first area is rigid and invariable, so that the torsional stiffness is fixed.
  • a shaft with adjustable stiffness wherein between a first shaft portion and a second shaft portion at least one torsion bar is arranged.
  • the shaft has a smaller diameter in the region of the torsion bar than in the region of the two first and second shaft sections.
  • the shaft has at least one axially displaceable tubular sliding sleeve, wherein the first and the second shaft portion of the shaft are connected to one another by the sliding sleeve in a first position and separable in a second position.
  • DE 10205932 AI describes a stabilizer bar for a motor vehicle, which consists of the torsion bar and a cladding tube. Via a dog clutch, the torsional rigidity of the anti-roll bar can be adjusted. The claws between the flanges lead in the engaged state to high torsional stiffness, in the disengaged state to low torsional stiffness.
  • US 1,965,742 A discloses a shaft consisting of torsion bar and cladding tube, which are connected in a sliding manner via a disc clutch.
  • a stabilizer for vehicles with variable torsional rigidity has a torsion bar and a cladding tube, between which damping elements are arranged.
  • the torsion bar and the cladding tube can be biased against each other, thereby increasing the torsional rigidity.
  • a damping device with a torsion bar and a cladding tube wherein spring elements are arranged between the torsion bar and the cladding tube. By pressurizing the spring elements can be biased, whereby the damping body is clamped to the central tube and thus changes the natural frequency of the system.
  • the AT 507 923 Bl describes a shaft connection with at least two torsion elements, one of which is designed as a torsion bar which is rotatably connected at one end to a first shaft connection and at a second end to a second shaft connection.
  • the torsional stiffness of the torsion bar is variable via an actuator.
  • the US 2013/0300043 AI discloses a torsion spring consisting of a torsion bar and a cladding tube, which are coupled together via a disc.
  • the disc is fixedly screwed to the torsion bar and coupled to the cladding tube via pin and slot above a certain relative angle between torsion bar and cladding tube.
  • the object of the invention is to provide a shaft connection in which different torsional stiffnesses can be set permanently but nevertheless variably.
  • the first shaft connection is formed by a first connection flange, which is releasably rotatably connectable to a corresponding first counter flange in the region of the first end of the cladding tube via at least one, preferably by at least one screw connection first connecting element, wherein preferably Flange surfaces of the first flange and the first mating flange are arranged normal to the longitudinal axis of the shaft.
  • the first connecting flange can be positively connected to the corresponding first counter flange.
  • "Permanent" in this context means that an automatic unintentional adjustment of the torsional rigidity during operation is avoided. In this case, any change in the setting of the torsional stiffness is reversible, so that torsional stiffness from previous settings can be visited again by the positive locking.
  • the second shaft connection is formed by a second connection flange, which with a corresponding second counter flange in the region of a second end of the cladding tube and / or with a flange at the second end of the torsion bar via at least one preferably formed by at least one screw and fixed to the connecting flange on the one hand and cladding tube or the flange at the second end of the torsion bar releasably connectable second and / or third connecting element is rotatably connected.
  • at least two mutually facing flange surfaces of the second connecting flange be arranged normal to the longitudinal axis of the shaft.
  • the second connection flange is formed separately from the cladding tube and the torsion bar and is preferably rotatably mounted on the torsion bar.
  • a damping element can be arranged between the second counter flange and the second connecting flange.
  • At least one connecting element is required, which rotates about the second connection flange with the flange of the torsion bar at the second end thereof.
  • An increase of the rigidity can be achieved by a further connecting element between the first connecting flange and the first counter flange and / or the second connecting flange and the second counter flange, wherein a single connecting element, the second counter flange, the second connecting flange and the flange at the second end of the torsion bar can connect.
  • a further switching possibility results from the fact that the first connection flange is fixedly connected in rotary manner via a first connection element to the first counter flange and the second connection flange to the second counter flange via one connecting element in each case.
  • FIG. 1 shows a shaft according to the invention in a longitudinal section.
  • the figures each show a shaft 1, for example a connecting shaft between a motor and a test stand-side loading unit, with variable rigidity.
  • the shaft 1 has a torsion bar 2, which is surrounded by a cladding tube 3, wherein between the cladding tube 3 and the torsion bar 2 first damping elements 4a, 4b, 4c are arranged. If necessary, bearings 5, 6 are provided between the torsion bar 2 and the cladding tube 3.
  • the torsion bar 2 has at a first end 2a to a first flange 7, which forms a first shaft connection 8 for a connecting shaft, not shown.
