DE1178303B

DE1178303B - Drive shaft designed as a one-piece metal rod for motor vehicles

Info

Publication number: DE1178303B
Application number: DEG28038A
Authority: DE
Inventors: Hugh William Larsen
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1957-08-05
Filing date: 1959-09-26
Publication date: 1964-09-17
Also published as: FR76354E

Description

Als einteilige Metallstange -ausgebildete Antriebswelle für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine als einteilige Metallstange ausgebildete Antriebswelle für Kraftfahrzeuge und betrifft weitere Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patents 1113 367. The invention relates to a drive shaft designed as a one-piece metal rod for motor vehicles and relates to further embodiments of the subject matter of patent 1113 367.

Mit dem nicht zum Stand der Technik gehörenden Hauptpatent ist bei einer 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, unter Schutz gr,-stellt, daß die zwischen dem Fahrzeugantriebsmotor und den Triebrädern das Drehmoment über-tragende Welle als eine einteilige Metallstange ausgebildet ist.The main patent, which does not belong to the state of the art, is at a drive shaft for motor vehicles, which 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 Shaft result, under protection gr, -places that between the vehicle drive motor and the drive wheels the torque-transmitting shaft as a one-piece metal rod is trained.

Die Zusatzerfindung befaßt sich mit der Schwingungsdämpfung einer derartigen Antriebswelle und hat zur Aufgabe, bei spannungsfrei gelagerten Wellen an sich bekannte Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung in zweckmäßiger Weise auf eine gemäß dem Hauptpatent ausgebildete Antriebswelle anzuwenden.The additional invention deals with the vibration damping of a such a drive shaft and has the task of stress-free supported shafts known devices for vibration damping in an appropriate manner to use a drive shaft designed according to the main patent.

Die Zusatzerfindung besteht darin, daß Schwingungsdämpfer für die Antriebswelle in einem Abstand von einem Viertel bis einem Drittel der Länge der Antriebswelle von jedem ihrer Enden entfernt angeordnet sind.The additional invention is that vibration damper for Drive shaft at a distance of a quarter to a third of the length of the Drive shaft are located away from each of its ends.

Bei der besonderen, nicht spannungsfrei gekrümmten Antriebswelle nach dem Hauptpatent ist zu beachten, daß für die Oberschwingungen in bestimmten Ebenen nicht die normale Frequenzverteilung für Grund- und Oberschwingung eines geraden, spannungsfrei gelagerten Stabes gilt. Infolge der versteifenden Wirkung der Krümmungen kann es vorkommen, daß Grund- und Oberfrequenz eng beieinander liegen. Unter Umständen kann die Schwingung zweiter Ordnung eine niedrigere Eigenfrequenz als die Schwingung erster Ordnung haben. Die Zusatzerfindung nimmt hierauf besondere Rücksicht und schließt sich daher eng an den Gegenstand des Hauptpatentes an.In the case of the special, not tension-free curved drive shaft the main patent should be noted that for the harmonics in certain levels not the normal frequency distribution for fundamental and harmonics of a straight line, tension-free mounted rod applies. As a result of the stiffening effect of the curvatures it can happen that the fundamental and harmonic frequencies are close together. In certain circumstances the second order oscillation can have a lower natural frequency than the oscillation have first order. The additional invention takes this into account and therefore closely follows the subject of the main patent.

Bei einer Antriebswelle dieser Art, bei der die Schwingungsdämpfer träge Massen haben, die mit der Antriebswelle durch Schwingungsenergie nicht umkehrbar transformierende Einrichtungen ohne oder mit Federn einer bestimmten Federhärte verbunden sind, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Einrichtungen, z. B. in Form von Stangen, vorgesehen, die ein Umlaufen der trägen Massen auf der Antriebswelle verhindern. Haben die Schwingungsdämpfer einen mit einem ortsfesten Teil des Fahrzeugs verbundenen Teil, so ist nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung jeder dieser Teile über ein Lager mit der Antriebswelle verbunden. Hierbei kann jeder Teil eine von Butylgummi begrenzte Kammer enthalten, die, das Lager umgebend, mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt ist. Schließlich wird vorgeschlagen, daß jeder Schwingungsdämpfer für die Antriebswelle einen ringförmigen, diese koaxial umgebenden Magnet enthält.With a drive shaft of this type in which the vibration damper have inert masses that cannot be reversed with the drive shaft due to vibration energy transforming devices with or without springs of a certain spring stiffness are connected, are in a further embodiment of the invention facilities such. B. in the form of rods, which allow the inertial masses to revolve on the drive shaft impede. Do the vibration dampers have a fixed part of the vehicle connected part, each of these is according to a further characteristic of the invention Parts connected to the drive shaft via a bearing. Each part can have a Contain butyl rubber bounded chamber, which, surrounding the bearing, with a viscous Liquid is filled. Finally, it is proposed that each vibration damper contains an annular magnet for the drive shaft which surrounds it coaxially.

