Einteilige CFK-Längswelle mit Fadengelenk für den Triebstrang von PKW mit Standardantrieb

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Einteilige CFK-Längswelle mit Fadengelenk für den Triebstrang von PKW mit Standardantrieb

Mintzlass, J. / Dullenkopf, D.

Vorgestellt wird ein Konzept einer einteiligen Leichtbau-Längswelle für den Triebstrang von Pkws mit Standardantrieb bzw. Allradantrieb. Die Längswelle besteht aus einem CFK-Rohr mit Fadengelenken an beiden Seiten. An der Seite zum Achsgetriebe ist dieses Gelenk über einen Längspressverband mit dem Rohr verbunden. Zum Getriebe befindet sich ein Längenausgleich mit faserverstärkter Kunststoffverzahnung in der Nabe zwischen Rohr und Fadengelenk. Die Verzahnung weist eine an die Belastung optimierte Geometrie auf, welche die Ausführung in Kunststoff überhaupt erst ermöglicht. Bei den Fadengelenken kommen Glasfaserstränge zur Kraftübertragung und zur Realisierung des Winkelausgleichs zum Einsatz. Ein Crashelement ist impliziert, welches die Crashfunktionalität durch ein Aufspleißen des CFK-Rohres erfüllt. Gegenüber der konventionellen Stahlgelenkwelle entfallen das Mittengelenk und die Mittenlagerung. Die Wirtschaftlichkeit ist hierbei nicht nur durch das Material CFK bestimmt, sondern auch durch die Fertigung der einzelnen Bauteile sowie durch die Montage der Gesamtwelle. Diese Aspekte wurden daher bereits in der Konzeptphase berücksichtigt. Die Längswelle wurde untersucht hinsichtlich der Aspekte Festigkeit, Haltbarkeit und schwingungstechnisches Verhalten. Ein Vergleich mit dem entsprechenden Serienbauteil fand statt hinsichtlich des Bauteilgewichts und der Wirtschaftlichkeit.