  • the first connecting flange 7 is connected via at least one first connecting element 10 with a first counter flange 9 in the region of first end 11 of the cladding tube 3 connectable, wherein the connecting elements 10 may be formed for example by a screw connection.
  • the torsion bar 2 has, at the second end 2b remote from the first connection flange 7, a flange 12 which adjoins a second connection flange 13, which is rotatably mounted on the torsion bar 12 via a bearing 14.
  • the second connection flange 13 forms a second shaft connection 15 for a connection shaft, not shown.
  • the cladding tube 3 has a second counter flange 17, wherein at least one second damping element 18 is arranged between the second counter flange 17 and the second connecting flange 13.
  • the damping element 18 embodied as a disk can be permanently screwed to the connecting flange 13 (not visible in the figure).
  • the flange 12 of the torsion bar 2 is rotatably connected via at least one second connecting element 20 to the second connecting flange 13.
  • the second mating flange 17 can be connected to the second damping element 18 via at least one third connection element indicated by reference numeral 30, for example by a connecting screw 21, and possibly also to the second connection flange 13.
  • the second connecting element 20 serves to connect the second connecting flange 13 to the flange 12;
  • the first connecting element 10 serves to connect the first connecting flange 7 with the first counter flange 9
  • the third connecting element 30 serves to connect the second counter-flange 17 with the second damping element 18;
  • the third connecting element 30 serves to connect the second counter-flange 17 to the second damping element 18;
  • the "long" executed third connecting element 30 serves to connect the second counter-flange 17 with the second damping element 18 and also with the second connection flange 13;
  • the first connecting element 10 serves to connect the first connecting flange 7 to the first counter flange 9,
  • the "long" executed third connecting element 30 serves to connect the second counter-flange 17 with the second damping element 18 and also with the second connection flange 13;
  • the first connection element 10 serves to connect the first connection flange 7 to the first counter flange 9,
  • the second connecting element 20 serves to connect the second connecting flange 13 to the flange 12,
  • the third connecting element 30 serves to connect the second counter-flange 17 with the second damping element 18;
  • the second connecting element 20 serves to connect the second connecting flange 13 to the flange 12
  • the third connecting element 30 serves to connect the second counter-flange 17 to the second damping element 18;
  • All three connecting elements 10, 20, 30 can be realized by screw, whereby a permanent, but still modifiable torsional stiffness can be adjusted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Welle (1) mit verstellbarer Steifigkeit, wobei zwischen einer ersten Wellenanbindung (8) und einer zweiten Wellenanbindung (15) zumindest ein Torsionsstab (2) angeordnet ist, welcher von einem Hüllrohr (3) umgeben ist, wobei zumindest eine Wellenanbindung (8) an einem ersten Ende (2a) des Torsionsstabes (2) angeordnet ist, und wobei vorzugsweise zwischen dem Hüllrohr (3) und dem Torsionsstab (2) zumindest ein erstes Dämpfungselement (4a, 4b, 4c) angeordnet ist, wobei das Hüllrohr (3) an zumindest einem Ende (11, 16) mit dem Torsionsstab (2) über zumindest ein Verbindungselement (10, 20, 30) lösbar drehfest verbindbar ist. Um auf möglichst einfache Weise eine dauerhafte, aber bei Bedarf veränderbare Einstellbarkeit der Torsionssteifigkeit zur Anpassung des Drehschwingungsverhaltens zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die erste Wellenanbindung (8) durch einen ersten Anschlussflansch (7) gebildet ist, welcher mit einem korrespondierenden ersten Gegenflansch (9) im Bereich des ersten Endes (11) des Hüllrohres (3) über zumindest ein, vorzugsweise durch zumindest eine Schraubverbindung gebildetes erstes Verbindungselement (10) lösbar drehfest verbindbar ist.

Description

Welle mit verstellbarer Steifigkeit
Die Erfindung betrifft eine Welle mit verstellbarer Steifigkeit, wobei zwischen einer ersten Wellenanbindung und einer zweiten Wellenanbindung zumindest ein Torsionsstab angeordnet ist, welcher von einem Hüllrohr umgeben ist, wobei eine Wellenanbindung an einem ersten Ende des Torsionsstabes angeordnet ist, und wobei vorzugsweise zwischen dem Hüllrohr und dem Torsionsstab zumindest ein Dämpfungselement angeordnet ist, wobei das Hüllrohr an zumindest einem Ende mit dem Torsionsstab über zumindest ein Verbindungselement lösbar drehfest verbindbar ist. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Einstellung unterschiedlicher Torsionssteifigkeiten.
