WO2019238325A1 - Abtriebswelle eines fahrzeuges - Google Patents

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torsional vibration
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torque transmission
vehicle output
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Linda Senger
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to an output shaft of a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the output shaft of a vehicle is used to transmit power between the transmission and a driven wheel and is part of the drive train.
  • the output shaft transfers the engine torque from the transmission or differential to the wheels. In addition, it has to compensate for all changes in angle and length that result from deflection and compression and steering movements.
  • An output shaft usually comprises a wheel-side (fixed) joint, a transmission-side (constant-velocity) joint, a torque transmission shaft (usually designed as a solid metal shaft).
  • an output shaft is not too stiff, it is usually designed as a relatively thin solid metal shaft. However, so that the strength requirement can still be ensured with such a thin shaft, the shaft is processed by complex and expensive machining processes and relatively expensive materials are used.
  • the torque generated in the engine must be transmitted over the entire length of the vehicle to the wheels driving the vehicle.
  • the vehicle output shaft is coupled on the drive side via an axle drive to the cardan shaft, the cardan shaft having the opposite end being assigned to the motor of the motor vehicle and itself being able to represent an output shaft.
  • the drive train which consists among other things of the cardan shaft and the vehicle output shafts, is more complex and torsionally trained compared to a front-wheel drive vehicle. This leads to the fact that the drive train of a motor vehicle with front engine and rear drive tends to undesirable vibrations, so that the vehicle output shaft can have torsional vibration shapes. However, undesirable vibrations, in particular torsional vibrations, can also occur in vehicles with front engine and front-wheel drive.
  • the problem is solved by a vehicle output shaft with the features of claim 1.
  • Advantageous training and further developments are the content of the subclaims.
  • the vehicle output shaft (also referred to as the output shaft) comprises a torque transmission shaft.
  • This torque transmission shaft is preferably designed as a solid metal shaft. Alternatively, it can also be tubular.
  • the output shaft comprises an end on the input side, which is connected to a differential by means of a differential-side joint.
  • a wheel-side end of the output shaft is connected to a driven wheel of the vehicle via a wheel-side joint.
  • the joints represent in particular so-called tripod joints.
  • Tripod joints are so-called constant velocity joints. They transmit the rotary motion uniformly.
  • the output shaft comprises at least one torsional vibration damper, which is preferably at least approximately annular.
  • the torsional vibration damper can also be round or at least partially round in its cross section.
  • the torsional vibration damper is connected in series with one of the Joints (that is, the wheel-side joint and / or the differential-side joint) and the torque transmission shaft are arranged.
  • the torsional vibration damper is particularly preferably arranged or interposed between the torque transmission shaft and one of the joints.
  • such a series connection means a successive oscillation flow from the torque transmission shaft to the torsional vibration damper (or vice versa, depending on the arrangement variant).
  • the vibrations run simultaneously or uniformly in the torsional vibration damper and in the torque transmission shaft.
  • Such a torsional vibration damper is preferably interposed between one of the two joints and the torque transmission shaft.
  • a torsional vibration damper is arranged between each joint and the torque transmission shaft.
  • the torsional vibration damper is preferably arranged at least approximately coaxially as an annular element for the torque transmission shaft.
  • the torsional vibration damper preferably comprises an inner ring which is arranged with the torque transmission shaft fixed (that is not displaceable or rotatable).
  • the inner ring does not necessarily have to be ring-shaped, but can also be at least approximately circular in its cross-section (that is, without an opening) from the solid.
  • the inner ring can also be referred to as the inner mass. In the following, this is nevertheless referred to as the inner ring, even if it does not necessarily have to be ring-shaped (as can also be seen in the drawings).
  • the inner ring is further preferably surrounded by an outer ring, which is also coaxial to the inner ring or to the torque. ment transmission shaft is arranged.
  • the outer ring preferably encloses the inner ring in its circumferential direction.
  • This also does not necessarily have to be annular and can also be referred to as an outer mass, which at least partially surrounds the inner mass.