Mit Ansprach 1 ist nur die Gesamtkombination aller seiner Merkmale geschützt. Die Ansprüche 2 bis 5 sind. echte Unteransprüche und gelten nur in Verbindung mit dem Gegenstand von Anspruch 1. With address 1 only the total combination of all its features is protected. Claims 2 to 5 are. genuine subclaims and only apply in connection with the subject matter of claim 1.

Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbeispiele in der Zeichnung erläutert. In dieser ist F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Antriebswellenanordnung für Kraftfahrzeuge mit Schwingungsdämpferrt nach der Erfindung, F i g. 2 eine schematische Darstellung der Schwingungen erster Ordnung bei einer gekrümmten Antriebswelle, F i g. 3 eine schematische Darstellung der Schwingungen zweiter Ordnung bei einer gekrümmten Antriebswelle, F i g. 4 eine schematische Darstellung einer Antriebswelle mit Schwingungsdämpfern einer bestimmten Bauart, F i g. 5 eine Stirnansicht zu F i g. 4, Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Antriebswelle mit Schwingungsdämpfer einer anderen Bauart, F i g. 7 eine Stirnansicht zu F i g. 6, F i 8 eine schematische Darstellung einer Antriebswelle mit Schwingungsdämpfer einer weiteren Bauart, F i g. 9 eine Stirnansicht zu F i g. 8, Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Antriebswelle mit Schwingungsdämpfer einer weiteren Bauart, F ig. 11 eine Stirnansicht zu F i g. 10, Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Antriebswelle mit Schwingungsdämpfer einer weiteren Bauart, F ig. 13 eine Stimansicht zu F i g. 12, Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Antriebswelle mit Schwingungsdämpfer einer weiteren Bauart, Fig. 15 eine Stirnansicht zu Fig. 14, F i g. 16 ein Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer der in den F i g. 6 und 7 schematisch dargestellten Bauart, F i g. 17 ein Querschnitt nach der Linie 17-17 der Fig. 16, Fig. 18 ein Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer der in den F i g. 8 und 9 schematisch dargestellten Bauart, Fig. 19 ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers der in den F i g. 8 und 9 schematisch dargestellten Bauart, Fig. 20 ein Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer der in den Fig. 12 und 13 schematisch dargestellten Bauart, F i g. 21 ein Querschnitt nach der Linie 21-21 der F i g. 1. 0 und F i g. 22 ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers der in den F i g. 12 und 13 schematisch dargestellten Bauart.The invention is explained using the exemplary embodiments in the drawing. In this F i g. 1 shows a schematic view of a drive shaft arrangement for motor vehicles with a vibration damper according to the invention, FIG. 2 shows a schematic representation of the first-order vibrations in a curved drive shaft, FIG. 3 shows a schematic representation of the second-order vibrations in the case of a curved drive shaft, FIG. 4 shows a schematic representation of a drive shaft with vibration dampers of a certain type, FIG. 5 shows an end view of FIG . 4, FIG. 6 a schematic representation of a drive shaft with a vibration damper of a different type , FIG. 7 shows an end view of FIG . 6, F i 8 a schematic representation of a drive shaft with a vibration damper of a further design, FIG. 9 is an end view of FIG . 8, FIG. 10 a schematic representation of a drive shaft with a vibration damper of a further design, FIG. 11 is an end view of FIG . 10, FIG. 12 a schematic representation of a drive shaft with a vibration damper of a further design, FIG. 13 is a front view of FIG . 12, FIG. 14 a schematic representation of a drive shaft with a vibration damper of a further design, FIG. 15 an end view of FIG. 14, FIG . 16 shows a longitudinal section through a vibration damper of the type shown in FIGS. 6 and 7 schematically shown design, F i g. 17 shows a cross section along the line 17-17 of FIG. 16, FIG. 18 shows a longitudinal section through a vibration damper of the type shown in FIGS. 8 and 9 schematically illustrated construction, FIG. 19 a longitudinal section through another embodiment of a vibration damper of the type shown in FIGS. 8 and 9 , FIG. 20 shows a longitudinal section through a vibration damper of the type shown schematically in FIGS. 12 and 13, FIG. 21 is a cross-section along line 21-21 in FIG . 1. 0 and F i g. 22 shows a longitudinal section through another embodiment of a vibration damper of the type shown in FIGS. 12 and 13 type shown schematically.