Aus der CH 937 344 A ist eine drehelastische, längenveränderliche Gelenkwelle bekannt, welche aus mindestens zwei axial zueinander verschiebbar geführten Teilen besteht. Die beiden Wellenteile sind über parallel zur Längsachse der Welle verlaufende Drehfederstäbe miteinander längenveränderlich verbunden, wobei die Drehfederstäbe mit einem Ende axial verschiebbar in den benachbarten Wellenteilen gelagert sind .
Die DE 10 002 259 AI beschreibt eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem axialelastischen Bauteil . In einen vorgegebenen radialen Bereich des scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen elastischen Bauteils ist eine an einer einzustellenden axialen Steifigkeit entsprechende Anzahl über den Umfang verteilte axiale Durchtrennungen eingebracht. Derartige Durchtrennungen begrenzen durch die vermindernde effektive Fläche des scheibenförmigen Bauteils in radialer Richtung die Biegesteifigkeit in axialer Richtung, so dass die Anzahl dieser Durchtrennungen eine Variation der axialwirksamen Steifigkeit von einem nahezu unveränderten Verhalten bei sehr wenigen Durchtrennungen bis zu einer sehr geringen axialen Steifigkeit bei nahezu vollständig durchtrenntem Umfang mit nur wenigen verbleibenden, die Bie- gesteifigkeiten in radialer Richtung übernehmenden Stegen erreicht werden kann. Nachteilig ist, dass durch die Durchtrennungen eine im Wesentlichen unumkehrbare fixe Einstellung der Drehsteifigkeit erfolgt.
Die DE 10 2008 035 488 AI beschreibt eine Antriebswelle mit einem Zentralelement und einem Hüllrohr, wobei das Zentralelement und das Hüllrohr in einem ersten Bereich verdrehfest miteinander verbunden sind und in einem von dem ersten Bereich in Längsrichtung der Antriebswelle beabstandeten zweiten Bereich über ein Dämpfungselement miteinander verbunden sind. Die Verbindung im ersten Bereich ist starr und unveränderlich ausgebildet, so dass die Drehsteifig- keit fest vorgegeben ist.
Aus der AT 506 732 AI ist eine Welle mit verstellbarer Steifigkeit bekannt, wobei zwischen einem ersten Wellenabschnitt und einem zweiten Wellenabschnitt zumindest ein Torsionsstab angeordnet ist. Die Welle weist im Bereich des Torsionsstabes einen kleineren Durchmesser auf, als im Bereich der beiden ersten und zweiten Wellenabschnitte. Weiters weist die Welle zumindest eine axial verschiebbare rohrförmige Schaltmuffe auf, wobei der erste und der zweite Wellenabschnitt der Welle durch die Schaltmuffe in einer ersten Stellung miteinander verbindbar und in einer zweiten Stellung trennbar sind . Auf diese Weise kann die Steifigkeit zur Anpassung des Drehschwingungsverhaltens wiederholt verändert werden, wobei allerdings ein unbeabsichtigtes Verschieben der Schaltmuffen und somit ein ungewolltes Verstellen der Torsionssteifigkeit während des Betriebes nicht ausgeschlossen werden kann.
Die DE 10205932 AI beschreibt einen Querstabilisator für ein Kraftfahrzeug, der aus dem Torsionsstab und einem Hüllrohr besteht. Über eine Klauenkupplung kann die Drehsteifigkeit des Querstabilisators eingestellt werden. Die Klauen zwischen den Flanschen führen im eingekuppelten Zustand zu hoher Torsionssteifigkeit, im ausgekuppelten Zustand zu niedriger Torsionssteifigkeit.
Die US 1,965,742 A offenbart eine Welle bestehend aus Torsionsstab und Hüllrohr, die über eine Scheibenkupplung schleifend verbunden sind .
Aus der JP 2006/017 194 A ist ein Stabilisator für Kraftfahrzeuge mit veränderlicher Torsionssteifigkeit bekannt. Der Stabilisator weist einen Torsionsstab und ein Hüllrohr auf, zwischen denen Dämpfungselemente angeordnet sind. Durch Druckbeaufschlagung einer Kammer und durch Verschiebung eines keilförmigen Bauteils können der Torsionsstab und das Hüllrohr gegeneinander vorgespannt werden, wodurch sich die Torsionssteifigkeit erhöht.
Die DE 10 2007 058 764 AI zeigt einen Stabilisator für Kraftfahrzeuge mit einem Torsionsstab und einem Hüllrohr, die durch Kupplungen an beiden Enden des Hüllrohres miteinander drehfest verbunden werden können, wodurch verschiedene Torsionssteifigkeiten realisiert werden können.