  • the outer and inner rings are rotatably arranged with respect to each other.
  • the inner and outer rings can rotate relative to each other
  • the inner ring comprises at least two rotationally arranged spiral springs which are supported on the outer ring.
  • the coil springs are preferably arranged with their longitudinal or spring direction in the circumferential direction of the inner ring, so that it is able to cushion torsional vibrations of the torque transmission shaft or the relative rotation of the inner ring relative to the outer ring.
  • spiral springs are arranged distributed over the entire circumference of the inner ring.
  • the spiral springs are preferably arranged rotationally symmetrically over the circumference of the inner ring.
  • the spiral springs allow relative rotation (with the spring rate selected for the spring) between the inner and outer rings.
  • the torsional vibration damper comprises at least one hydraulic damper element.
  • the damper element enables (frequency-selective) damping of the torsional vibrations excited by the engine or the road
  • the hydraulic damper element is preferably arranged in the outer ring of the torsional vibration damper.
  • the outer ring preferably comprises at least one hollow space extending along the circumference of the torsional vibration damper and filled with damping fluid.
  • the outer ring particularly preferably comprises as many flute spaces as also spiral springs
  • Each cavity filled with damping fluid preferably has at least one constriction, by means of which constriction occurs when the outer ring rotates relative to the inner ring.
  • the fluid is pressed through the constriction and thus creates a damping which is speed-dependent
  • the coil spring is set in its hardness or in its spring rate in such a way that the wall of the cavity or the wall of the constriction of the cavity never strikes the inner ring supported on it
  • the coil spring also serves additionally advantageous as a return spring for the hydraulic damper element.
  • the cavity never comes to a stop (i.e. in contact with the inner ring).
  • the hydraulic damper element (ie preferably the cavity described above filled with hydraulic fluid) is preferably designed in such a way that it dampens torsional vibrations in a frequency range of 10-15 Hz. In particular, this can prevent or dampen an oscillation phenomenon referred to in the prior art as “starting stamps”. However, this frequency range includes other vibrations that the driver can feel or hear, which the torsional vibration damper can advantageously avoid. It is hen in a further preferred embodiment of the invention that the torsional vibration damper in itself (ie with its preferred components, such as the cavity and the spiral spring) is rotationally symmetrical (to the axis of rotation or to the torque transmission shaft). This is particularly desirable for a uniform mass distribution in favor of a uniform load and force transmission of the torque transmission shaft.
  • the outer ring of the torsional vibration damper simultaneously represents the housing of the joint, between which joint and the torque transmission shaft of this torsional vibration damper is arranged.
  • the outer ring of the torsional vibration damper is therefore part of the joint or the joint housing (ie either the wheel-side or the differential-side joint).
  • a torsional vibration damper integrated in the joint is thus advantageously possible.
  • Such a vehicle output shaft enables not only a speed-dependent torsional vibration damping but also an adjustment of the torsional stiffness of the output shaft via the torsional vibration damper, and thus a more cost-effective and less complex production
  • Figure 1 shows an example of an output shaft of a vehicle according to the invention in a side view of the output shaft.
  • Figure 2 shows a cross section through an exemplary torsional vibration damper from Figure 1.
  • FIG. 1 shows a part of an output shaft of a vehicle, which comprises a torque transmission shaft 1, which connects a driven vehicle wheel (not shown) to a differential (not shown) by means of a joint on the wheel side, also not shown.
  • the differential is connected to the torque transmission shaft 1 via a joint 2 on the differential side.
  • the output shaft comprises a torsional vibration damper 3, which is arranged as a series connection with the torque transmission shaft 1 and the differential-side joint 2.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view AA through the torsional vibration damper 3. This comprises an inner ring 4 and an outer ring 5 surrounding the inner ring 4.
  • the inner ring 4 is connected to the torque transmission shaft 1 in a fixed or rotationally fixed manner.
  • the inner ring 4 and the outer ring 5 are rotatably connected to one another relative to one another about the axis of rotation D of the torque transmission shaft 1.
