DE3510091C2 - Antriebswelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Antriebswelle, insbesondere für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer Antriebswelle, insbesondere
mit einer hohlen Antriebswelle aus Aluminiumlegierungen, welche
insbesondere für Fahrzeuge bestimmt ist.
Aus DE 30 49 117 A1 ist eine derartige Antriebswelle mit einem
Rohr aus einer Aluminiumlegierung bekannt, das über den größten
Teil seiner Länge eine konstante Wanddicke und angrenzend an jede
seiner Enden eine höhere Wanddicke hat. Eine ähnliche Auslegung
läßt sich der DE 27 28 306 A1 entnehmen.
Aus DE 29 46 530 A1 und DE 30 06 320 A1 ist eine Antriebswelle
bekannt, bei der die Anschlußteile in die Enden des Rohres
eingesetzt und mit diesem durch Schweißen verbunden sind.
Wie beispielsweise aus DE 30 49 117 A1 bekannt ist, läßt sich bei
Fahrzeugen das Gewicht dadurch reduzieren, daß für die Antriebs
welle oder die Antriebswellen von Fahrzeugen eine Alumini
umlegierung an Stelle von Stahl verwendet wird. Durch die
Verwendung einer Aluminiumlegierung läßt sich beispielsweise eine
Gewichtseinsparung von etwa 40% erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei derartigen
Antriebswellen eine weitere Gewichtsreduzierung zu erreichen, und
zwar nicht nur durch die Reduzierung der Wanddicke der Rohre,
sondern auch in dieser Weise, daß sich möglicherweise ergebenden
Festigkeitsprobleme durch die Schweißverbindung der Anschluß
teile an den Rohrenden vermeiden lassen.
Hierzu wird nach der Erfindung eine Antriebswelle, insbesondere
für Fahrzeuge mit einem Rohr aus einer Aluminiumlegierung
bereitgestellt, welche im Patentanspruch 1 angegeben ist.
Bei der Antriebswelle nach der Erfindung wird das Gewicht
derselben durch eine entsprechende Härtung des Rohrs verringert.
Somit hat das Rohr über den größten Teil seiner Länge die
Mindestwanddicke, die zur Übertragung eines gegebenen Drehmoments
erforderlich ist. An den an die Schweißnähte angrenzenden
Bereichen wird dann die Wanddicke entsprechend erhöht, und die
Härte in den an die Rohrenden angrenzenden Bereichen ist geringer
als im Mittelbereich des Rohres. Hierdurch erhält man eine
gezielte Abstimmung von Durchmesser und Wärmebehandlung zur
Härtung unter Berücksichtigung der jeweils vorhandenen Gegeben
heiten in einer solchen Weise, daß sich das Eigengewicht der
Antriebswelle so weit wie möglich reduzieren läßt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen 2 bis 4 wiedergegeben.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Antriebswelle,
und
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Endes der
Antriebswelle in Fig. 1.
In der Zeichnung ist eine hohle Antriebswelle 10 dargestellt, mit
einem Rohr 12 und einem Paar Anschlußteile 14,
die teilweise etwa teleskopartig in die Enden des Rohres 12 eingeschoben
und mit diesem durch Schweißen verbunden sind.
Das Rohr 12 hat einen konstanten Außendurchmesser über seine gesamte
Länge und eine gleichmäßige bzw. konstante Wanddicke über den größten Teil seiner
Länge, ausgenommen im Bereich jedes Endes des Rohres 12, wo die Wand
dicke im Bereich 16 höher ist. Die Länge des Bereichs 16 des Rohrstückes mit der höheren Wand
dicke erstreckt sich von jedem Ende des Rohres 12 aus zurück um
etwa 2,5 cm, woran sich ein Übergangsstück 18 anschließt, über welches
die Wanddicke des Bereiches 16 gleichmäßig und allmählich auf die konstante
Wanddicke des Rohres 12 übergeht.
Es kann eine Reihe von unterschiedlichen Aluminiumlegierungen verwendet
werden für das Rohr 12. Vorgezogen wird jedoch eine Aluminiumlegierung,
die die Handelsbezeichnung Nr. 6061 hat und die auf eine Härte von T6
wärmebehandelt ist.
Mit jedem Ende des Rohres 12 ist ein Anschlußteil 14 verbunden, welches
das Joch eines Kardangelenkes, beispielsweise sein kann. Das Joch 14
hat einen Abschnitt 20 mit reduziertem Durchmesser, der sich in das
Rohr 12, wie dargestellt, hineinerstreckt, sowie eine Schulter 22,
die am jeweiligen Ende des Rohres 12 anliegt, um das Joch 14 am Ende
des Rohres 12 genau zu positionieren. Das Joch 14 ist mit dem Rohr 12
durch Schweißen, z. B. durch eine Schweißnaht 24, verbunden, die nach
dem Heliarc-Verfahren oder nach anderen geeigneten Schweißverfahren
hergestellt sein kann.
Das Joch 14 ist vorzugsweise aus der Aluminiumlegierung Nr. 6061 her
gestellt, die auf eine Härte von T6 wärmebehandelt ist, obwohl auch
andere Aluminiumlegierungen verwendet werden können.
Wie bereits erwähnt, verliert der Teil des Rohres 12 und des Joches 14
im Bereich der Schweißnaht 24 den größten Teil an Härte infolge der
Wärmeeinwirkung beim Schweißen, so daß die Härte des Rohres 12 und des
Joches 14 im Bereich der Schweißnaht 24 etwa den Wert T1 haben. Da
der Schweißbereich und der umgebende Bereich nach dem Schweißen nicht
mehr wärmebehandelt werden sollten, da eine solche Wärmebehandlung zu
Verformungen des Joches 14 und des Rohres 12 führen kann, wird die
Wanddicke des Rohres 12 im Bereich 16 soweit erhöht, daß der Quer
schnitt ausreicht, das gegebene Drehmoment zu übertragen, basierend
auf der Festigkeit der Aluminiumlegierung, die sie praktisch ohne
Wärmebehandlung hat. Das heißt, es kann von einer Härte zwischen T0 und T1
und der dieser Härte zugeordneten Festigkeit ausgegangen werden.
Die Härte-Werte T0, T1 und T6 sind Härte-Normwerte der "Aluminium
Association of America", wobei T0 für ungehärtetes Aluminium und
T6 für durch Wärmebehandlung gehärtetes Aluminium gilt.
Claims (4)
1. Antriebswelle, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem Rohr
aus einer Aluminiumlegierung, das über den größten Teil
seiner Länge eine konstante Wanddicke und angrenzend an jede
seiner Enden eine höhere Wanddicke hat, wobei die Anschluß
teile in den Enden des Rohres eingesetzt und mit diesem
durch Schweißen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Härte des Rohres (12) in seinem Mittelbereich den Wert
(T6) und in den an die Rohrenden angrenzenden Bereichen etwa
den Wert (T1) oder weniger hat.
2. Antriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge der Rohrbereiche mit erhöhter Wanddicke etwa 2,5
cm von jedem Rohrende aus beträgt.
3. Antriebswelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Rohr (12) und die Joche (14) aus einer Alumini
umlegierung mit der Handelsbezeichnung Nr. 6061-T6 besteht.
4. Antriebswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) einen konstanten
Außendurchmesser über seine Länge hat.
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