Aus der US 5,413,318 A ist eine Dämpfungseinrichtung mit einem Torsionsstab und einem Hüllrohr bekannt, wobei zwischen dem Torsionsstab und dem Hüllrohr Federelemente angeordnet sind. Durch Druckbeaufschlagung können die Federelemente vorgespannt werden, wodurch der Dämpfungskörper mit dem Zentralrohr verspannt wird und somit die Eigenfrequenz des Systems verändert. Die AT 507 923 Bl beschreibt eine Wellenverbindung mit zumindest zwei Torsionselementen, von denen eines als Drehstab ausgebildet ist, welcher an einem Ende mit einer ersten Wellenanbindung und an einem zweiten Ende mit einer zweiten Wellenanbindung drehverbunden ist. Die Drehsteifigkeit des Drehstabes ist über ein Stellglied veränderbar.
Die US 2013/0300043 AI offenbart eine Torsionsfeder bestehend aus einem Drehstab und einem Hüllrohr, die über eine Scheibe miteinander gekoppelt sind. Die Scheibe ist mit dem Drehstab fix verschraubt und mit dem Hüllrohr über Stift und Schlitz ab einem bestimmten Relativwinkel zwischen Drehstab und Hüllrohr gekoppelt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wellenverbindung zu schaffen, bei der verschiedene Torsionssteifigkeiten dauerhaft, aber dennoch variabel eingestellt werden können.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die erste Wellenanbindung durch einen ersten Anschlussflansch gebildet ist, welcher mit einem korrespondierenden ersten Gegenflansch im Bereich des ersten Endes des Hüllrohres über zumindest ein, vorzugsweise durch zumindest eine Schraubverbindung gebildetes erstes Verbindungselement lösbar drehfest verbindbar ist, wobei vorzugsweise die Flanschflächen des ersten Flansches und des ersten Gegenflansches normal zur Längsachse der Welle angeordnet sind .
Um die Torsionssteifigkeiten variabel, aber einstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der erste Anschlussflansch mit dem korrespondierenden ersten Gegenflansch formschlüssig verbindbar ist. "Dauerhaft" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass ein selbsttätiges ungewolltes Verstellen der Torsionssteifigkeit im Betrieb vermieden wird. Dabei ist jede Veränderung in der Einstellung der Torsionssteifigkeit umkehrbar, durch den Formschluss können also Torsionssteifigkeiten aus früheren Einstellungen wieder aufgesucht werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Wellenanbindung durch einen zweiten Anschlussflansch gebildet ist, welcher mit einem korrespondierenden zweiten Gegenflansch im Bereich eines zweiten Ende des Hüllrohres und/oder mit einem Flansch am zweiten Ende des Torsionsstabes über zumindest ein vorzugsweise durch zumindest eine Schraubverbindung gebildetes und fest mit dem Anschlussflansch einerseits und Hüllrohr oder dem Flansch am zweiten Ende des Torsionsstabes lösbar verbindbares zweites und/oder drittes Verbindungselement dreh- verbindbar ist. Dabei können zumindest zwei einander zugewandte Flanschflächen des zweiten Anschlussflansches, normal zur Längsachse der Welle angeordnet sein. Dabei können möglichst viele Variationen an unterschiedlichen Torsionssteifig- keiten realisiert werden, wenn der zweite Anschlussflansch separat zum Hüllrohr und zum Torsionsstab ausgebildet und vorzugsweise am Drehstab drehbar gelagert ist.
Zur zusätzlichen Dämpfung von Torsionsschwingungen kann zwischen dem zweiten Gegenflansch und dem zweiten Anschlussflansch ein Dämpfungselement angeordnet sein.
Zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellenanbindungen der Welle ist zumindest ein Verbindungselement erforderlich, welches etwa den zweiten Anschlussflansch mit dem Flansch des Torsionsstabes an dessen zweitem Ende drehverbindet. Eine Erhöhung der Steifigkeit kann durch ein weiteres Verbindungselement zwischen dem ersten Anschlussflansch und dem ersten Gegenflansch und/oder dem zweiten Anschlussflansch und dem zweiten Gegenflansch erzielt werden, wobei auch ein einziges Verbindungselement den zweiten Gegenflansch, den zweiten Anschlussflansch und den Flansch am zweiten Ende des Torsionsstabes drehverbinden kann. Eine weitere Schaltmöglichkeit ergibt sich, indem der erste Anschlussflansch über ein erstes Verbindungselement mit dem ersten Gegenflansch und der zweite Anschlussflansch mit dem zweiten Gegenflansch über jeweils ein Verbindungselement fest drehverbunden wird .