  • the inner ring 4 is not necessarily ring-shaped, but at least approximately the full area of its cross section. In the following, this is nevertheless referred to as the inner ring 4, even if this (as can also be seen in the drawings) is not designed in a ring shape. The same applies to the outer ring 5.
  • the inner ring 4 comprises a plurality of spiral springs 6 arranged in the circumferential direction U of the inner ring 4. These are rotationally symmetrical to one another, like the rest of the torsional vibration damper 3.
  • the torsional rigidity of the torque transmission shaft 1 is determined by the spring rate of the spiral springs 5.
  • the coil springs 6 are arranged supported on the outer ring 5.
  • the indentations in the inner ring 4 for the arrangement of the spiral springs 6 interrupt the full surface area of the inner ring 4.
  • the torsional vibration damper 3 further comprises hydraulic damping. This hydraulic damping is characterized by several along the Cavities 7 extending circumferentially U of the torsional vibration damper 3 and filled with hydraulic fluid are formed. These cavities 7 are formed by a suitable arrangement of the inner ring 4 to the outer ring 5.
  • each cavity 7 there is a constriction or gap 8 through which the hydraulic fluid flows when the outer ring 4, 5 rotates relative to one another and thus a speed-dependent damping caused.
  • a different damper rate can thus be set.
  • the size of the gap 8 or the diameter of the gap 8 can be actively changed, so that different damper properties can be achieved depending on the situation.
  • a semi-active valve or the like is conceivable.
  • the size of the gap 8 is selected such that torsional vibrations in the range between 10-15 Hz are damped.
  • the torsional vibration damper 3 is designed to be rotationally symmetrical in itself, so that there are no mass nonuniformities in the torque transmission shaft 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugabtriebswelle umfassend eine Drehmomentübertragungswelle (1) sowie ein antriebsseitiges Ende, welches mittels eines differentialseitigen Gelenks (2) mit einem Differential verbunden ist sowie ein abtriebsseitiges Ende, welches mittels eines radseitigen Gelenks mit einem angetriebenen Rad des Kraftfahrzeuges verbunden ist sowie zumindest einen Torsionsschwingungsdämpfer (3), wobei der Torsionsschwingungsdämpfer in einer Reihenschaltung zwischen der Drehmomentübertragungswelle und zumindest einem der Gelenke angeordnet ist.

Description

Abtriebswelle eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine Abtriebswelle eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die DE 10 2012 217 389 A1 verwiesen.
Die Abtriebswelle eines Fahrzeuges dient der Kraftübertragung zwischen dem Getriebe und einem angetriebenen Rad und ist ein Teil des Antriebsstrangs. Die Abtriebswelle überträgt das Drehmoment des Motors vom Getriebe oder Differential auf die Räder. Zudem muss sie alle Winkel- und Längenveränderungen ausgleichen, die von Aus- und Einfede rungen und Lenkbewegungen ausgehen.
Üblicherweise umfasst eine Abtriebswelle ein radseitiges (Fest)Gelenk, ein getriebeseitiges (Gleichlauf)Gelenk, eine Drehmomentübertragungswelle (üblicherweise als Metallvollwelle ausgebildet).
Während der Fahrt eines Fahrzeuges ist eine Abtriebswelle permanent hohen Belastungen ausgesetzt, weshalb die Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Steifigkeit und Werkstoffwahl an eine solche Abtriebswelle hoch sind.
Damit eine Abtriebswelle nicht zu steif ausgebildet ist, wird diese üblicher weise als verhältnismäßig dünne Metallvollwelle ausgebildet. Damit jedoch bei einer derartig dünnen Welle die Festigkeitsanforderung noch sicherge stellt werden können, wird die Welle durch aufwändige und teure Bearbei tungsverfahren verarbeitet und verhältnismäßig teure Werkstoffe verwendet.
