DE1113367B

DE1113367B - Drive shaft for motor vehicles

Info

Publication number: DE1113367B
Application number: DEG25055A
Authority: DE
Inventors: John Zackary Delorean
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1957-08-05
Filing date: 1958-08-05
Publication date: 1961-08-31
Also published as: FR1209430A

Description

Antriebswelle für Kraftfahrzeuge Die.Erfindung bezieht sich auf eine Antriebswelle für Kraftfahrzeuge, die in spannungsfreiem Zustand gerade ist und zur Drehmomentübertragung in nicht gerader Lage durch Spannungen gehalten wird, die sich durch außerhalb einer Geraden liegende Abstützungen an beiden Enden der Welle ergeben.Drive shaft for motor vehicles The invention relates to a Drive shaft for motor vehicles that is straight in the de-energized state and is held in a non-straight position by tensions for torque transmission, which is due to supports lying outside a straight line at both ends of the Wave result.

Die übertragung einer Kraft von der Antriebsmaschine zu den Lastwellen durch Drehbewegung ist dann schwierig, wenn sie nicht in einer geraden Linie von der Antriebsmaschine ausgehend erfolgen kann. Dieser Fall ergibt sich besonders bei Kraftfahrzeugen, bei denen die Antriebsmaschine in der Nähe des Vorderendes des Fahrzeugs und die Antriebsräder am rückwärtigen Ende des Fahrzeugs liegen. Die Antriebswelle zwischen der Antriebsmaschine und dem rückwärtigen Fahrzeugende muß ziemlich tief liegen, besonders unterhalb des Fahrgastabteils. Diese Höhe ist häufig bedeutend niedriger als die der Kurbelwelle der Antriebsmaschine und der Eingangswelle des Differentialgetriebes. Um die Verwendung von einem oder mehreren Universalgelenken zu vermeiden, die teuer sind, Wartung erfordern und Schwingungsprobleme zeitigen, sind nicht geradlinige Antriebswellen bekannt. Diese sind unterVerwendungvonSchraubenfedern oder von biegsamen Wellen, die schraubenfederförmig bzw. seilförmig gewickelt sind, gebildet. Diese Bauarten ergeben jedoch eine schlechte Drehmomentübertragung, abgesehen davon, daß sie teuer und wegen der verwendeten Federn auch störanfällig sind sowie im Verhältnis zu ihrem Querschnitt und Materialaufwand nur ein geringes Drehmoment übertragen können.The transmission of a force from the prime mover to the load shafts by rotating movement is difficult when it is not in a straight line of the prime mover can be carried out starting from. This case arises particularly in automobiles where the prime mover is near the front end of the vehicle and the drive wheels are at the rear of the vehicle. the Drive shaft between the prime mover and the rear end of the vehicle must lie fairly low, especially below the passenger compartment. This height is common significantly lower than that of the engine crankshaft and input shaft of the differential gear. To use one or more universal joints avoid which are expensive, require maintenance and cause vibration problems, drive shafts that are not linear are known. These are using coil springs or of flexible shafts that are wound in the shape of a helical spring or rope, educated. However, these designs result in poor torque transmission, apart from that from the fact that they are expensive and also prone to failure because of the springs used Only a small torque in relation to its cross-section and material expenditure can transfer.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten, nicht geradlinigen Antriebswellen zu beseitigen.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the known, not linear Eliminate drive shafts.

Die Erfindung besteht darin, daß die zwischen dem Fahrzeugantriebsmotor und den Triebrädern das Drehmoment übertragende Welle als einteilige Metallstange ausgebildet ist. Hierdurch wird eine billige und zuverlässige Bauart erreicht.The invention consists in that between the vehicle drive motor and the drive wheels the torque-transmitting shaft as a one-piece metal rod is trained. This results in a cheap and reliable design.

Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen. Für die Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.The scope of the invention is evident from the claims. For the subclaims Protection is only sought in connection with the main claim.

An Hand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig.l die Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebswelle nach der Erfindung, Fig:2 eine Seitenansicht des in Fig.1 gezeigten Rahmens, Fig. 2 a eine schematische Seitenansicht, die die auf die Welle wirkenden Biegekräfte veranschaulicht, Fig.3 einen Längsschnitt durch einen Teil der Welle und die Abstützung auf der Antriebsmaschinenseite, Fig.4 einen Längsschnitt durch einen Teil der Welle sowie die Abstützung am rückwärtigen Fahrzeugende und Fig.5 bis 8 Seitenansichten abgewandelter Bauformen.The invention is explained by way of example with the aid of the drawings. In the drawings Fig.l shows the top view of a motor vehicle with a drive shaft according to the invention, Fig. 2 is a side view of the frame shown in Fig. 1, Fig. 2a is a schematic side view showing the bending forces acting on the shaft Fig.3 illustrates a longitudinal section through part of the shaft and the support on the drive machine side, Figure 4 is a longitudinal section through part of the shaft as well as the support at the rear end of the vehicle and Fig. 5 to 8 side views modified designs.

Das Kraftfahrzeug hat einen zusammengesetzten Rahmen 1, auf dessen Vorderteil ein Antriebsmotor 2 gelagert ist (Fig.1). An der Rückseite des Antriebsmotors 2 ist ein Gehäuse 22 befestigt. Der Antriebsmotor 2 und das Gehäuse 22 werden von zwei mit Querabstand voneinander liegenden Seitenpratzen 3 und einem rückwärts liegenden Querträger 24 getragen. Am rückwärtigen Teil des Rahmens 1 liegt ein kombiniertes Gangschalt- und Differentialgetriebe 4, das -von zwei mit Querabstand voneinander liegenden Seitenpratzen 5 und einer rückwärtigen Pratze getragen wird. Mit den Ausgangwellen des Differentialgetriebes 4 sind über Kugelgelenkkupplungen 7 Schwinghalbachsen 6 verbunden, die angetriebene Hinterräder 8 tragen. Jedes Rad 8 ist drehbar am Außenende einer Hinterachsschubstange g gelagert, deren Innenenden über Gelenkverbindungen 10 bzw. 11 an das Gehäuse des Gangschalt und Differentialgetriebes 4 angeschlossen sind.The motor vehicle has a composite frame 1, on the front part of which a drive motor 2 is mounted (FIG. 1). A housing 22 is attached to the rear of the drive motor 2. The drive motor 2 and the housing 22 are supported by two lateral claws 3, which are located transversely from one another, and a transverse support 24 located at the rear. On the rear part of the frame 1 is a combined gear shift and differential gear 4, which-is supported by two transversely spaced lateral claws 5 and a rear claw. With the output shafts of the differential gear 4 7 swing half axles 6 are connected via ball joint couplings, which carry driven rear wheels 8. Each wheel 8 is rotatably mounted on the outer end of a rear axle push rod g, the inner ends of which are connected to the housing of the gear shift and differential gear 4 via articulated connections 10 and 11, respectively.

Der Antriebsmotor 2 hat eine Kurbelwelle 26, die nach rückwärts und unten gerichtet ist und am rückwärtigen Ende einen radialen Flansch 28 (Fig. 3) trägt. Eine Wellenkupplung 30 hat einen radialen Flansch 32, der durch Schrauben 34 reit dexn Flansch 28 verbunden ist. Die Wellenkupplung 30 hat eine zentrale Bohrung, die im vorderen Teil eine Kerbverzahnung aufweist und im rückwärtigen Teil nach vorn verjüngt ausgebildet ist. -- Eine feste, einteilige Antriebswelle 20 -aus Metallerstreckt sich vom Antriebsmotor 2 zum Gangschalt-und Differentialgetriebe 4. Am vorderen Ende hat sie einen Gewindezapfen 42, einen kerbverzahnten Teil 36 und einen verjüngten Teil 38. Das vordere Ende der Antriebswelle 20 ist in die Wellenkupplung 30 eingeführt und durch die Kerbverzahnung 36 an einer Relativdrehung gegen die Wellenkupplung 30 gehindert. Auf den Gewindezapfen 42 wird eine Mutter 40 aufgeschraubt, bis der verjüngte Teil 38 fest gegen den verjüngten Teil der Bohrung der Wellenkupplung angezogen ist, so daß axiale Relativbewegungen zwischen der Welle und der Wellenkupplung verhindert sind.The drive motor 2 has a crankshaft 26 which is directed backwards and downwards and at the rear end carries a radial flange 28 (FIG. 3). A shaft coupling 30 has a radial flange 32 which is connected to the flange 28 by screws 34. The shaft coupling 30 has a central bore which has a serration in the front part and which tapers towards the front in the rear part. - A solid, one-piece metal drive shaft 20 extends from the drive motor 2 to the gear shift and differential gear 4. At the front end it has a threaded pin 42, a splined part 36 and a tapered part 38. The front end of the drive shaft 20 is in the Shaft coupling 30 introduced and prevented by the serration 36 from rotating relative to shaft coupling 30. A nut 40 is screwed onto the threaded pin 42 until the tapered part 38 is firmly tightened against the tapered part of the bore of the shaft coupling, so that relative axial movements between the shaft and the shaft coupling are prevented.

Das Gangschah- und Differentialgetriebe 4 hat eine hohle Eingangswelle 44, die im Getriebegehäuse drehbar gelagert sowie nach vorn und unten gerichtet ist (Fig. 4). Das rückwärtige Ende der Antriebswelle 20 trägt eine Kerbverzahnung 46, die mit einer Kerbverzahnung in der Innenwand der Eingangswelle 44 zusammenpaßt, so daß eine Relativdrehung zwischen der Antriebswelle 20 und der Eingangswelle 44 verhindert ist. Die Kerbverzahnung gestattet jedoch eine axiale Relativbewegung, der beiden Wellen zueinander. Die Antriebswelle 20 hat hierzu einen Teil größeren Durchmessers, der in der Hohlwelle 44 gleitend geführt ist. -Die Antriebswelle 20 ist vor dem Zusammenbau gerade und spannungsfrei. Die Kurbelwelle 26 und die Eingangswelle 44 liegen zwar in der Draufsicht (Fig. 1) in einer Geraden, jedoch nicht in der Seitenansicht (Fig. 2). Daher wird die Antriebswelle 20 beim Einbau gekrümmt und erhält Spannungen, wobei die Wellenkupplung 30 und die Eingangswelle 44 Biegemomente aus den Kräftepaaren P-P bzw. P'-P' (Fig. 2 a) auf jedes Ende der Antriebswelle 20 ausüben, die diese gekrümmt halten. Die Kräftepaare P-P und P'-P' liegen in der gleichen Ebene, da die Wellen 26 und 44 in Draufsicht in einer Geraden liegen. Die Achsen der Wellenkupplung 30 und der Eingangswelle 44 bilden Tangenten eines in der Ebene der Biegemomente liegenden gemeinsamen Kreises, so daß die Biegemomente an jedem Ende der Antriebswelle 20 einander gleich sind.The gearshift and differential gear 4 has a hollow input shaft 44 which is rotatably mounted in the gear housing and is directed forward and downward (FIG. 4). The rear end of the drive shaft 20 carries a serration 46 which mates with a serration in the inner wall of the input shaft 44 so that a relative rotation between the drive shaft 20 and the input shaft 44 is prevented. However, the serration allows an axial relative movement of the two shafts to one another. For this purpose, the drive shaft 20 has a part with a larger diameter, which is guided in a sliding manner in the hollow shaft 44. -The drive shaft 20 is straight and tension-free prior to assembly. The crankshaft 26 and the input shaft 44 lie in a straight line in the plan view (FIG. 1), but not in the side view (FIG. 2). Therefore, the drive shaft 20 is curved during installation and receives stresses, the shaft coupling 30 and the input shaft 44 exerting bending moments from the force pairs PP and P'-P '(Fig. 2a) on each end of the drive shaft 20, which keep them curved . The pairs of forces PP and P'-P 'lie in the same plane, since the shafts 26 and 44 lie in a straight line in plan view. The axes of the shaft coupling 30 and the input shaft 44 form tangents of a common circle lying in the plane of the bending moments, so that the bending moments at each end of the drive shaft 20 are equal to one another.

Die Biegespannungen jedes Flächenteils der Antriebswelle mit Ausnahme der in der Achse der Welle liegenden Teile pendeln während einer Umdrehung der Welle von einer maximalen Zugspannung über Null zu einer maximalen Druckspannung, um über Null wieder zur maximalen Zugspannung anzuwachsen.The bending stresses of every surface part of the drive shaft with the exception the parts lying in the axis of the shaft oscillate during one revolution of the shaft from a maximum tensile stress above zero to a maximum compressive stress to about Zero to grow back to maximum tensile stress.

Die durch die Kräftepaare P-P und P'-P' bedingten Biegemomente können aus dem Zentriwinkel 0 des von der durchgebogenen Welle gebildeten Bogens über die Gleichung, errechnet werden, in der E der Elastizitätsmodul des Wellenwerkstoffes, T das Trägheitsmoment des Wellenquerschnitts und L die Länge der Welle ist. Diese Gleichung ist nur genau, wenn die Welle nach einem reinen Kreisbogen durchgebogen ist. - Sind die Biegemomente an den Wellenenden nicht einander gleich, was der Fall ist, wenn die Momente an Teilen der Welle einwirken, die nicht .tangential an einem gemeinsamen Kreis liegen, so müssen die Biegemomente in bekannter Weise analytisch ermittelt werden.The bending moments caused by the pairs of forces PP and P'-P 'can be calculated from the central angle 0 of the arc formed by the bent shaft using the equation, can be calculated, in which E is the modulus of elasticity of the shaft material, T is the moment of inertia of the shaft cross-section and L is the length of the shaft. This equation is only accurate if the shaft is bent in a pure arc. - If the bending moments at the shaft ends are not equal to each other, which is the case if the moments act on parts of the shaft that are not tangential to a common circle, the bending moments must be determined analytically in a known manner.

Die maximale Spannung S infolge des Biegemoments , kann _ durch die Gleichung ermittelt werden, in der c der Radius der Welle ist.The maximum stress S due to the bending moment can be given by the equation where c is the radius of the shaft.

Überträgt die Antriebswelle 20 Drehmoment von der Antriebsmaschine zu den Lastwellen, so kann die maximale Schubspannung Maxs in der runden Welle aus der Gleichung Maxs errechnet werden, in der T das übertragene Drehmoment ist. Beträgt z. B. der Zentriwinkel 0 7°, die Länge L der Welle etwa 182 cm, der Elastizitätsmodul E 2111628 kg/cm2 und der Radius c der Welle 0,95 cm, so sind die Biegemomente M an jedem Wellenende 1696 kgcm, die maximale BiegespannungS 1336 kg/cm2, und wenn durch die Welle ein Drehmoment T von 4830 kg/cm übertragen wird, ergibt sich eine maximale Schubspannung von 3565 kg/cm2.If the drive shaft 20 transmits torque from the drive machine to the load shafts, the maximum shear stress Maxs in the round shaft can be derived from the equation Maxs can be calculated, in which T is the transmitted torque. Is z. B. the central angle 07 °, the length L of the shaft about 182 cm, the modulus of elasticity E 2111 628 kg / cm2 and the radius c of the shaft 0.95 cm, the bending moments M at each end of the shaft are 1696 kg cm, the maximum bending stress S 1336 kg / cm2, and if a torque T of 4830 kg / cm is transmitted through the shaft, the result is a maximum shear stress of 3565 kg / cm2.

Die maximale Schubspannung Maxs ist bei konstanter maximaler Drehmomentübertragung konstant und ändert sich daher nicht durch das Umlaufen der Welle. Dagegen ändern sich die Biegespannungen von einem positiven Maximum (Zugspannung) zu einem negativen Maximum (Druckspannung). Diese Spannungen addieren sich nicht arithmetisch, weil die maximale Schubspannung in einem Winkel zu den Biegespannungen liegt, jedoch kann die Gesamtspannung in bekannter Weise rechnerisch oder graphisch ermittelt werden. Die Vereinigung der maximalen Schubspannung mit den veränderlichen Biegespannungen ergibt in dem angeführten Beispiel eine maximale Spannung von 4289 kg/cm2 und eine minimale Spannung von 2953 kg/cm2. Dies bedeutet eine mittlere Spannung von 3621 kg/cm2.The maximum shear stress Maxs is at a constant maximum torque transmission constant and therefore does not change as the shaft rotates. Change against it the bending stresses change from a positive maximum (tensile stress) to a negative one Maximum (compressive stress). These tensions do not add up arithmetically because the maximum shear stress is at an angle to the bending stresses, however the total voltage can be determined mathematically or graphically in a known manner will. The union of the maximum shear stress with the variable bending stresses results in the example given a maximum tension of 4289 kg / cm2 and a minimum tension of 2953 kg / cm2. This means a mean voltage of 3621 kg / cm2.

Wenn die auf die Welle ausgeübten Biegemomente in einer gemeinsamen Ebene tangential zu einem gemeinsamen Kreis liegen, entsteht über die ganze Länge der Welle ein gleichmäßige maximale Biegespannung. Es kann daher eine Welle gleichmäßigen Durchmessers gewählt werden, um unter bestmöglicher Ausnutzung des Werkstoffes die Spannungen sicher aufzunehmen.When the bending moments exerted on the shaft are in a common A plane tangent to a common circle is created over the entire length the shaft has a uniform maximum bending stress. It can therefore make a wave even Diameter can be selected in order to make the best possible use of the material Safe to absorb tension.

Liegen die auf die Enden der Welle wirkenden Kräftepaare P-P und P'-P' nicht in einer Geraden und sind daher nicht einander gleich, wie dies z. B. der Fall ist, wenn die Achse der Kurbelwelle 26 und die Achse der Eingangswelle 44 nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen, so ergeben sich an einigen Stellen längs der Welle größere Biegespannungen als an anderen Stellen. Liegt die Angriffsrichtung der Momente nicht normal zu Tangenten eines gemeinsamen Kreises, so ändern sich die Biegespannungen über die ganze Länge der Welle, auch wenn die Momente in einer gemeinsamen Ebene liegen.Are the pairs of forces P-P and P'-P 'acting on the ends of the shaft not in a straight line and are therefore not equal to each other, as z. B. the The case is when the axis of the crankshaft 26 and the axis of the input shaft 44 are not lie in a common plane, in some places along the Wave greater bending stresses than elsewhere. Is the direction of attack the moments not normal to tangents of a common circle, so change the bending stresses over the entire length of the shaft, even if the moments are in a common plane.

Im Verhältnis zum Fahrzeug kann die Krümmung der Welle-in-einer Ebene liegen, die einen Winkel zur senkrechten - oder waagerechten Ebene des Fahrzeugs bildet, so daß die Welle sowohl in der Draufsieht als in der Seitenansicht gekrümmt erscheint.In relation to the vehicle, the curvature of the shaft can be in one plane that are at an angle to the vertical or horizontal plane of the vehicle forms so that the shaft is curved both in the plan view and in the side view appears.

Die tatsächlichen maximalen Biegespannungen und die sich ergebenden maximalen und minimalen zusammengesetzten Spannungen bei einer anders als nach einem Kreisbogen gekrümmten Welle können in bekannter Weise errechnet werden. Solange die errechnetenWerte unterhalb der Sicherheitsspannungen des jeweiligen Wellenwerkstoffes bleiben, wird die Welle für unbegrenzte Zeit sicher und einwandfrei laufen.The actual maximum bending stresses and the resulting maximum and minimum composite stresses at one other than after one Circular arc curved shaft can be calculated in a known manner. So long the calculated values below the safety voltages of the respective Shaft material remain, the shaft will be safe and flawless for an unlimited period of time to run.