Dadurch, dass die Verbindungselemente durch Schraubverbindungen gebildet sind, wird ein unbeabsichtigtes Verstellen der Drehsteifigkeit verhindert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Welle in einem Längsschnitt; und
Fig. 2 bis Fig . 8 den Kraftfluss durch die Welle bei verschieden eingestellten Drehsteifigkeiten.
Die Figuren zeigen jeweils eine Welle 1, beispielsweise eine Verbindungswelle zwischen einem Motor und einem prüfstandsseitigen Belastungsaggregat, mit variabler Steifigkeit. Die Welle 1 weist einen Torsionsstab 2 auf, welcher von einem Hüllrohr 3 umgeben ist, wobei zwischen dem Hüllrohr 3 und dem Torsionsstab 2 erste Dämpfungselemente 4a, 4b, 4c angeordnet sind . Zwischen dem Torsionsstab 2 und dem Hüllrohr 3 sind gegebenenfalls Lager 5, 6 vorgesehen.
Der Torsionsstab 2 weist an einem ersten Ende 2a einen ersten Anschlussflansch 7 auf, welcher eine erste Wellenanbindung 8 für eine nicht weiter dargestellte Verbindungswelle bildet. Der erste Anschlussflansch 7 ist über zumindest ein erstes Verbindungselement 10 mit einem ersten Gegenflansch 9 im Bereich eines ersten Endes 11 des Hüllrohres 3 verbindbar, wobei die Verbindungselemente 10 beispielsweise durch eine Schraubverbindung gebildet sein kann.
Der Torsionsstab 2 weist am dem ersten Anschlussflansch 7 abgewandten zweiten Ende 2b einen Flansch 12 auf, welcher an einen zweiten Anschlussflansch 13 grenzt, der über ein Lager 14 drehbar am Torsionsstab 12 gelagert ist. Der zweite Anschlussflansch 13 bildet eine zweite Wellenanbindung 15 für eine nicht weiter dargestellte Anschlusswelle aus.
An einem dem ersten Ende 11 entgegengesetzten zweiten Ende 16 weist das Hüllrohr 3 einen zweiten Gegenflansch 17 auf, wobei zwischen dem zweiten Gegenflansch 17 und dem zweiten Anschlussflansch 13 zumindest ein zweites Dämpfungselement 18 angeordnet ist. Das als Scheibe ausgeführte Dämpfungselement 18 kann permanent mit dem Anschlussflansch 13 verschraubt sein (nicht in der Fig . ersichtlich).
Der Flansch 12 des Torsionsstabes 2 ist über zumindest ein zweites Verbindungselement 20 mit dem zweiten Anschlussflansch 13 drehverbindbar.
Der zweite Gegenflansch 17 kann über zumindest ein mit Bezugszeichen 30 angedeutetes, beispielsweise durch eine Verbindungsschraube 21 gebildetes drittes Verbindungselement mit dem zweiten Dämpfungselement 18, und eventuell auch mit dem zweiten Anschlussflansch 13 drehverbunden werden.