Fig. 1 zeigt einen zur Horizontalen geneigt liegenden Motor E, der über eine als gekrümmter Torsionsstab ausgebildete Antriebswelle 1 mit einem zur Horizontalen geneigten Hinterachsdifferential R verbunden ist, dem gegebenenfalls ein Gangwechselgetriebe zugeordnet ist. Das vordere Ende der Antriebswelle 1 ist mit der Motorkurbelwelle 3 über Flansche 5 verbunden, während ihr rückwärtiges Ende über eine Kerbverzahnung mit einer Eingangswelle 7 des Hinterachsdifferentials gekuppelt ist. 1 shows a motor E which is inclined to the horizontal and which is connected via a drive shaft 1 designed as a curved torsion bar to a rear axle differential R which is inclined to the horizontal and to which a gear change gear is optionally assigned. The front end of the drive shaft 1 is connected to the engine crankshaft 3 via flanges 5 , while its rear end is coupled to an input shaft 7 of the rear axle differential via a serration.

Vor dem Einbau der Antriebswelle 1 in das Fahrzeug ist diese gerade; sie wird aber eingebaut gespannt längs einer Kurve durch ein Lager 9 am rückwärtigen Motorende und im Lager 11 im Hinterachsdifferential gehalten. Bei einer kreisbogenförmigen Durchbiegung der Antriebswelle 1 ergibt sich ein gleichmäßiges Biegemoment über deren ganze Länge. An bestimmten Stellen der Antriebswelle 1 ist diese von Schwingungsdämpfern 13 umgeben. Die Bauart der verwendeten Schwingungsdämpfer 13 bestimmt, ob diese Berührung mit anderen Teilen des Kraftfahrzeugs haben, wie z. B. dem Fahrzeugkörper oder dem Fahrzeugrahmen.Before the drive shaft 1 is installed in the vehicle, it is straight; but it is installed tensioned along a curve by a bearing 9 at the rear end of the engine and held in the bearing 11 in the rear axle differential. If the drive shaft 1 is bent in the shape of an arc of a circle, a uniform bending moment results over its entire length. At certain points on the drive shaft 1 , this is surrounded by vibration dampers 13 . The design of the vibration damper 13 used determines whether they have contact with other parts of the motor vehicle, such as. B. the vehicle body or the vehicle frame.

In Fig. 2 ist die Antriebswelle 1 in gekrümmter Lage durch Lager10 und 12 gehalten. Die gestrichelten Linien 1 A und 1 B deuten die Grenzlagen der Antriebswelle 1 an, wenn diese Schwingungen erster Ordnung ausführt, also bei der ersten kritischen Drehzahl, die der niedrigsten oder ersten Eigenfrequenz der Welle zugeordnet ist. Der maximale Ausschlag der Antriebswelle 1 liegt in diesem Falle im Punkt 14 in Wellenmitte. Diese Schwingungen sind die gewöhnlich bei langen kraftübertragenden Wellen auftretenden Schwingungen, die normalerweise durch feste Lager in der Mitte der Welle beherrscht werden.In FIG. 2, the drive shaft 1 is held in a curved position by bearings 10 and 12. The dashed lines 1 A and 1 B indicate the limit positions of the drive shaft 1 when it executes first-order vibrations, that is, at the first critical speed, which is assigned to the lowest or first natural frequency of the shaft. The maximum deflection of the drive shaft 1 is in this case at point 14 in the center of the shaft. These vibrations are the vibrations that usually occur in long power-transmitting shafts, which are normally controlled by fixed bearings in the center of the shaft.

Wird die Welle gespannt in einer Kurvenform gehalten, wie dies die Figuren zeigen, so ist die Eigenfrequenz der ersten Ordnung größer als bei der ge-. streckten Welle. Der Unterschied zwischen diesen Eigenfrequenzen wird um so größer, je mehr die Antriebswelle durchgebogen wird. Oberhalb einer gewissen Krümmung wird die Eigenfrequenz der Welle in der Ebene der Durchbiegung größer als die in F i g. 3 angedeutete Eigenf requenz zweiter Ordnung. Bei den üblichen Bauarten mit gestreckter Welle bedeutet die Eigenfrequenz zweiter Ordnung kein Problem, da diese je nach dem Grad der Einspannung etwa zwei- bis dreimal größer als die Eigenfrequenz erster Ordnung ist.If the wave is held taut in a curve shape, as shown in the figures, the natural frequency of the first order is greater than that of the ge. stretched wave. The difference between these natural frequencies becomes greater the more the drive shaft is bent. Above a certain curvature, the natural frequency of the wave in the plane of deflection becomes greater than that in FIG. 3 indicated natural frequency of the second order. In the case of the usual designs with straight shafts, the second-order natural frequency is not a problem, since it is about two to three times greater than the first-order natural frequency, depending on the degree of restraint.

Die gestrichelten Linien 1 C und 1 D in F i g. 3 zeigen die Grenzlagen der Antriebswelle 1 bei Schwingungen zweiter Ordnung. Es wurde festgestellt, daß durch ein Durchbiegen der Welle die Eigenfrequenz zweiter Ordnung nicht wesentlich geändert wird, so daß die in F i g. 3 dargestellten Schwingungen zweiter Ordnung bei Drehzahlen der Welle auftreten können, die kleiner sind als die die Schwingungen erster Ordnung (F i g. 2) bedingenden. Die Schwingung zweiter Ordnung (F i g. 3) ergibt im Punkt 14 in der Wellenmitte einen Knoten, so daß ein an dieser Stelle vorgesehenes starres Lager eine Beherrschung der Schwingung zweiter Ordnung nicht bewirken könnte.The dashed lines 1 C and 1 D in FIG. 3 show the limit positions of the drive shaft 1 in the case of second-order vibrations. It was found that bending the shaft does not change the natural frequency of the second order significantly, so that the values shown in FIG. 3 second-order vibrations shown can occur at speeds of the shaft that are lower than those causing the first-order vibrations ( FIG. 2). The oscillation of the second order ( FIG. 3) results in a node at point 14 in the center of the shaft, so that a rigid bearing provided at this point would not be able to control the oscillation of the second order.

Die Fig. 4 bis 15 zeigen sechs verschiedene Bauarten von Schwingungsdämpfern zur Beherrschung der Schwingungen zweiter Ordnung. Die drei ersten sind frei schwingende, die drei anderen abgestützte Schwingungsdämpfer.4 to 15 show six different types of vibration dampers for controlling the second-order vibrations. The first three are free-swinging, the other three are supported vibration dampers.

Die beiden Schwingungsdämpfer 13 in Fig. 4 und 5 haben eine die Welle 1 umgebende träge Masse 15, die über einen Stoßdämpfer 17 mit der Welle 1 verbunden ist. Die Schwingungsdämpfer 13 liegen vorzugsweise im Bereich der Bäuche der Schwingung zweiter Ordnung, die etwa an Stellen 16 auf einer Viertellänge der Welle (F i g. 3) auftreten. An diesen Stellen 16 wird die Wirkung der Schwingungsdämpfer auf die Schwingungen zweiter Ordnung am größten sein. Sollen jedoch auch die Schwingungen erster Ordnung beherrscht werden, deren größter Ausschlag in der Wellenmitte liegt, so werden die Schwingungsdämpfer zwischen den Punkten 14 und 16 angeordnet. Der Einfluß auf die Schwingungen erster Ordnung wird dann erhöht, während der auf die Schwingungen zweiter Ordnung verringert wird. Die günstigste Lage der Schwingungsdämpfer wird von Fall zu Fall am besten durch Versuche bestimmt.The two vibration dampers 13 in FIGS. 4 and 5 have a shaft 1 surrounding inertial mass 15, which is connected via a shock absorber 17 to the shaft 1. The vibration dampers 13 are preferably located in the region of the bellies of the second-order vibration, which occur approximately at points 16 on a quarter length of the shaft ( FIG. 3) . The effect of the vibration damper on the second-order vibrations will be greatest at these points 16. However, if the first-order vibrations are to be controlled, the greatest deflection of which is in the center of the shaft, the vibration dampers are arranged between points 14 and 16 . The influence on the first-order vibrations is then increased, while that on the second-order vibrations is decreased. The best position for the vibration damper is best determined by trial and error on a case-by-case basis.

Bei der Bauart nach F i g. 4 und 5 können Ab- weichungen der Antriebswelle 1 von ihrer Normallage in Lagen auf Grund der Schwingungen erster oder zweiter Ordnung nur unter dem Einfluß des Stoßdämpfers 17 erfolgen, der von üblicher, Schwingungsenergie in nicht umkehrbarer Weise in andere Energieformen transforrnierender Bauart sein kann, wie z. B. Flüssigkeitsdämpfer, Reibungsdämpfer oder Einrichtungen mit Kunst- oder Naturgummi, die in sich Energie entsprechend umsetzen können. Da die Schwingungsenergie der Antriebswelle 1 im Stoßdämpfer 17 transforiniert wird, dessen Bewegung der trägen Masse 15 entgegensteht, wird die Schwingungsamplitude der Antriebswelle 1 wesentlich verringert, da sich die Schwingung in dieser nicht aufschaukeln kann.In the design according to FIG. 4 and 5 may deviations of the drive shaft 1 from its normal position in layers due to the vibrations of the first or second order only under the influence of the shock absorber 17 occur may be that of a conventional, vibratory energy transforrnierender in irreversible manner into other forms of energy type such as z. B. liquid dampers, friction dampers or devices with synthetic or natural rubber that can convert energy accordingly. Since the vibration energy of the drive shaft 1 is transformed in the shock absorber 17 , the movement of which opposes the inertial mass 15 , the vibration amplitude of the drive shaft 1 is significantly reduced, since the vibration cannot build up in it.

In F i g. 6 und 7 ist ein anderer Schwingungsdämpfer dieser Art dargestellt, der einen mit einer Feder vereinten Stoßdämpfer enthält. Die Antriebswelle 1 ist auch hier von einer trägen Masse 15 umgeben und über einen Stoßdämpfer 17 oder eine gleichwertige, Energie transformierende Einrichtung und zusätzlich über eine Feder 19 verbunden. In der Praxis kann die Wirkung des Stoßdämpfers 17 und der Feder 19 durch ein einziges Glied erreicht werden, das aus Kunst- oder Naturgummi besteht und zwischen der trägen Masse 15 und der Antriebswelle 1 angeordnet ist. Bei der in F i g. 6 und 7 dargestellten Bauform wird nur ein Teil der Schwingungsenergie im Stoßdämpfer 17 transforiniert, während der restliche Teil in der Feder 19 gespeichert wird und während der nächsten Halbschwingung in die Welle 1 zurückgeleitet wird.In Fig. 6 and 7 there is shown another vibration damper of this type which includes a shock absorber combined with a spring. Here, too, the drive shaft 1 is surrounded by an inert mass 15 and connected via a shock absorber 17 or an equivalent energy-transforming device and additionally via a spring 19 . In practice, the action of the shock absorber 17 and the spring 19 can be achieved by a single member made of synthetic or natural rubber and arranged between the inertial mass 15 and the drive shaft 1 . In the case of the in FIG. 6 and 7 , only part of the vibration energy is transformed in the shock absorber 17 , while the remaining part is stored in the spring 19 and is returned to the shaft 1 during the next half-oscillation.

Bei beiden Bauarten gemäß den F i g. 4 bis 7 läuft die träge Masse 15 mit der Welle 1 um, woraus sich der Vorteil ergibt, daß an diesen Stellen keine Verbindung der Antriebswelle 1 mit anderen Teilen des Kraftfahrzeugs oder der Antriebsanlage besteht. Es können daher auf * diese keine Schwingungen übertragen werden, die die Insassen empfinden würden.With both types according to FIGS. 4 to 7 , the inertial mass 15 rotates with the shaft 1 , which has the advantage that there is no connection between the drive shaft 1 and other parts of the motor vehicle or the drive system at these points. It therefore can not these vibrations are transmitted to * that would feel the occupants.

Diese Bauarten mit umlaufender träger Masse (F i g. 4 bis 7) arbeiten bei kleinen Drehzahlen der Antriebswellel sehr gut. Bei Verwendung an schnelllaufenden Wellen kann die Masse indessen unausgeglichen werden und nach überwindung der Federkraft des Schwingungsdämpfers radial nach außen von der Welle fortzufliegen trachten. Dies würde zu einem nicht erwünschten Zustand der Unwucht füh- ren. In den F ig. 8 und 9 ist eine der Bauart nach den F i g. 6 und 7 ähnliche Ausführungsfonn dargestellt. Die träge Masse 15 ist hier aber durch eine Anschlagstange 21 am Drehen gehindert, die gegen einen festen Teil des Fahrzeugs anliegt. Es muß hierbei aber eine relative Drehung zwischen der Antriebswelle 1 und der trägen Masse 15 ermöglicht werden, z. B. durch Lager oder andere reibungsarme Einrichtungen zwischen der Antriebswelle 1 einerseits und dem Stoßdämpfer 17 und der Feder 19 andererseits oder aber zwischen diesen Teilen und der trägen Masse 15. These designs with a rotating inertial mass ( FIGS. 4 to 7) work very well at low speeds of the drive shaft. When used on high-speed shafts, however, the mass can become unbalanced and, after the spring force of the vibration damper has been overcome, tends to fly radially outward from the shaft. This would ren leadership to an undesirable state of imbalance. In the F ig. 8 and 9 is one of the types according to FIGS. 6 and 7 show a similar embodiment. The inertial mass 15 is prevented from rotating here by a stop rod 21 which rests against a fixed part of the vehicle. Here, however, a relative rotation between the drive shaft 1 and the inertial mass 15 must be made possible, for. B. by bearings or other low-friction devices between the drive shaft 1 on the one hand and the shock absorber 17 and the spring 19 on the other hand, or between these parts and the inertial mass 15.

Die Schwingungsdämpfung kann aber auch durch Schwingungsdämpfer erfolgen, die mit einem ortsfesten Teil verbunden sind, z. B. einem nicht drehenden Teil des Fahrzeugkörpers oder -rahmens oder des Motorgehäuses. F i g. 10 und 11 zeigen schematisch einen solchen Schwingungsdämpfer mit Stoßdämpfer 23, die die Antriebswelle 1 mit dem ortsfesten Teil verbinden. Die Schwingungsenergie wird in den Stoßdämpfer 23 transformiert, so daß sich in der Antriebswelle 1 keine Schwingungen aufschaukeln können. Die Stoßdämpfer 23 können wie bei den Bauarten nach den F i g. 4 bis 9 von beliebiger Bauart sein, wenn sie nur in sich Energie nicht umkehrbar transformieren können. Durch entsprechende Bemessung der Dämpfungskennlinie der Stoßdämpfer kann die Größe der auf den festen Teil übertragenen Schwingungskraft auf einen Kleinstwert begrenzt werden.The vibration damping can also be done by vibration dampers that are connected to a stationary part, such. B. a non-rotating part of the vehicle body or frame or the engine housing. F i g. 10 and 11 schematically show such a vibration damper with shock absorbers 23 which connect the drive shaft 1 to the stationary part. The vibration energy is transformed into the shock absorber 23 so that no vibrations can build up in the drive shaft 1. The shock absorbers 23 can, as in the case of the types according to FIGS. 4 to 9 can be of any type, if only they cannot transform energy in a reversible manner. By appropriately dimensioning the damping characteristics of the shock absorbers, the magnitude of the vibration force transmitted to the fixed part can be limited to a minimum value.

Die Bauart nach den F i g. 12 und 13 enthält Schwingungsdämpfer, bei denen Federn 25 parallel zu den Stoßdämpfern 23 zwischen der Antriebswelle 1 und einem festen Teil 27 liegen. Es wird hier nur ein Teil der Schwingungsenergie in den Stoßdämpfern 23 nicht umkehrbar transformiert, während der restliche Teil in den Federn 25 gespeichert wird.The design according to FIGS. 12 and 13 contain vibration dampers in which springs 25 lie parallel to the shock absorbers 23 between the drive shaft 1 and a fixed part 27. Here, only part of the vibration energy is not reversibly transformed in the shock absorbers 23 , while the remaining part is stored in the springs 25.

Bei der Bauart nach den F i g. 14 und 15 sind zwei Dauer- oder Elektromagnete 29 mit einem ortsfesten Teil 27 verbunden. Die Pole der Magnete 29 sind so angeordnet, daß bei Schwingungen der umlaufenden Antriebswelle 1 außerhalb ihrer Normallage die Antriebswelle die Magnetlinien der Magnete schneidet, wobei die in der Antriebswelle entstehenden magnetischen Kräfte trachten, diese in ihre Normallage zurückzubewegen, in der kein Schnitt der Magnetlinien mehr erfolgt. Diese Bauart hat den Vorteil, daß keine körperliche Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Schwingungsdämpfer besteht.In the design according to FIGS. 14 and 15 , two permanent magnets or electromagnets 29 are connected to a stationary part 27 . The poles of the magnets 29 are arranged so that when the rotating drive shaft 1 vibrates outside of its normal position, the drive shaft intersects the magnetic lines of the magnets, the magnetic forces generated in the drive shaft attempting to move them back to their normal position, in which the magnetic lines no longer intersect he follows. This design has the advantage that there is no physical connection between the drive shaft and the vibration damper.

Die F i g. 16 bis 22 zeigen fünf verschiedene Bauausführungen von Schwingungsdämpfern, bei denen eine träge Masse 31 die Schwingungen zweiter und erster Ordnung einer Welle beherrscht. Die erste in F i g. 16 und 17 dargestellte entspricht der in F i g. 6 und 7 schematisch dargestellten Bauform. Die Antriebswelle 1 ist von Gummiringen 33 umgeben, die von geschlitzten.Metallringen 35 umschlossen sind, Mit Stellschrauben 38 sind Halteringe 37 an den Metallringen 35 befestigt. Mit Schrauben 40 ist an den Halteringen 37 eine Tragbüchse 39 des Schwingungsdämpfers befestigt. Zwischen dieser und der zylindrischen trägen Masse 31 liegen zwei Kunstgummiringe 41. Diese wirken als vereinte Schwingungsdämpfer und Feder. Die Kunstgummiringe 41 haben Sacklöcher 43 (F i g. 17). Die Größe und Form der Ringe 41 bestimmt die gewünschten Dämpfungs-und Federkennlinien.The F i g. 16 to 22 show five different designs of vibration dampers in which an inertial mass 31 controls the second and first order vibrations of a shaft. The first in Fig. 16 and 17 corresponds to that in FIG. 6 and 7 schematically shown design. The drive shaft 1 is surrounded by rubber rings 33 which are enclosed by Schllitzten.Metallringen 35 , with adjusting screws 38 retaining rings 37 are attached to the metal rings 35 . A support bushing 39 of the vibration damper is fastened to the retaining rings 37 with screws 40. Between this and the cylindrical inert mass 31 are two synthetic rubber rings 41. These act as a combined vibration damper and spring. The synthetic rubber rings 41 have blind holes 43 (FIG . 17). The size and shape of the rings 41 determine the desired damping and spring characteristics.

F i g. 18 zeigt eine Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers der in F i g. 8 und 9 schematisch dargestellten Bauart. Der Schwingungsdämpfer hat eine Tragbüch,se 45, die auf der Antriebswelle 1 über Gummiringe 33, geschlitzte Metallringe 35, Stellschrauben 38 und Halteringe 37 in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach F i g. 16 und 17 abgestützt ist. Eine das Ganze umschließende träge Masse 59 ist über ein Kugellager 51 mit einem Innenlaufring 53, einem Außenlaufring 55 und Kugeln 57 mit der Tragbüchse 45 verbunden. Zwei Ringe 47 aus Kunstgummi oder gleichwertigem Werkstoff umgeben die Tragbüchse 45. Diese Ringe 47 werden durch Halteringe 58 festgehalten, die Flansche 60 zur Aufnahme des Innenlaufringes 53 des Kugellagers 51 haben. Eine Anschlagstange 61 verhindert ein Umlaufen der trägen Masse 59. F i g. 18 shows an embodiment of a vibration damper of the type shown in FIG. 8 and 9 type shown schematically. The vibration damper has a support bushing 45, which is attached to the drive shaft 1 via rubber rings 33, slotted metal rings 35, adjusting screws 38 and retaining rings 37 in the same way as in the embodiment according to FIG. 16 and 17 is supported. An inertial mass 59 enclosing the whole is connected to the support bushing 45 via a ball bearing 51 with an inner race 53, an outer race 55 and balls 57. Two rings 47 made of synthetic rubber or equivalent material surround the support sleeve 45. These rings 47 are held in place by retaining rings 58 which have flanges 60 for receiving the inner race 53 of the ball bearing 51 . A stop rod 61 prevents the inertial mass 59 from rotating.

F i g. 19 zeigt eine andere Ausführungsform der gleichen Bauart, bei der die relative Drehbewegung zwischen der Antriebswelle 1 und der trägen Masse durch ein Wälzlager zwischen der Welle und dem Schwingungsdämpfer ermöglicht wird, während dies bei der Ausführungsform nach F i g. 18 zwischen diesem und der trägen Masse vorgesehen war. Bei der Ausführungsform nach F i g. 19 sitzt auf der Antriebswelle 1 eine Gummibüchse 63, die von einer Metallhaltebüchse 64 umgeben ist. Die Haltebüchse 64 trägt ein Kugellager 51, das von zwei abgesetzten Tragringen 65 umschlossen ist. Die Tragringe 65 sind durch Schrauben 66 miteinander verbunden. Die Tragringe 65 haben außen Flansche 67 mit Nuten 68, die beispielsweise aus Kunstgummi bestehende Ringe 69 aufnehmen, welche der Schwingungsdämpfung dienen. Die Ringe 69 tragen eine träge Masse 71, die aus zwei Stirnplatten 72 und einem zylindrischen Mantel 74 besteht. An dem Mantel 74 ist eine Anschlagstange 61 befestigt, die, gegen einen festen Teil des Fahrzeugs anschlagend, ein Drehen der trägen Masse 71 verhindert. Die Ringe 69 wirken auch hier als Schwingungsdämpfer und Feder.F i g. 19 shows another embodiment of the same type, in which the relative rotational movement between the drive shaft 1 and the inertial mass is made possible by a roller bearing between the shaft and the vibration damper, while this is possible in the embodiment according to FIG. 18 was provided between this and the inertial mass. In the embodiment according to FIG. 19 sits on the drive shaft 1 a rubber bushing 63 which is surrounded by a metal holding bushing 64. The holding sleeve 64 carries a ball bearing 51 which is enclosed by two offset support rings 65. The support rings 65 are connected to one another by screws 66. The support rings 65 have flanges 67 on the outside with grooves 68 which, for example, receive rings 69 made of synthetic rubber, which serve to dampen vibrations. The rings 69 carry an inertial mass 71, which consists of two end plates 72 and a cylindrical jacket 74. A stop rod 61 is fastened to the jacket 74 and, when it comes to rest against a fixed part of the vehicle, prevents the inertial mass 71 from rotating. The rings 69 also act here as a vibration damper and spring.

In den F i g. 20 und 21 ist eine Ausführungsform der in den F i g. 12 und 13 schematisch dargestellten Bauart dargestellt. Eine Büchse 73 umgibt die Antriebswelle 1. Sie kann auf die Welle aufgepreßt, aufgeleimt oder sonstwie befestigt sein. Auf der Büchse 73 sitzt ein Kugellager 51, das von zwei Halteringen 75 umgeben ist. über die Halteringe 75 ist ein Gummidämpfer 79 gestülpt, der von einem im Querschnitt U-förinigen Halter 77 urnschlossen ist. Der Gummidämpfer 79 ist so ausgebildet, daß er die gewünschten Dämpfungs- und Federkennlinien erhält.In the F i g. 20 and 21 is an embodiment of the circuit shown in FIGS. 12 and 13 shown schematically shown construction. A bushing 73 surrounds the drive shaft 1. It can be pressed, glued or otherwise fastened onto the shaft. A ball bearing 51, which is surrounded by two retaining rings 75 , sits on the sleeve 73. via the retaining rings 75, a rubber damper 79 is slipped, which is urnschlossen by a förinigen U-cross-section holder 77th The rubber damper 79 is designed so that it receives the desired damping and spring characteristics.

Eine andere Ausführungsform dieser Bauart zeigt F i g. 22. Auf der Antriebswelle 1 sitzt eine Büchse 73, die von einem Metallring81 umgeben ist, welcher den Innenlaufring eines Nadellagers 83 bildet. Der Außenlaufring des Nadellagers 83 ist von einem zusammengefalteten Gummiring 85 umgeben, der eine mit einem Silizium enthaltenden Fluid oder einem anderen viskosen Stoff gefüllte Kammer 87 hat. Ein Außenring 89, der den Gummiring 85 abdichtet, ist an einem festen Teil des Fahrzeugs befestigt. Das Silizium enthaltende Fluid ergibt eine zusätzliche Dämpfung zu der des Gummiringes, wobei in beiden Schwingungsenergie nicht umkehrbar in eine andere Energieform transformiert wird.Another embodiment of this type is shown in FIG. 22. A sleeve 73 is seated on the drive shaft 1 and is surrounded by a metal ring 81 which forms the inner race of a needle bearing 83 . The outer race of the needle bearing 83 is surrounded by a folded rubber ring 85 which has a chamber 87 filled with a fluid containing silicon or another viscous substance. An outer ring 89, which seals the rubber ring 85 , is attached to a fixed part of the vehicle. The silicon-containing fluid results in additional damping to that of the rubber ring, in both of which vibration energy is irreversibly transformed into another form of energy.

Claims

Claims: 1. As a one-piece metal rod designed drive shaft for motor vehicles, which is straight in the tension-free state and for the transmission of a torque in a non-straight state due to tensions that are given by outside of a straight line supports of the shaft at its ends, according to patent 1113367 wherein g e k s nzeichnet that vibration dampers (13) of the drive shaft of each of its ends are located away for the drive shaft (1) at a distance of one quarter to one third of the length.

2. Drive shaft according to claim 1, wherein the vibration damper have inert masses which are connected to the drive shaft by vibration energy non-reversibly transforming devices with or without springs of a certain spring stiffness, characterized in that devices (rod 21) are provided which revolve the inertial mass (15) on the drive shaft (1) . 3. Drive shaft according to claim 1 or 2, in which each vibration damper has a part connected to a stationary part of the vehicle, characterized in that each of these parts (85) is connected to the drive shaft (1) via a bearing (83) . 4. Drive shaft according to claim 3, characterized in that the part (85) contains a chamber (87) delimited by butyl rubber, which, surrounding the bearing (83) , is filled with a viscous liquid. 5. Drive shaft according to claim 1, characterized in that each vibration damper (13) for the drive shaft (1) contains an annular magnet (27) surrounding this coaxially. Considered publications: German Patent Nos. 533 984, 762 066, 820 692, 898 830, 933 911; French Patent No. 1152 636; British Patent Nos. 23,828 of 1909, 499 276, 773 667; U.S. Patent No. 2,707,032.