Es kann mathematisch nachgewiesen werden, daß die kritische Drehzahl einer verspannten Welle wesentlich höher liegt als die einer spannungsfreien Welle. Bei einer gekrümmten und gespannten Welle ist die für. eine Resonanzschwingung maßgebliche Steifigkeit nicht der eines Balkens gleichzusetzen, sondern ähnelt mehr der eines Bogens, der in der Ebene des Bogens steifer ist als in einer zum Bogen senkrechten Ebene. Diese erhöhte Steifigkeit der Welle infolge der Wirkung des Bogens ergibt eine wesentlich höhere kritische Drehzahl als für eine gerade Welle, die als Balken kreisförmigen Querschnitts anzusehen ist, der in allen Ebenen die gleiche Steifigkeit hat. Diese größere Steifigkeit, wenn auch nur in einer Ebene, hat die Wirkung, daß die Welle unausgeglichenen Fliehkräften besser widersteht, die eine gerade, nicht vorgespannte Welle zum Ausbiegen oder Schwingen bringen. Es wird bei einem halben Umlauf der Welle jede unausgeglichene Kraft, da der Schwerpunkt der Welle nicht in der Drehachse liegt, durch die erhöhte Steifigkeit der Welle ausgeglichen, wenn die Kraft die Fläche der maximalen Biegespannung durchläuft. Da die Welle in bezug auf die Steifigkeit bzw. Widerstandskraft gegen Ausbiegungen und kritische Drehzahl nicht die üblichen Eigenschaften einer geraden Welle hat, ist sie in dieser Beziehung einer geraden Welle überlegen.It can be proven mathematically that the critical speed a stressed shaft is significantly higher than that of a stress-free shaft. In the case of a curved and tensioned shaft, this is for. a resonance oscillation is decisive Rigidity is not to be equated with that of a beam, but rather resembles that of a Arch that is stiffer in the plane of the arch than in a plane perpendicular to the arch Level. This increased stiffness of the shaft results from the action of the arch a much higher critical speed than for a straight shaft that is used as a beam circular cross-section, which has the same rigidity in all planes Has. This greater rigidity, even if only in one plane, has the effect that the shaft is better able to withstand unbalanced centrifugal forces, the one straight, not Make the preloaded shaft deflect or vibrate. It will be at a half Orbiting the shaft any unbalanced force because the center of gravity of the shaft is not lies in the axis of rotation, compensated by the increased rigidity of the shaft, if the force passes through the area of maximum bending stress. Since the wave in relation on the stiffness or resistance to deflection and critical speed does not have the usual properties of a straight wave, it is in this respect superior to a straight wave.

Die Erhöhung der kritischen Drehzahl oder der Eigenschwingungszahl der gekrümmten, vorgespannten Welle gegenüber einer spannungsfreien Welle ist wichtig, da dies den Entwurf einer Welle für maximale Schubspannung mit kleinem Wellendurchmesser gestattet an Stelle einer Welle großer Steifigkeit mit großem Wellendurchmesser, die ein weit größeres Drehmoment übertragen könnte, als gefordert wird.The increase in the critical speed or the natural frequency the curved, pre-stressed shaft versus a stress-free shaft is important, as this is the design of a shaft for maximum shear stress with a small shaft diameter allows instead of a shaft of great rigidity with a large shaft diameter, which could transmit a far greater torque than is required.

Die Erfindung kann bei Anlagen angewendet werden, bei denen das eine Wellenende relativ zum anderen Wellenende beweglich ist. In diesem Falle werden sich die Biegespannungen beträchtlich ändern. Solange indessen die errechneten maximalen und minimalen Spannungen im Vergleich zu der maximalen Spannung unterhalb der Dauerfestigkeitsgrenze des verwendeten Werkstoffs liegen, ist der Entwurf in Ordnung.The invention can be applied to systems in which the one Shaft end is movable relative to the other shaft end. In this case it will be the bending stresses change considerably. As long as the calculated maximum and minimum stresses compared to the maximum stress below the fatigue limit of the material used, the design is OK.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Bauart, bei der das Wechselgetriebe Tr am Vorderende der Antriebswelle 20 liegt, die unmittelbar mit der Eingangswelle des Differentialgetriebes D verbunden ist. Das Drehmoment und damit die Schubspannungen in der Welle sind in diesem Falle größer als die der Bauart nach Fig. 1 bis 4. Dies kommt daher, weil das Motordrehmoment durch die maximale Drehmomentverstärkung des Wechselgetriebes vergrößert wird. Ist das Motordrehmoment genügend klein, so daß trotz der Verstärkung durch das Wechselgetriebe die sich ergebende Schubspannung eine genügend kleine kombinierte Spannung zeitigt, so kann diese Anordnung gewählt werden.Fig. 5 shows a modified design in which the change gear Tr is located at the front end of the drive shaft 20, which is directly connected to the input shaft of the differential gear D is connected. The torque and thus the shear stresses in the shaft are larger in this case than those of the type according to FIGS. 1 to 4. This is because the engine torque is increased by the maximum torque gain of the Gearbox is enlarged. Is the engine torque sufficiently small that despite the amplification by the change gear, the resulting shear stress If the combined voltage is sufficiently small, this arrangement can be chosen will.

Fig. 6 zeigt eine andere abgewandelte Bauform der Erfindung. Hier liegt die Drehachse der Antriebsmaschine En in der gleichen Ebene wie die Achse des Getriebes Tr, jedoch nicht in einer Geraden, sondern parallel zu dieser. Die biegenden Momente wirken nicht auf Tangenten eines gemeinsamen Kreises, sondern auf Tangenten zweier Kreise, die die Radien R1 bzw. R2 haben. Bei genauer Ausrichtung der Angriffspunkte der Momente können die beiden Radien gleich groß gewählt werden. In diesem Falle sind wegen der doppelten Krümmung die Radien beträchtlich kleiner als bei der Anlage gemäß Fig. 1 bis 4. Ein kleinerer Krümmungsradius erfordert größere Biegungsmomente, die größere Biegespannungen ergeben. Diese Spannungen können für jeden Fall errechnet werden, und die sich ergebende maximale Spannung kann über der Mittelspannung in einem Goodman-Diagramm eingetragen werden, um zu prüfen, daß sie innerhalb der Sicherheitsgrenzen liegt.Fig. 6 shows another modified design of the invention. Here the axis of rotation of the drive machine En lies in the same plane as the axis of the transmission Tr, but not in a straight line, but parallel to it. The bending moments do not act on tangents of a common circle, but on tangents of two circles that have the radii R1 and R2. With a precise alignment of the points of application of the moments, the two radii can be selected to be the same size. In this case, because of the double curvature, the radii are considerably smaller than in the system according to FIGS. 1 to 4. A smaller radius of curvature requires greater bending moments, which result in greater bending stresses. These stresses can be calculated for each case and the resulting maximum stress plotted against the mean stress on a Goodman diagram to check that it is within the safety limits.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Biegemomente der Welle 20 von einem starren, gekrümmten Rohrgehäuse 50 erteilt werden, das, an der Antriebsmaschine En befestigt, die Welle 20 umgibt. Zwischen der Welle 20 und dem Getriebe Tr ist ein Universalgelenk U angeordnet. Das Getriebe kann sich drehen oder relativ zum Ende der Welle 20 bewegen, die in ihrer gekrümmten, vorgespannten Lage bleibt, die durch die zu ihr festen Kraft der Biegemomente bestimmt ist.7 shows a further embodiment in which the bending moments of the shaft 20 are imparted by a rigid, curved tubular housing 50 which, fastened to the prime mover En , surrounds the shaft 20. A universal joint U is arranged between the shaft 20 and the transmission Tr. The transmission can rotate or move relative to the end of the shaft 20 , which remains in its curved, pretensioned position, which is determined by the force of the bending moments fixed to it.

Fig. 8 zeigt eine weitere Bauform, bei der das Getriebe Tr an der Vorderseite der Welle 20 angeordnet ist, die über ein Universalgelenk U mit dem Differential D verbunden ist. Die Antriebsmaschine En und ein Hinterachsenträger 52 sind beide am Rahmen 1 befestigt, der somit die Biegemomente auf die Welle 20 ausübt.8 shows a further design in which the transmission Tr is arranged on the front side of the shaft 20, which is connected to the differential D via a universal joint U. The drive machine En and a rear axle support 52 are both fastened to the frame 1, which thus exerts the bending moments on the shaft 20.

An Stelle eines getrennten Rahmens 1 kann auch ein mit dem Fahrzeugkörper einen Teil bildender Rahmen verwendet werden.Instead of a separate frame 1, one with the vehicle body frames forming a part can be used.

Claims

PATENT CLAIM F: 1. Drive shaft for motor vehicles, which is straight in the tension-free state and is held for torque transmission in a non-straight position by tensions that result from supports located outside a straight line at both ends of the shaft, characterized in that the between the vehicle drive motor (2; En) and the drive wheels (8) the torque-transmitting shaft (20) is designed as a one-piece metal rod.

2. Drive shaft according to claim 1, characterized characterized in that the diameter of the shaft (20) over its entire length between is the same size as the clamping points in a manner known per se.

3. Drive shaft according to claim 1 or 2, characterized in that the shaft (20) transmits the torque from the drive motor (2; En) arranged in a known manner in the front of the vehicle to a differential gear (4), which in a known manner in rear part of the vehicle. Considered publications: German Patent Nos. 808 017, 820 692, 822 044, 896 462; German Auslegeschrift S 36326 II / 20b (published on October 31, 1956); Austrian Patent No. 98185; British Patent No. 21392 of 1913; U.S. Patent No. 1812141.