Durch unterschiedliche Anwendung und Kombination der beispielsweise durch Schraubverbindungen gebildeten ersten, zweiten und dritten Verbindungselemente 10, 20, 30 lassen sich verschiedene Drehsteifigkeiten bei der Welle 1 realisieren. In den Fig. 2 bis Fig . 8 ist für die folgenden Varianten I) bis VII) jeweils der Kraftfluss F durch die Welle angedeutet. Im Folgenden ist der Weg des Kraftflusses für diese Varianten beschrieben :
I) Kraftfluss F: 15-> 13->20-> 12->2->7->8
verschraubte Verbindungselemente : 20
offene Verbindungselemente : 10, 30
das zweite Verbindungselement 20 dient zur Verbindung des zweiten Anschlussflansches 13 mit dem Flansch 12;
II) Kraftfluss F: 15-> 13-> 18->30-> 17->3->9-> 10->7->8
verschraubte Verbindungselemente : 10, 30
offene Verbindungselemente : 20
das erstes Verbindungselement 10 dient zur Verbindung des ersten Anschlussflansches 7 mit dem ersten Gegenflansch 9, das drittes Verbindungselement 30 dient zur Verbindung des zweiten Gegenflansches 17 mit dem zweiten Dämpfungselement 18;
Kraftfluss F: 15-> 13-> 18->30-> 17->3->4a, 4b, 4c->2->7->8 verschraubte Verbindungselemente : 30
offene Verbindungselemente : 10, 20
das dritte Verbindungselement 30 dient zur Verbindung des zweiten Gegenflansches 17 mit dem zweiten Dämpfungselement 18;
Kraftfluss F: 15-> 13->30-> 17->3->4a, 4b, 4c->2->7->8
verschraubte Verbindungselemente : 30 lang auf 13
offene Verbindungselemente : 10, 20
das "lang" ausgeführte dritte Verbindungselement 30 dient zur Verbindung des zweiten Gegenflansches 17 mit dem zweiten Dämpfungselement 18 und auch mit dem zweiten Anschlussflansch 13;
Kraftfluss F: 15-> 13->30-> 17->3->9-> 10->7->8
verschraubte Verbindungselemente : 10, 30 lang auf 13
offene Verbindungselemente : 20
das erste Verbindungselement 10 dient zur Verbindung des ersten Anschlussflansches 7 mit dem ersten Gegenflansch 9,
das "lang" ausgeführte drittes Verbindungselement 30 dient zur Verbindung des zweiten Gegenflansches 17 mit dem zweiten Dämpfungselement 18 und auch mit dem zweiten Anschlussflansch 13;
Kraftfluss F: 15-> 13->20-> 12->2->7->8
15-> 13-> 18->30-> 17->3->9-> 10->7->8
verschraubte Verbindungselemente : 10, 20, 30
offene Verbindungselemente : - das erste Verbindungselement 10 dient zur Verbindung des ersten Anschlussflansches 7 mit dem ersten Gegenflansch 9,
das zweites Verbindungselement 20 dient zur Verbindung des zweiten Anschlussflansches 13 mit dem Flansch 12,
das drittes Verbindungselement 30 dient zur Verbindung des zweiten Gegenflansches 17 mit dem zweiten Dämpfungselement 18;
Kraftfluss F: 15-> 13->20-> 12->2->7->8
15-> 13-> 18->30-> 17->3->4a, 4b, 4c->2->7->8 verschraubte Verbindungselemente : 20, 30
offene Verbindungselemente : 10
das zweite Verbindungselement 20 dient zur Verbindung des zweiten Anschlussflansches 13 mit dem Flansch 12, das dritte Verbindungselement 30 dient zur Verbindung des zweiten Gegenflansches 17 mit dem zweiten Dämpfungselement 18;
Bei Variante I lässt sich voraussichtlich die geringste Torsionssteifigkeit, bei Variante V mit starrer Verbindung des Anschlussflansches 13 und des zweiten Gegenflansches 17 sowie weiter auf den ersten Anschlussflansch 7, die höchste Torsionssteifigkeit erzielen.
Alle drei Verbindungselemente 10, 20, 30 lassen sich durch Schraubverbindungen realisieren, wodurch eine dauerhafte, aber dennoch bei Bedarf veränderbare Torsionssteifigkeit eingestellt werden kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Welle (1) mit verstellbarer Steifigkeit, wobei zwischen einer ersten Wellen- anbindung (8) und einer zweiten Wellenanbindung (15) zumindest ein Torsionsstab (2) angeordnet ist, welcher von einem Hüllrohr (3) umgeben ist, wobei zumindest eine Wellenanbindung (8) an einem ersten Ende (2a) des Torsionsstabes (2) angeordnet ist, und wobei vorzugsweise zwischen dem Hüllrohr (3) und dem Torsionsstab (2) zumindest ein erstes Dämpfungselement (4a, 4b, 4c) angeordnet ist, wobei das Hüllrohr (3) an zumindest einem Ende (11, 16) mit dem Torsionsstab (2) über zumindest ein Verbindungselement (10, 20, 30) lösbar drehfest verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenanbindung (8) durch einen ersten Anschlussflansch (7) gebildet ist, welcher mit einem korrespondierenden ersten Gegenflansch (9) im Bereich des ersten Endes (11) des Hüllrohres (3) über zumindest ein, vorzugsweise durch zumindest eine Schraubverbindung gebildetes erstes Verbindungselement (10) lösbar drehfest verbindbar ist.
2. Welle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschflächen des ersten Anschlussflansches (7) und des ersten Gegenflansches (9) normal zur Längsachse (1') der Welle (1) angeordnet sind .
3. Welle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlussflansch (7) mit dem korrespondierenden ersten Gegenflansch (9) formschlüssig verbindbar ist.