Bei Kraftfahrzeugen mit Heckantrieb und Frontmotor muss das im Motor erzeugte Drehmoment über die gesamte Fahrzeuglänge zu den das Fahrzeug antreibenden Rädern übertragen werden. Hierzu werden zum Beispiel die Fahrzeugabtriebswelle antriebsseitig über ein Achsgetriebe mit der Kardanwelle gekoppelt, wobei die Kardanwelle mit dem entgegengesetz ten Ende dem Motor des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist und selbst eine Abtriebswelle darstellen kann. Der Triebstrang, der unter anderem aus der Kardanwelle und den Fahrzeugabtriebswellen besteht, ist dabei gegenüber einem Fahrzeug mit Frontantrieb aufwendiger und verdrehweicher ausgebil det. Dies führt dazu, dass der Triebstrang eines Kraftfahrzeugs mit Frontmo tor und Heckantrieb eher zu unerwünschten Schwingungen neigt, sodass die Fahrzeugabtriebswelle torsionale Schwingformen aufweisen kann. Jedoch können auch bei Fahrzeugen mit Frontmotor und Frontantrieb unerwünschte Schwingungen, insbesondere Torsionsschwingungen auftreten.
Die DE 10 2012 217 389 A1 beschreibt eine Fahrzeugabtriebswelle mit einem Torsionsschwingungsdämpfer Dieser Torsionsschwingungsdämpfer ist dabei als Gummielement um die Drehmomentübertragungswelle herumgestülpt. Die Drehmomentübertragungswelle ist also quasi mit dem Torsionsschwingungsdämpfer parallel geschaltet. Aufgrund einer geforderten großen Überstülpungslänge des Torsionsschwingungsdämpfers über die Welle ist die Abtriebswelle jedoch sehr massiv und groß ausgebildet. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abtriebswelle eines Fahrzeuges aufzu zeigen, welche eine zuverlässige Torsionsschwingungsdämpfung umfasst und dennoch kostengünstig und aufwandsarm hergestellt und ausgebildet sein kann.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch eine Fahrzeugabtriebswelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche. Die Fahrzeugabtriebswelle (auch als Abtriebswelle bezeichnet) umfasst dabei eine Drehmomentübertragungswelle. Diese Drehmomentübertra gungswelle ist dabei bevorzugt als Metallvollwelle ausgebildet. Alternativ kann diese auch rohrförmig ausgebildet sein.
Weiter umfasst die Abtriebswelle ein antriebsseitiges Ende, welches mittels eines differentialseitigen Gelenks mit einem Differenzial verbunden ist.
Ein radseitiges Ende der Abtriebswelle ist über ein radseitiges Gelenk mit einem angetriebenen Rad des Fahrzeuges verbunden.
Die Gelenke bzw. zumindest eines dieser stellen dabei insbesondere sogenannte Tripodegelenke dar. Tripodegelenke sind sogenannte Gleich- laufgelenke. Sie übertragen die Drehbewegung gleichförmig.
Weiterhin handelt es sich insbesondere um angetriebene Hinterräder einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung ist jedoch ebenfalls bei angetriebenen Vorderrädern einer Vorderachse oder bei einem Allradantrieb des Fahrzeuges denkbar.
Weiterhin umfasst die Abtriebswelle zumindest einen Torsionsschwingungs dämpfer, welcher bevorzugt zumindest annähernd ringförmig ausgebildet ist. Alternativ kann der Torsionsschwingungsdämpfer auch rund bzw. zumindest abschnittweise rund in seinem Querschnitt ausgebildet sein. Der Torsions schwingungsdämpfer ist dabei in einer Reihenschaltung mit einem der Gelenke (also dem radseitigen Gelenk und/oder dem differentialseitigen Gelenk) und der Drehmomentübertragungswelle angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Torsionsschwingungsdämpfer zwischen der Drehmomen tübertragungswelle und einem der Gelenke angeordnet bzw zwischenge- schaltet. Unter einer solchen Reihenschaltung ist im Sinne dieser Erfindung ein nacheinander erfolgender Schwingungsfluss von der Drehmomentüber tragungswelle zum Torsionsschwingungsdämpfer (bzw. andersherum, je nach Anordnungsvariante) gemeint. Im Stand der Technik, bei welchem ein Gummielement um die Drehmomentübertragungswelle gestülpt ist, verlaufen die Schwingungen gleichzeitig bzw. gleichförmig in den Torsionsschwin gungsdämpfer und in die Drehmomentübertragungswelle.
Bevorzugt ist ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer zwischen einem der beiden Gelenke und der Drehmomentübertragungswelle zwischengeschaltet. Alternativ ist es auch denkbar (je nach erwünschter Dämpfung), dass zwischen je einem Gelenk und der Drehmomentüberragungswelle jeweils ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet ist.
Der Torsionsschwingungsdämpfer ist dabei bevorzugt zumindest annähernd koaxial als ringförmiges Element zur Drehmomentübertragungswelle angeordnet. Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst dabei bevorzugt einen innen liegenden Innenring, welcher mit der Drehmomentübertra gungswelle fest (also nicht verschieb- oder verdrehbar) angeordnet ist. Der Innenring muss dabei nicht zwingendermaßen ringförmig ausgebildet sein, sondern kann auch zumindest annähernd in seinem Querschnitt kreisrund (also ohne einen Durchbruch) aus dem Vollen ausgebildet sein. Alternativ kann der Innenring auch als Innenmasse bezeichnet werden. Im Folgenden wird dieser dennoch als Innenring bezeichnet, auch wenn dieser (wie auch in den Zeichnungen zu erkennen) nicht zwingendermaßen ringförmig ausgebil- det sein muss. Der Innenring ist dabei weiter bevorzugt von einem Außen ring umgeben, welcher ebenfalls koaxial zum Innenring bzw. zur Drehmo- mentübertragungswelle angeordnet ist. Der Außenring umschließt den Innenring in dessen Umfangsrichtung dabei bevorzugt.
Gleiches bezüglich der Ringförmigkeit gilt auch für den Außenring. Auch dieser muss nicht zwingendermaßen ringförmig ausgebildet sein und kann auch als Außenmasse bezeichnet werden, welche die Innenmasse zumin dest teilweise umgibt.
Der Außen- und der Innenring sind dabei zueinander verdrehbar angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt können sich dabei der Innen- und der Außenring relativ zueinander verdrehen
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Innenring zumindest zwei rotatorisch angeordnete Spiralfedern umfasst, welche am Außenring abgestützt sind. Die Spiralfedern sind dabei mit deren Federlängsrichtung bzw. Federrichtung bevorzugt in Umfangsrichtung des Innenrings angeord- net, sodass diese bevorzugt Torsionsschwingungen der Drehmomentüber tragungswelle bzw. die relative Verdrehung des Innenrings zum Außenring abzufedern vermag.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass solche Spiralfedern über den gesamten Umfang des Innenrings verteilt angeordnet sind. Die Spiralfedern sind dabei bevorzugt rotationssymmetrisch über den Umfang des Innenrings angeordnet.
Bei Momenteneinleitung am Innenring (durch eine Drehung der Drehmomen tübertragungswelle) lassen die Spiralfedern eine relative Verdrehung (mit der jeweilig gewählten Federrate der Feder) zwischen Innen- und Außenring zu.
Durch die Reihenschaltung des Torsionsschwingungsdämpfers zwischen dem Differential und dem Rad kann Einstellung einer definierte Torsionsstei figkeit der Drehmomentübertragungswelle entfallen und direkt vom Torsions- Schwingungsdämpfer übernommen werden. Die verwendeten Spiralfedern übernehmen dann die Aufgabe der Drehmomentübertragungswelle. Folglich kann die die Drehmomentübertragungswelle kostengünstiger bei gleicher mechanischer Festigkeit gefertigt werden. Eine nachträgliche aufwändige mechanische Bearbeitung der Drehmomentübertragungswelle zur Festig keitserhöhung ist damit nicht mehr notwendig, da die Welle bereits dicker bzw massiver ausgebildet sein kann. Denn die Steifigkeit wird nicht mehr über den Querschnitt der Welle eingestellt sondern kann durch die Spiralfe dern eingestellt werden.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Torsionsschwingungsdämp- fer zumindest ein hydraulisches Dämpferelement umfasst. Das Dämpferele ment ermöglicht eine (frequenzselektive) Dämpfung der vom Motor oder von der Straße angeregten Torsionsschwingungen
Das hydraulische Dämpferelement ist dabei bevorzugt im Außenring des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet. Dabei umfasst der Außenring bevorzugt zumindest einen sich entlang des Umfangs des Torsionsschwin gungsdämpfers erstreckenden und mit Dämpfungsfluid befüllten Flohlraum. Besonders bevorzugt umfasst der Außenring dabei so viele Flohlräume, wie auch Spiralfedern
Jeder mit Dämpfungsfluid befüllte Hohlraum weist dabei bevorzugt zumin dest eine Engstelle auf, mittels welcher Engstelle bei Relativdrehung des Außenrings zum Innenring eine Dämpfung erfolgt. Bei Relativdrehung des Innenrings zum Außenring wird das Fluid durch die Engstelle gepresst und erzeugt damit eine Dämpfung, welche geschwindigkeitsabhängig ist
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Spiralfeder derart in ihrer Härte bzw in ihrer Federrate eingestellt ist, dass die Wand des Hohlraums bzw die Wand der Engstelle des Hohlraums niemals an dem an diesem abgestützten Innenring anschlägt
Neben der bereits genannten Einstellmöglichkeit der Torsionssteifigkeit der Drehmomentübertragungswelle über die Spiralfeder dient die Spiralfeder zusätzlich vorteilhaft als Rückstellfeder für das hydraulische Dämpferele ment. Der Hohlraum geht durch geeignete Einstellung der Federrate der Spiralfeder damit niemals auf Anschlag (also in Berührung mit dem Innenring).
Das hydraulische Dämpferelement (also bevorzugt der oben beschriebene mit hydraulikfluid befüllte Hohlraum) ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass es Torsionsschwingungen in einem Frequenzbereich von 10 - 15 Hz dämpft. Insbesondere kann dadurch ein aus dem Stand der Technik als „Anfahrstempeln“ bezeichnetes Schwingungsphänomen verhindert bzw. gedämpft werden. Jedoch fallen unter diesen Frequenzbereich weitere für den Fahrer spür - oder hörbare Schwingungen, welche der Torsionsschwin gungsdämpfer vorteilhaft zu vermeiden vermag. Es ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgese hen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer in sich (also mit dessen bevorzugt Bestandteilen, wie beispielsweise den Hohlraum und der Spiralfeder) rotationssymmetrisch (zur Drehachse bzw. zur Drehmomen tübertragungswelle) ausgebildet ist. Dies ist insbesondere für eine gleichmä- ßige Masseverteilung zu Gunsten einer gleichmäßigen Belastung und Krafteinleitung der Drehmomentübertragungswelle wünschenswert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, dass der Außenring des Torsionsschwingungsdämpfers gleichzeitig das Gehäuse des Gelenks darstellt, zwischen welchem Gelenk und der Drehmomentübertragungswelle dieser Torsionsschwingungsdämp fer angeordnet ist. Der Außenring des T orsionsschwingungsdämpfers ist damit Teil des Gelenks bzw. des Gelenkgehäuses (also entweder des radseitigen oder des differentialseitigen Gelenks). Ein in das Gelenk integrierter Torsionsschwingungsdämpfer ist damit vorteilhaft möglich. Eine derartige Fahrzeugabtriebswelle ermöglicht dabei neben einer geschwindigkeitsabhängigen Torsionsschwingungsdämpfung gleichzeitig eine Einstellung der Torsionssteifigkeit der Abtriebswelle über den Torsions schwingungsdämpfer, und damit eine kostengünstigere und weniger komplexe Herstellung
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombi- nationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebe nen Merkmale sein.
Figur 1 zeigt dabei ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Abtriebswelle eines Fahrzeuges in einer Seitenansicht der Abtriebswelle.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen beispielhaften Torsionsschwin gungsdämpfer aus Figur 1.
In Figur 1 ist ein Teil einer Abtriebswelle eines Fahrzeuges abgebildet, welche eine Drehmomentübertragungswelle 1 umfasst, die ein nicht eingezeichnetes angetriebenes Fahrzeugrad mittels eines ebenfalls nicht eingezeichneten radseitigen Gelenks mit einem nicht eingezeichneten Differential verbindet. Das Differential ist dabei über ein differentialseitiges Gelenk 2 mit der Drehmomentübertragungswelle 1 verbunden. Daneben umfasst die Abtriebswelle einen Torsionsschwingungsdämpfer 3, welcher als Reihenschaltung mit der Drehmomentübertragungswelle 1 und dem differentialseitigen Gelenk 2 angeordnet ist. Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht A-A durch den Torsionsschwingungs dämpfer 3. Dieser umfasst dabei einen Innenring 4 sowie einen den Innenring 4 umgebenden Außenring 5. Der Innenring 4 ist dabei fest bzw. drehfest mit der Drehmomentübertragungswelle 1 verbunden. Der Innenring 4 und der Außenring 5 sind dabei relativ zueinander um die Drehachse D der Drehmomentübertragungswelle 1 verdrehbar miteinander verbunden. Der Innenring 4 ist dabei nicht zwingendermaßen ringförmig ausgebildet, sondern zumindest annähernd in seinem Querschnitt vollflächig ausgebildet. Im Folgenden wird dieser dennoch als Innenring 4 bezeichnet, auch wenn dieser (wie auch in den Zeichnungen zu erkennen) nicht ringförmig ausgebil- det ist. Gleiches gilt auch für den Außenring 5.
Weiterhin umfasst der Innenring 4 mehrere in Umfangsrichtung U des Innenrings 4 angeordnete Spiralfedern 6. Diese sind rotationssymmetrisch, wie auch der Rest des Torsionsschwingungsdämpfers 3, zueinander angeordnet.
Bei einer Relativbewegung zwischen dem Innen- 4 und dem Außenring 5, wird die Torsionssteifigkeit der Drehmomentübertragungswelle 1 durch die Federrate der Spiralfedern 5 bestimmt. Die Spiralfedern 6 sind dazu am Außenring 5 abgestützt angeordnet. Die Einbrüche im Innenring 4 zur Anordnung der Spiralfedern 6 unterbrechen dabei die genannte Vollflächig- keit des Innenrings 4. Der Torsionsschwingungsdämpfer 3 umfasst weiterhin eine hydraulische Dämpfung. Diese hydraulische Dämpfung ist durch mehrere sich entlang des Umfangs U des Torsionsschwingungsdämpfers 3 erstreckende und mit Hydraulikflüssigkeit befüllte Hohlräume 7 gebildet. Diese Hohlräume 7 werden durch eine geeignete Anordnung des Innenrings 4 zum Außenring 5 gebildet ln jedem Hohlraum 7 ist dabei eine Engstelle bzw. ein Spalt 8 angeordnet, durch welche das Hydraulikfluid bei einer Relativdrehung des Außen- zum Innenrings 4, 5 hindurch strömt und damit eine geschwindig keitsabhängige Dämpfung verursacht. Je nach Größe des Spalts 8 kann somit eine unterschiedliche Dämpferrate eingestellt werden.
Es ist alternativ auch möglich, dass die Größe des Spalts 8 bzw. der Durchmesser des Spalts 8 aktiv verändert werden kann, sodass situations bedingt unterschiedliche Dämpfereigenschaften erreicht werden können. Hierzu ist ein semiaktives Ventil oder ähnliches denkbar.
Dabei ist in diesem Falle der Spalt 8 derart in dessen Größe gewählt, dass Torsionsschwingungen im Bereich zwischen 10-15 Hz gedämpft werden.
Weiterhin ist es, wie bereits genannt und in beiden Figuren zu erkennen, vorzugsweise vorgesehen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer 3 in sich rotationsymmetrisch ausgebildet ist, sodass es nicht zu Masseungleichför- migkeiten in der Drehmomentübertragungswelle 1 kommen kann.
Es ist weiterhin vorgesehen, wie in Figur 1 zu erkennen, dass der Außenring 5 des Torsionsschwingungsdämpfers 3 gleichzeitig das Gehäuse 9 des differentialseitigen Gelenks 2 darstellt. Somit wird ein in das Gelenk 2 integrierter Torsionsschwingungsdämpfer 3 einer Fahrzeugabtriebswelle aufgezeigt, welcher vorteilhaft sowohl schwingungsdämpfende Eigenschaf ten aufweist, als auch die Torsionssteifigkeitsfunktion der Drehmomentüber tragungswelle 1 übernimmt. Bezuqszeichenliste: 1 Drehmomentübertragungswelle
2 Differenzialseitiges Gelenk
4 Innenring
5 Außenring
6 Spiralfeder
7 Hohlraum
8 Spalt
9 Gehäuse
A Schnittachse
D Drehachse
U Umfangsrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrzeugabtriebswelle umfassend
• eine Drehmomentübertragungswelle (1 ) sowie
• ein antriebsseitiges Ende, welches mittels eines differentialseitigen Ge lenks (2) mit einem Differential verbunden ist sowie
• ein abtriebsseitiges Ende, welches mittels eines radseitigen Gelenks mit einem angetriebenen Rad des Kraftfahrzeuges verbunden ist sowie
• zumindest einen Torsionsschwingungsdämpfer (3)
dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschwingungsdämpfer (3) in einer Reihenschaltung mit der der Drehmomentübertragungswelle (1 ) und zumindest einem der Gelenke (2) angeordnet ist.
2. Fahrzeugabtriebswelle nach Anspruch 1 , wobei der Torsionsschwingungs dämpfer (3) einen Innenring (4) umfasst, welcher fest mit einem Ende der Drehmomentübertragungswelle verbunden ist.
3. Fahrzeugabtriebswelle nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer (3) einen koaxial um den Innenring (4) aus gebildeten Außenring (5) umfasst, wobei der Innen- (4) und der Außenring (5) relativ zueinander verdrehbar sind.
4. Fahrzeugabtriebswelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Innenring (4) zumindest zwei in Umfangsrichtung (U) angeordnete Spi ralfedern (6) umfasst, welche am Außenring (5) abgestützt sind.
5. Fahrzeugabtriebswelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer (3) zumindest ein hydraulisches Dämpferelement umfasst.
8. Fahrzeugabtriebswelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Außenring (5) zumindest ein sich entlang des Umfangs des Torsions schwingungsdämpfers (3) erstreckender mit Dämpfungsfiuid befüllter Hohl- raum (7) angeordnet ist, welcher zumindest eine Engstelle (8) aufweist mit tels welcher Engstelle (8) bei einer Relativdrehung des Außenrings (5) zum Innenring (4) eine Dämpfung erfolgt.
7. Fahrzeugabtriebswelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Dämpfung eine semiaktive Dämpfung ist.
8. Fahrzeugabtriebswelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das hydraulische Dämpferelement derart eingerichtet ist, dass es Schwin gungen in einem Frequenzbereich von 10 - 15 Hz dämpft.
9. Fahrzeugabtriebswelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer (3) rotationssymmetrisch zur Drehachse (D) ausgebildet ist.
10. Fahrzeugabtriebswelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Außenring (5) Teil des Gehäuses (9) des radseitigen und/oder des diffe rentialseitigen Gelenks (2) ist.
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