4. Welle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wellenanbindung (15) durch einen zweiten Anschlussflansch (13) gebildet ist, welcher mit einem korrespondierenden zweiten Gegenflansch (17) im Bereich des zweiten Ende (16) des Hüllrohres (3) und/oder mit einem Flansch (12) am zweiten Ende (2b) des Torsionsstabes (2) über zumindest ein, vorzugsweise durch zumindest eine Schraubverbindung gebildetes zweites und/oder drittes Verbindungselement (20, 30) lösbar drehfest verbindbar ist.
5. Welle (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei einander zugewandte Flanschflächen des zweiten Anschlussflansches (13) und des Gegenflansches (17), normal zur Längsachse ( ) der Welle (1) angeordnet sind.
6. Welle (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Gegenflansch (17) und dem zweiten Anschlussflansch (13) ein zweites Dämpfungselement (18) angeordnet ist, wobei Vorzugs- weise das zweite Dämpfungselement (18) mit dem Anschlussflansch (13) drehfest verbunden ist.
7. Welle (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anschlussflansch (13) separat zum Hüllrohr (3) und zum Torsionsstab (2) ausgebildet und vorzugsweise am Torsionsstab (2) drehbar gelagert ist.
8. Verfahren zur Einstellung unterschiedlicher Torsionssteifigkeiten bei einer Welle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zwischen einer ersten Wellenanbindung (8) und einer zweiten Wellenanbindung (15) zumindest ein Torsionsstab (2) angeordnet ist, welcher von einem Hüllrohr (3) umgeben ist, wobei zumindest eine Wellenanbindung (8) an einem ersten Ende (2a) des Torsionsstabes (2) angeordnet ist, und wobei vorzugsweise zwischen dem Hüllrohr (3) und dem Torsionsstab (2) zumindest ein erstes Dämpfungselement (4a, 4b, 4c) angeordnet ist, das Hüllrohr (3) an zumindest einem Ende (11, 16) mit dem Torsionsstab (2) über zumindest ein Verbindungselement (10, 20, 30) lösbar drehfest verbunden, vorzugsweise verschraubt, wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein die erste Wellenanbindung (8) ausbildender erster Anschlussflansch (7) mit einem korrespondierenden ersten Gegenflansch (9) im Bereich des ersten Endes (11) des Hüllrohres (3) über zumindest ein, vorzugsweise durch zumindest eine Schraubverbindung gebildetes erstes Verbindungselement (10) lösbar drehfest verbunden wird .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein die zweite Wellenanbindung (15) ausbildender zweiter Anschlussflansch (13) mit einem korrespondierenden zweiten Gegenflansch (17) im Bereich des zweiten Ende (16) des Hüllrohres (3) und/oder mit einem Flansch (12) am zweiten Ende des Torsionsstabes (2) über zumindest ein, vorzugsweise durch zumindest eine Schraubverbindung gebildetes zweites und/oder drittes Verbindungselement (20, 30) lösbar drehfest verbunden wird, vorzugsweise verschraubt, wird .
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlussflansch (7) mit dem korrespondierenden ersten Gegenflansch (9) formschlüssig verbunden wird .
PCT/EP2015/054905 2014-03-21 2015-03-10 Welle mit verstellbarer steifigkeit WO2015139999A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/121,253 US20160377145A1 (en) 2014-03-21 2015-03-10 Shaft with adjustable rigidity
JP2016558365A JP2017516955A (ja) 2014-03-21 2015-03-10 調節可能な剛性を有する軸
EP15708536.6A EP3120037A1 (de) 2014-03-21 2015-03-10 Welle mit verstellbarer steifigkeit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50205/2014 2014-03-21
ATA50205/2014A AT515433B1 (de) 2014-03-21 2014-03-21 Welle mit verstellbarer Steifigkeit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015139999A1 true WO2015139999A1 (de) 2015-09-24

Family

ID=52630387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/054905 WO2015139999A1 (de) 2014-03-21 2015-03-10 Welle mit verstellbarer steifigkeit

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160377145A1 (de)
EP (1) EP3120037A1 (de)
JP (1) JP2017516955A (de)
AT (1) AT515433B1 (de)
WO (1) WO2015139999A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108909399B (zh) * 2018-07-13 2020-05-19 北京汽车股份有限公司 汽车横向稳定装置及汽车
CN114590093B (zh) * 2022-03-28 2023-12-12 智己汽车科技有限公司 一种用于车辆调校的横向稳定杆及其可调连接杆
CN116001509B (zh) * 2022-11-08 2023-09-19 江苏克瑞迪机车有限公司 一种便于调节的全地形车辆用的悬架及使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB929323A (en) * 1961-05-17 1963-06-19 Ass Elect Ind Improved flexible coupling particularly for turbine-generator equipment
GB2043207A (en) * 1979-02-16 1980-10-01 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Rotary coupling
DE102008035488A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-04 Daimler Ag Antriebswelle

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1965742A (en) * 1931-01-21 1934-07-10 Junkers Hugo Driving mechanism for aircraft
US4127080A (en) * 1977-03-08 1978-11-28 Lakiza Rostislav I Tubular shaft of a marine line shafting
JPS5570639U (de) * 1978-11-08 1980-05-15
NO172677C (no) * 1991-02-21 1993-08-25 Teeness As Anordning for demping av vibrasjoner, eksempelvis selvgenererte svingninger i borestenger og lignende
DE10205932A1 (de) * 2002-02-12 2003-08-21 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Querstabilisator für ein Kraftfahrzeug
JP2006017194A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Hitachi Ltd 捩りばね及び車両用スタビライザ
ATE525580T1 (de) * 2004-11-16 2011-10-15 Seicon Ltd Biegsame verbindung mit variabler steifheit
JP2007320327A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Honda Motor Co Ltd 可変剛性スタビライザー装置
DE102007058764A1 (de) * 2007-12-06 2009-06-10 Daimler Ag Stabilisator für ein Fahrwerk eines Kraftwagens und ein Kraftwagen
AT507923B1 (de) * 2009-03-13 2010-11-15 Tectos Oeg Wellenverbindung
US9228626B2 (en) * 2010-11-29 2016-01-05 Todd Michael Whitaker Tubular torsion bar
US9416815B2 (en) * 2014-10-01 2016-08-16 GM Global Technology Operations LLC Driveshaft with two-stage stiffness

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB929323A (en) * 1961-05-17 1963-06-19 Ass Elect Ind Improved flexible coupling particularly for turbine-generator equipment
GB2043207A (en) * 1979-02-16 1980-10-01 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Rotary coupling
DE102008035488A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-04 Daimler Ag Antriebswelle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3120037A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017516955A (ja) 2017-06-22
AT515433A4 (de) 2015-09-15
AT515433B1 (de) 2015-09-15
US20160377145A1 (en) 2016-12-29
EP3120037A1 (de) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015185036A1 (de) Planetengetriebe
DE102014222805B4 (de) Rückstellmomenterzeugungsvorrichtungen
DE102016217698A1 (de) Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug
EP1879758B1 (de) Geteilter elektromechanischer kraftfahrzeugstabilisator mit blockiereinrichtung und verfahren zur wankstabilisierung bei ausfall oder abschaltung des aktiven kraftfahrzeugstabilisators
WO2004065809A1 (de) Anordnung zur sicherung eines sprengringes
EP3120037A1 (de) Welle mit verstellbarer steifigkeit
DE2749177C3 (de) Wellenkupplung
WO2008006425A1 (de) Drehmomentübertragungseinrichtung
CH632325A5 (de) Schlingfederkupplung, insbesondere fuer aufzeichnungs- und/oder wiedergabegeraete.
EP3882478B1 (de) Antriebsstrang mit einer beweglichen kupplung zwischen einer motorwelle und einer eingangswelle eines schaltgetriebes
AT506732B1 (de) Welle mit verstellbarer steifigkeit
EP2018493A1 (de) Getriebevorrichtung zum verteilen eines antriebsmomentes auf wenigstens zwei abtriebswellen
AT507923B1 (de) Wellenverbindung
DE102014213924A1 (de) Lagereinrichtung für ein Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs
DE10007991A1 (de) Getriebe
EP2011608B1 (de) Handwerkzeuggerät mit Rutschkupplung
WO2002053933A1 (de) Kolbenbefestigung
DE102011053896B4 (de) Antriebswellenanordnung, Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer solchen
DE112005000162T5 (de) Reibungskupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die differenzierte Reibungsmittel umfaßt
DE102005005400A1 (de) Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Ritzel
EP3765769B1 (de) Zahnradgetriebe
WO2009103324A1 (de) Sensoranordnung für elektrische servolenkungen
DE4404533A1 (de) Lenkventil mit Aktivierungsschwelle
DE102019128858A1 (de) Zahnradanordnung
DE102022101120B3 (de) Radlagereinheit mit zur Vermeidung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung zwischen zwei Stirnverzahnungen ausgebildeten Ausrichteinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15708536

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15121253

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015708536

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015708536

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016558365

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE