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DE9018155U1 - drive shaft - Google Patents

drive shaft

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Publication number
DE9018155U1
DE9018155U1 DE9018155U DE9018155U DE9018155U1 DE 9018155 U1 DE9018155 U1 DE 9018155U1 DE 9018155 U DE9018155 U DE 9018155U DE 9018155 U DE9018155 U DE 9018155U DE 9018155 U1 DE9018155 U1 DE 9018155U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive shaft
drive
region
center
shaft
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE9018155U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Driveline International GmbH
Original Assignee
GKN Automotive GmbH
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Publication date
Application filed by GKN Automotive GmbH filed Critical GKN Automotive GmbH
Priority to DE9018155U priority Critical patent/DE9018155U1/en
Priority claimed from DE4011082A external-priority patent/DE4011082A1/en
Publication of DE9018155U1 publication Critical patent/DE9018155U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

GKN Automotive AG 5. September 19 96GKN Automotive AG 5 September 19 96

Hauptstraße 150 Ne/bla (allO152)Main Street 150 Ne/bla (allO152)

53797 Lohmar P90047DE2053797 Lohmar P90047DE20

Antriebswelledrive shaft

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle, die einstückig durch Umformung hergestellt ist, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges in Form einer Rohrwelle mit einem mittleren Rohrbereich größeren Außendurchmessers, mit beidendig ausgebildeten Endbereichen und mit verzahnten Aufnahmebereichen für Anschlußelemente zur Drehmomentübertragung.The invention relates to a drive shaft which is manufactured in one piece by forming, in particular for driving a motor vehicle in the form of a tubular shaft with a central tube region of larger external diameter, with end regions formed at both ends and with toothed receiving regions for connecting elements for torque transmission.

Aus der DE-PS 30 09 277 ist bereits eine Antriebswelle dieser Art zum Einsatz als Seitenwelle im Antrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die Antriebswelle besteht im wesentlichen aus einer Rohrwelle, welche zwei im Durchmesser abgestufte Enden mit Aufnahmebereichen für die Gelenke aufweist. Der gesamte mittlere Teil der Rohrwelle ist zylindrisch aufgebaut und weist den größten Außendurchmesser auf. Um eine gleichmäßige mechanische Festigkeit über den gesamten Bereich der Rohrwelle zu erhalten, wird die Wandstärke mit zunehmendem Außendurchmesser verringert. Von Nachteil bei dieser Ausführungsform ist, daß nur auf die mechanische Festigkeit der Welle geachtet wird und eine Abstimmung der Biegeeigenfrequenz auf die jeweiligen Erfordernisse nur sehr begrenzt realisiert werden kann und in der Regel im Bereich einer Anregungsfrequenz des Motor-Getriebe-Systems liegt, so daß störende Schwingungsgeräusche nicht vermieden werden können.A drive shaft of this type for use as a side shaft in the drive of a motor vehicle is already known from DE-PS 30 09 277. The drive shaft essentially consists of a tubular shaft which has two ends with a stepped diameter and with receiving areas for the joints. The entire middle part of the tubular shaft is cylindrical and has the largest outside diameter. In order to obtain uniform mechanical strength over the entire area of the tubular shaft, the wall thickness is reduced as the outside diameter increases. The disadvantage of this design is that only the mechanical strength of the shaft is taken into account and the natural bending frequency can only be adjusted to the respective requirements to a very limited extent and is usually in the range of an excitation frequency of the engine-gearbox system, so that disturbing vibration noises cannot be avoided.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebswelle zu schaffen, deren Schwingungsverhalten verbessert ist, indem eine Einstellung der Eigenfrequenz auf Werte in einem Frequenzbereich minimaler externer Anregungen mit einfachenThe invention is therefore based on the object of creating a drive shaft whose vibration behavior is improved by setting the natural frequency to values in a frequency range of minimal external excitations with simple

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konstruktiven Mitteln möglich ist und dadurch eine Reduzierung der Schwingungsgeräusche ermöglicht.constructive means and thus enables a reduction in vibration noise.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Antriebswelle rotationssymmetrisch und in Längsrichtung asymmetrisch ausgebildet ist.According to the invention, the object is achieved in that the drive shaft is rotationally symmetrical and asymmetrical in the longitudinal direction.

Durch die asymmetrische Ausführung der Antriebswelle in Längsrichtung wird eine Verschiebung der Eigenfrequenz auf Werte minimaler externer Anregungsenergie ermöglicht. Eine asymmetrische Ausführung der Antriebswelle kann durch die Verlagerung des Symmetriemittelpunktes im mittleren Rohrbereich oder durch eine Verlagerung des Massenschwerpunktes außerhalb der Rohrwellenmitte erzielt werden. Erfahrungen haben gezeigt, daß beispielsweise die Verlagerung des Massenschwerpunktes zu einer Wellenseite hin, die im später eingebauten Zustand im Fahrzeug zu den Antriebsteilen mit der größeren Masse hinweist, zu einer deutlichen Reduzierung der Schwingungsgeräusche führt. Hierbei bleibt die Rotationssymmetrie der Antriebswelle erhalten.The asymmetrical design of the drive shaft in the longitudinal direction enables the natural frequency to be shifted to values of minimal external excitation energy. An asymmetrical design of the drive shaft can be achieved by shifting the center of symmetry in the middle of the tube or by shifting the center of gravity outside the center of the tube shaft. Experience has shown that, for example, shifting the center of gravity to one side of the shaft, which when installed in the vehicle later points to the drive parts with the greater mass, leads to a significant reduction in vibration noise. The rotational symmetry of the drive shaft is retained.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Seite des mittleren Rohrbereiches einen zylindrisch abgestuften Ansatz mit einem kleineren Außendurchmesser oder einem konusförmigen Ansatz aufweist.In a first embodiment of the invention, one side of the central tube region has a cylindrically stepped extension with a smaller outer diameter or a conical extension.

Durch die einseitige Verlängerung des mittleren Rohrwellenbereiches mit einem Ansatz, der zylindrisch oder konusförmig ausgebildet ist, wird eine Verschiebung des Symmetriemittelpunktes des mittleren Rohrbereiches der Antriebswelle gegenüber der Rohrwellenmitte erzielt, der durch die Länge des Ansatzes in einem weiten Bereich veränderbar ist und somit auch eine kontinuierliche Verschiebung der Eigenfrequenz zu einem besonders
günstigen Bereich ermöglicht. Im mittleren Rohrbereich mit einem zumindest über den größten Teilbereich gleichbleibenden Außendurchmesser wird die Wandstärke hierbei annähernd gleichgehalten, so daß eine Verlagerung des Symmetriemittelpunktes desBy extending the middle tube shaft area on one side with a cylindrical or conical extension, a shift of the center of symmetry of the middle tube area of the drive shaft relative to the center of the tube shaft is achieved, which can be changed over a wide range by the length of the extension and thus also a continuous shift of the natural frequency to a particularly
In the middle pipe area with an outer diameter that is constant at least over the largest part of the area, the wall thickness is kept approximately the same, so that a shift in the center of symmetry of the

mittleren Rohrbereiches erzielt wird. Eine Aufrechterhaltung des Massenschwerpunktes ist durch die Ausbildung einer unterschiedlichen Wandstärke im Ansatzbereich möglich.middle pipe area. Maintaining the center of gravity is possible by creating a different wall thickness in the attachment area.

Alternativ ist eine Verlagerung des Massenschwerpunktes durch eine Ausbildung eines variablen Außendurchmessers möglich, wobei die Wandstärke annähernd gleichbleibend ausgebildet ist oder daß sich der Innen- und/oder Außendurchmesser der Antriebswelle im mittleren Rohrbereich zur Rohrwelle hin asymmetrisch und zumindest teilweise kontinuierlich ändert.Alternatively, a shift of the center of mass is possible by forming a variable outer diameter, whereby the wall thickness is approximately constant or the inner and/or outer diameter of the drive shaft in the middle tube area changes asymmetrically and at least partially continuously towards the tube shaft.

Durch die gleichbleibende Wandstärke der Antriebswelle bei gleichem oder variablem Außen- und/oder Innendurchmesser wird eine Querschnittsflächenverteilung erreicht, die funktionsoptimiert ist und die die grundsätzlichen Festigkeitsanforderungen erfüllt, wobei die erforderliche Verdrehsteifigkeit eingestellt werden kann und die Eigenresonanzfrequenz für Biege- und Torsionsschwingungen der Welle den Anforderungen angepaßt werden können. Das heißt, die einzelnen Querschnitte gehen hinsichtlich ihrer Lastkapazität bei der Optimierung der Drehsteifigkeit und des akustischen Verhaltens über das mindestens erforderliche Maß ggfs. weit hinaus.The constant wall thickness of the drive shaft with the same or variable outer and/or inner diameter results in a cross-sectional area distribution that is functionally optimized and that meets the basic strength requirements, whereby the required torsional rigidity can be set and the natural resonance frequency for bending and torsional vibrations of the shaft can be adapted to the requirements. This means that the individual cross-sections may go far beyond the minimum required level in terms of their load capacity when optimizing the torsional rigidity and the acoustic behavior.

Durch einen asymmetrisch abgestuften Querschnitt der Rohrwelle wird ebenfalls eine Änderung der Biegesteifigkeit zur Rohrwellenmitte hin erzielt, die auch eine Verschiebung der Biegeeigenfrequenz erlaubt, wobei die Übergangsbereiche einen konusförmigen Innen- und/oder Außendurchmesser aufweisen. Desweiteren kann der Innendurchmesser im mittleren Rohrbereich konstant gehalten werden, wenn sich der Außendurchmesser entsprechend der vorgenannten Ausführungsbeispiele verändert, um eine Asymmetrie der Antriebswelle zu ermöglichen.An asymmetrically stepped cross-section of the tubular shaft also results in a change in the bending stiffness towards the middle of the tubular shaft, which also allows a shift in the bending natural frequency, with the transition areas having a conical inner and/or outer diameter. Furthermore, the inner diameter in the middle tube area can be kept constant if the outer diameter changes according to the aforementioned embodiments in order to enable an asymmetry of the drive shaft.

Der größte Außendurchmesser kann bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen in der Nähe eines Endbereiches ausgebildet sein, wobei die Antriebswelle im mittleren Rohrbereich zwischen demThe largest outer diameter can be formed in the aforementioned embodiments near an end region, with the drive shaft in the middle tube region between the

zweiten Endbereich und dem Ort des größten Außendurchmessers konusförmig oder in Längsrichtung parabelformig ausgebildet ist.second end region and the location of the largest outer diameter is conical or parabolic in the longitudinal direction.

Alternativ ist es denkbar, daß der größte Außendurchmesser in der Nähe der Rohrwellenmitte oder in der Nähe der beiden Rohrenden ausgebildet ist und wobei der mittlere Rohrbereich zwischen dem größten und kleinsten Außendurchmesser jeweils konusförmig oder in Längsrichtung parabelformig ausgebildet ist, so daß eine Änderung der Querschnittsfläche erreicht wird.Alternatively, it is conceivable that the largest outer diameter is formed near the center of the tube shaft or near the two tube ends and the middle tube area between the largest and smallest outer diameter is conical or parabolic in the longitudinal direction, so that a change in the cross-sectional area is achieved.

In allen bisher aufgezeigten Fällen wird eine asymmetrische Antriebswelle erzielt, welche eine Verschiebung des Symmetriemittelpunktes des mittleren Rohrbereiches und/oder des Massenschwerpunktes aus der Rohrwellenmitte und der Biegeeigenfrequenz ermöglicht, wobei im Falle einer Ausbildung mit einem größten Außendurchmesser in der Nähe der Rohrwellenmitte zudem in etwa die Form der ersten Grundschwingung der Rohrwelle nachgebildet wird und eine zunehmende Vergrößerung des Verformungswiderstandes der Antriebswelle zum größten Außendurchmesser hin erzielt wird.In all cases shown so far, an asymmetrical drive shaft is achieved, which enables a shift of the center of symmetry of the middle pipe area and/or the center of mass from the center of the pipe shaft and the bending natural frequency, wherein in the case of a design with a largest outer diameter near the center of the pipe shaft, the shape of the first fundamental vibration of the pipe shaft is also approximately reproduced and an increasing increase in the deformation resistance of the drive shaft towards the largest outer diameter is achieved.

Desweiteren kann z. B. eine Verschiebung der Biegeeigenfrequenz durch eine Ausbildung von zwei unterschiedlichen Außendurchmessern in der Mitte jeweils einer Rohrwellenhälfte oder durch eine Verlagerung gleicher oder unterschiedlicher Außendurchmesser aus der Mitte der jeweiligen Rohrwellenhälfte erreicht werden.Furthermore, a shift in the bending natural frequency can be achieved by creating two different outer diameters in the middle of each half of the tubular shaft or by shifting the same or different outer diameters from the middle of the respective half of the tubular shaft.

In den Zeichnungen wird die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher beschrieben.The invention is described in more detail using various embodiments in the drawings.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit vorderen und hinteren erfindungsgemäßen Antriebswellen,Fig. 1 a motor vehicle with front and rear drive shafts according to the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer ersten AusführungsformFig. 2 a longitudinal section of a first embodiment

der Antriebswelle,the drive shaft,

Fig. 3-8 jeweils einen Längsschnitt mit einer weiteren Ausführungsform der Antriebswelle.Fig. 3-8 each show a longitudinal section with another embodiment of the drive shaft.

In Fig. 1 ist ein allradgetriebenes Kraftfahrzeug 1 systematisch dargestellt, welches über einen Frontmotor 2 mit einem Getriebe 3 und einem Vorderachsdifferential 4 die Vorderräder 5 über vordere Antriebswellen 6 antreibt. Das Antriebsdrehmoment für die Hinterräder wird vom Vorderachsdifferential 4 abgezweigt und über eine geteilte Längsantriebswelle 8a, 8b einem Hinterachsdifferential 9 zugeführt. Das Hinterachsdifferential 9 treibt über hintere Antriebswellen 10 die Hinterräder 7 an. Die vorderen und hinteren Antriebsräder 6, 10 sowie die geteilte Längsantriebswelle 8a, 8b können entsprechend der Erfindung ausgebildet sein.Fig. 1 systematically shows an all-wheel drive motor vehicle 1 which drives the front wheels 5 via front drive shafts 6 via a front engine 2 with a gearbox 3 and a front axle differential 4. The drive torque for the rear wheels is branched off from the front axle differential 4 and fed to a rear axle differential 9 via a split longitudinal drive shaft 8a, 8b. The rear axle differential 9 drives the rear wheels 7 via rear drive shafts 10. The front and rear drive wheels 6, 10 as well as the split longitudinal drive shaft 8a, 8b can be designed according to the invention.

In Fig. 2 bis 8 ist jeweils eine Antriebswelle 6, 8, 10 dargestellt/ welche mit ihren verzahnten Aufnahmebereichen an den Endbereichen 11, 12 in entsprechenden Ausnehmungen eines nicht dargestellten inneren Gelenkkörpers aufgenommen werden. Die Wandstärke D1 ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen über die gesamte Länge des mittleren Rohrwellenbereiches B^ unverändert. Es ist jedoch auch denkbar, daß die Wandstärke D1 im mittleren Rohrbereich R111 der Rohrwelle sich kontinuierlich ändert und asymmetrisch zur Rohrwellenmitte M hin ausgebildet ist oder das die Rohrwelle im Querschnitt einen stufenförmigen Verlauf aufweist. In Fig. 2, 3 und 5 ist jeweils der symmetrische mittlere Rohrbereich R^ mit dem Symmetriemittelpunkt und in Fig. 4, 6 bis 8 der Massenschwerpunkt aus der Rohrwellenmitte M verschoben, so daß in allen Ausführungsbeispielen eine Asymmetrie der Antriebswelle 6, 8, 10 vorliegt.In Fig. 2 to 8 a drive shaft 6, 8, 10 is shown each of which is received with its toothed receiving areas at the end regions 11, 12 in corresponding recesses of an inner joint body (not shown). In the embodiments shown, the wall thickness D 1 is unchanged over the entire length of the middle tubular shaft region B^ . However, it is also conceivable that the wall thickness D 1 in the middle tubular region R 111 of the tubular shaft changes continuously and is designed asymmetrically towards the tubular shaft center M or that the tubular shaft has a stepped profile in cross-section. In Fig. 2, 3 and 5 the symmetrical middle tubular region R^ is displaced with the center of symmetry and in Fig. 4, 6 to 8 the center of mass is displaced from the tubular shaft center M, so that in all embodiments there is an asymmetry of the drive shaft 6, 8, 10.

Fig. 2 zeigt beispielsweise eine zylindrische Antriebswelle 6, 8, 10 mit einer gleichbleibenden Wandstärke D1 im mittleren Rohrbereich R01 und einem einseitig ausgebildeten Ansatz 13 mit unterschiedlicher Wandstärke D2, der ebenfalls zylindrisch mit abgestuftem Außendurchmesser Da ausgeführt ist und den Endbereich 11 der Antriebswelle 6, 10 verlängert. Durch den Ansatz 13 wird der Symmetriemittelpunkt des mittleren Rohrbereiches Rn, aus der Rohrwellenmitte M verschoben, wobei anstatt eines zylindrischen Ansatzes 13 auch ein konischer Ansatz denkbar wäre und der Bereich zwischen den unterschiedlichen Außendurchmessern Da durch konusförmige Übergänge erfolgt.Fig. 2 shows, for example, a cylindrical drive shaft 6, 8, 10 with a constant wall thickness D 1 in the middle pipe area R 01 and a one-sided extension 13 with a different wall thickness D 2 , which is also cylindrical with a stepped outer diameter D a and extends the end area 11 of the drive shaft 6, 10. The extension 13 shifts the center of symmetry of the middle pipe area R n from the pipe shaft center M, whereby instead of a cylindrical extension 13, a conical extension would also be conceivable and the area between the different outer diameters D a is made up of conical transitions.

Fig. 3 zeigt eine Antriebswelle 6, 8, 10, welche in der Nähe der Rohrwellenmitte M den größten Außendurchmesser D1113x und eine gleichbleibende Wandstärke D1 aufweist. Eine Verschiebung des größten Außendurchmessers D1113x aus der Rohrwellenmitte M und damit eine Verschiebung des Symmetriemittelpunktes des mittleren Rohrbereiches R1n aus der Rohrwellenmitte M erfolgt durch verlängerte zylindrische Ansätze 13 auf beiden Seiten der Endbereiche 11, 12, wobei der Ansatz 13 auf der dem Endbereich 11 zugeordneten Seite länger und beide mit einem kleineren Außendurchmesser Da ausgebildet sind. Der Bereich zwischen dem größten und kleinsten Außendurchmesser Da der Antriebswelle 6, 8, 10 ist jeweils konusförmig ausgebildet.Fig. 3 shows a drive shaft 6, 8, 10 which has the largest outside diameter D 1113x and a constant wall thickness D 1 near the tube shaft center M. A displacement of the largest outside diameter D 1113x from the tube shaft center M and thus a displacement of the center of symmetry of the middle tube region R 1n from the tube shaft center M is achieved by extended cylindrical projections 13 on both sides of the end regions 11, 12, with the projection 13 on the side associated with the end region 11 being longer and both being designed with a smaller outside diameter D a . The area between the largest and smallest outside diameter D a of the drive shaft 6, 8, 10 is in each case conical.

Fig. 4 zeigt eine Antriebswelle 6, 8, 10 mit einem größten Außendurchmesser D1^, der in der Nähe eines Endbereiches 11, 12 ausgebildet ist. Im Bereich zwischen dem kleinsten und größten Außendurchmesser Dj03x ist die Antriebswelle 6, 8, 10 ebenfalls konisch ausgebildet und zwischen dem Endbereich 11 und dem größten Außendurchmesser D103x ist ein zylindrisch abgestufter Ansatz 13 ausgebildet, wobei die Wandstärke D2 des Ansatzes 13 gegenüber der Wandstärke D1 des konischen Bereiches unterschiedlich ausgebildet ist.Fig. 4 shows a drive shaft 6, 8, 10 with a largest outside diameter D 1 ^, which is formed near an end region 11, 12. In the region between the smallest and largest outside diameter Dj 03x , the drive shaft 6, 8, 10 is also conical and between the end region 11 and the largest outside diameter D 103x a cylindrically stepped extension 13 is formed, the wall thickness D 2 of the extension 13 being different from the wall thickness D 1 of the conical region.

Fig. 5 zeigt eine Antriebswelle 6, 8, 10 mit jeweils einem größten Außendurchmesser D^ in der Nähe der beiden Endbereiche 11, 12, wobei die Ansätze 13 zwischen dem größten Außendurchmesser D11111x und den Endbereichen 11, 12 jeweils konisch mit einer unterschiedlichen axialen Länge ausgebildet sind. Der mittlere Rohrbereich Rn zwischen den beiden größten Außendurchmessern O103x und dem kleinsten Außendurchmesser Da ist ebenfalls konisch ausgeführt . fFig. 5 shows a drive shaft 6, 8, 10 each with a largest outside diameter D^ near the two end areas 11, 12, the projections 13 between the largest outside diameter D 11111x and the end areas 11, 12 each being conical with a different axial length. The middle pipe area R n between the two largest outside diameters O 103x and the smallest outside diameter D a is also conical. f

Fig. 6 und 7 zeigt jeweils eine Antriebswelle 6, 8, 10 mit einem größten Außendurchmesser D^3x in der Nähe eines Endbereiches 11 und einem konischen Verlauf des mittleren Rohrbereiches bis zum gegenüberliegenden Endbereich 12. Auf der Seite des größten Außendurchmessers D^ ist ein kurzer konischer Übergangsbereich vorhanden, der durch einen zylindrisch abgestuften Ansatz 13 verlängert ist und in den Endbereich 11 übergeht. Die Wandstärke D2 ist im Ansatzbereich gegenüber der Wandstärke D1 des mittleren Rohrbereichs Rn unterschiedlich ausgeführt. Die beiden Figuren 6, 7 unterscheiden sich hinsichtlich des größten Außendurchmessers O03x auf der einen Rohrwellenseite und ihrem Abstand zum Endbereich 11.Fig. 6 and 7 each show a drive shaft 6, 8, 10 with a largest external diameter D^ 3x near an end region 11 and a conical course of the middle pipe region up to the opposite end region 12. On the side of the largest external diameter D^ there is a short conical transition region which is extended by a cylindrically stepped extension 13 and merges into the end region 11. The wall thickness D 2 is different in the extension region compared to the wall thickness D 1 of the middle pipe region R n . The two figures 6, 7 differ in terms of the largest external diameter O 03x on one side of the pipe shaft and its distance from the end region 11.

In Fig. 8 ist eine Antriebswelle 6, 8, 10 dargestellt, welche jeweils einen größten unterschiedlichen Außendurchmesser D103x in der Nähe der Mitte jeder Rohrwellenhälfte 14, 15 aufweist und wobei der kleinste Außendurchmesser Da außerhalb der Rohrwellenmitte M liegend ausgebildet ist. Der Endbereich 11 ist hierbei wie in Fig. 7 beschrieben durch einen zylindrischen Ansatz 13 verlängert und die Bereiche zwischen den unterschiedlichen Außendurchmessern Dn^x und dem kleinsten Außendurchmesser Da sind jeweils konisch ausgebildet.In Fig. 8, a drive shaft 6, 8, 10 is shown, each of which has a largest different outer diameter D 103x near the center of each tubular shaft half 14, 15 and wherein the smallest outer diameter D a is formed outside the tubular shaft center M. The end region 11 is extended by a cylindrical extension 13 as described in Fig. 7 and the regions between the different outer diameters D n ^ x and the smallest outer diameter D a are each conical.

GKN Automotive AG 5. September 1996GKN Automotive AG 5 September 1996

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Antriebswelledrive shaft

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Kraftfahrzeug1 motor vehicle

2 Frontmotor2 front engine

3 Getriebe3 Gearbox

4 Vorderachsdifferential4 Front axle differential

5 Vorderrad5 Front wheel

6 Antriebswelle6 Drive shaft

7 Hinterrad7 Rear wheel

8, 8a, 8b Längsantriebswelle8, 8a , 8b Longitudinal drive shaft

9 Hinterachsdifferential9 Rear axle differential

10 Antriebswelle10 Drive shaft

11, 12 Endbereich11 , 12 End area

13 " Ansatz13 " approach

14, 15 Rohrwellenhälfte14, 15 Tubular shaft half

D1 Wandstärke des mittleren RohrbereichesD 1 Wall thickness of the middle pipe area

D2 Wandstärke des AnsatzesD 2 Wall thickness of the attachment

Da AußendurchmesserD a outer diameter

D11Jax maximaler AußendurchmesserD 11 Yes x maximum outside diameter

M RohrwellenmitteM Tube shaft center

M1 Mitte der ersten RohrwellenhälfteM 1 Center of the first half of the tube shaft

M2 Mitte der zweiten RohrwellenhälfteM 2 Center of the second half of the tube shaft

R1n mittlerer RohrwellenbereichR 1n medium tube wave range

Claims (22)

GKN Automotive AG 5. September 1996 Hauptstraße 150 Ne/bla (allO152) 53797 Lohmar P90047DE20 Antriebswelle SchutzansprücheGKN Automotive AG 5 September 1996 Hauptstraße 150 Ne/bla (allO152) 53797 Lohmar P90047DE20 Drive shaft Protection claims 1. Antriebswelle (6, 8, 10), die einstückig durch Umformung hergestellt ist, insbesondere im Antrieb eines Kraftfahrzeuges (1) in Form einer Rohrwelle mit einem mittleren Rohrbereich (R111) größeren Außendurchmessers (Da), mit
beidendig ausgebildeten Endbereichen (11, 12) und mit verzahnten Aufnahmebereichen für Anschlußelemente zur Drehmomentübertragung ,1. Drive shaft (6, 8, 10) which is manufactured in one piece by forming, in particular in the drive of a motor vehicle (1) in the form of a tubular shaft with a central tube region (R 111 ) of larger outer diameter (D a ), with
end regions (11, 12) formed at both ends and with toothed receiving areas for connecting elements for torque transmission, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Antriebswelle (6, 8, 10) rotationssymmetrisch und in Längsrichtung asymmetrisch ausgebildet ist.that the drive shaft (6, 8, 10) is rotationally symmetrical and asymmetrical in the longitudinal direction. 2. Antriebswelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Drive shaft according to claim 1,
characterized, daß der mittlere Rohrbereich (R111) der Antriebswelle (6, 8, 10) in Längsrichtung symmetrisch und der Symmetriemittelpunkt des mittleren Rohrbereiches (R111) außerhalb der Rohrwellenmitte (M) liegend ausgebildet
ist.that the middle pipe section (R 111 ) of the drive shaft (6, 8, 10) is symmetrical in the longitudinal direction and the centre of symmetry of the middle pipe section (R 111 ) is outside the centre of the pipe shaft (M)
is. 3. Antriebswelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,3. Drive shaft according to claim 1,
characterized, daß der Massenschwerpunkt der Antriebswelle (6, 8, 10) außerhalb der Rohrwellenmitte (M) angeordnet ist.that the centre of gravity of the drive shaft (6, 8, 10) is arranged outside the centre of the tubular shaft (M). 4. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,4. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 3, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß eine Seite des mittleren Rohrbereiches (R01) einen zylindrisch abgestuften Ansatz (13) mit einem kleineren Außendurchmesser (Da) aufweist.that one side of the middle tube region (R 01 ) has a cylindrically stepped extension (13) with a smaller outer diameter (D a ). 5. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,5. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 4, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß eine Seite des mittleren Rohrbereiches (R111) einen konusförmigen Ansatz (13) aufweist.that one side of the middle tube area (R 111 ) has a conical extension (13). 6. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,6. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 5, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der mittlere Rohrbereich (R1n) zumindest über den größten Teilbereich einen gleichbleibenden Außendurchmesser (Da) aufweist und die Wandstärke (D1) annähernd gleichgehalten ist.that the middle pipe region (R 1n ) has a constant outer diameter (D a ) at least over the largest part of the region and the wall thickness (D 1 ) is kept approximately constant. 7. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,7. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 6, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Wandstärke (D1) des mittleren Rohrbereiches (R1n) bei variablem Außendurchmesser (Da) annähernd gleichgehalten ist.that the wall thickness (D 1 ) of the middle pipe section (R 1n ) is kept approximately constant with a variable outer diameter (D a ). 8. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,8. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 7, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß sich der Innen- (DjJ und/oder Außendurchmesser (Da) des mittleren Rohrbereiches (Rn) asymmetrisch zur Rohrwellenmitte (M) zumindestens teilweise kontinuierlich ändert.that the inner (DjJ) and/or outer diameter (D a ) of the middle pipe region (R n ) changes asymmetrically to the pipe shaft center (M) at least partially continuously. 9. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis9. Drive shaft according to one or more of claims 1 to dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der mittlere Rohrbereich (R1n) im Durchmesser asymmetrisch abgestuft ausgebildet ist, wobei die Übergangsbereiche zwischen den abgestuften Durchmesserbereichen einen konusförmigen Innen- (D1) und/ oder Außendurchmesser (Da) aufweisen.that the middle tube region (R 1n ) is asymmetrically graduated in diameter, wherein the transition regions between the graduated diameter regions have a conical inner (D 1 ) and/or outer diameter (D a ). 10. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,10. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 9, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der Innendurchmesser (D1) im mittleren Rohrbereich (Rn) konstant gehalten ist.that the inner diameter (D 1 ) is kept constant in the middle pipe area (R n ) . 11. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,11. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 10, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der größte Außendurchmesser (D103x) des mittleren Rohrbereiches (R111) in der Nähe eines Endbereiches (11, 12) ausgebildet ist.that the largest outer diameter (D 103x ) of the middle tube region (R 111 ) is formed near an end region (11, 12). 12. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11/12. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 11/ dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der mittlere Rohrbereich (R01) mindestens zwischen einem Endbereich (11, 12) und dem Ort des größten Außendurchmessers (D^) konusförmig oder in Längsrichtung parabelförmig ausgebildet ist.that the middle pipe region (R 01 ) is conical or parabolic in the longitudinal direction at least between an end region (11, 12) and the location of the largest outside diameter (D^). 13. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,13. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 12, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der größte Außendurchmesser (D03x) des mittleren Rohrbereiches (Rn) in der Nähe der Rohrwellenmitte (M) ausgebildet ist.that the largest outside diameter (D 03x ) of the middle pipe section (R n ) is formed near the pipe shaft center (M). 14. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,14. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 13, dadurch gekennzeichnet, characterized , daß der größte Außendurchmesser (Dn3x) des mittleren Rohrbereiches (R111) jeweils in der Nähe der beiden Endbereiche (11, 12) ausgebildet ist.that the largest outer diameter (Dn 3x ) of the middle pipe region (R 111 ) is formed in the vicinity of the two end regions (11, 12). 15. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,15. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 14, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der mittlere Rohrbereich (R111) zwischen dem größten und kleinsten Außendurchmesser (Da) jeweils konusförmig oder in Längsrichtung parabelförmig ausgebildet ist.that the middle pipe section (R 111 ) between the largest and smallest outside diameter (D a ) is conical or parabolic in the longitudinal direction. 16. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,16. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 15, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß in der Mitte (M1, M2) jeder Rohrwellenhälfte (14, 15) ein- unterschiedlicher maximaler Außendurchmesser (D113x) ausgebildet ist.that in the middle (M 1 , M 2 ) of each tubular shaft half (14, 15) a different maximum outer diameter (D 113x ) is formed. 17. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,17. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 16, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß in der Nähe der Mitte (M1, M2) jeder Rohrwellenhälfte (14, 15) ein gleicher oder unterschiedlicher Außendurchmesser (D11Jax) ausgebildet ist.that an equal or different outer diameter (D 11 Ja x ) is formed near the center (M 1 , M 2 ) of each tubular shaft half (14, 15). 18. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,18. Drive shaft according to one or more of claims 1 to 17, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der Massenschwerpunkt der Antriebswelle im eingebauten Zustand im Kraftfahrzeug zu den An- oder Abtriebsteilen mit der größeren Masse hinweist.that the centre of gravity of the drive shaft when installed in the motor vehicle points towards the input or output parts with the greater mass. 19. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis19. Drive shaft according to one or more of claims 1 to dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der aus der Rohrwellenmitte M verschobene Symmetriemittelpunkt des mittleren Rohrbereiches (Rn) im eingebauten Zustand im Kraftfahrzeug zu den An- oder Abtriebsteilen mit der größeren Masse hinweist.that the centre of symmetry of the middle pipe section (R n ) shifted from the pipe shaft centre M when installed in the motor vehicle points towards the drive or driven parts with the greater mass. 20. Antriebswelle (6) in Form einer Rohrwelle mit eine mittleren Rohrbereich (R1n) größeren Außendurchmessers (Da) und mit beidendig ausgebildeten Endbereichen (11, 12) mit verzahnten Aufnahmebereichen für Anschlußelemente zur Drehmomentübertragung, und die rotationssymmetrisch und in Längsrichtung asymmetrisch ausgebildet ist, so daß der Massenschwerpunkt aus der Rohrwellenmitte (M) verschoben ist, in einem Kraftfahrzeug (1) als Seitenwelle zum Antrieb der Räder (5), wobei sie zwischen einem Achsdifferential (4, 9) und einem Anschlußelement zur Drehmomentübertragung als Antriebsteile und einem Anschlußelement zur Drehmomentübertragung und einem der Räder (5) als Abtriebsteile eingebaut ist, nach Anspruch 18 oder 19,20. Drive shaft (6) in the form of a tubular shaft with a central tubular region (R 1n ) of larger external diameter (D a ) and with end regions (11, 12) formed at both ends with toothed receiving regions for connecting elements for torque transmission, and which is rotationally symmetrical and asymmetrical in the longitudinal direction so that the center of mass is shifted from the tubular shaft center (M), in a motor vehicle (1) as a side shaft for driving the wheels (5), wherein it is installed between an axle differential (4, 9) and a connecting element for torque transmission as drive parts and a connecting element for torque transmission and one of the wheels (5) as output parts, according to claim 18 or 19, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß ihr Massenschwerpunkt näher zu denjenigen der Antriebsteile oder Abtriebsteile liegt, welche von beiden die größere Masse aufweisen, wobei die genannten Antriebsteile im wesentlichen Frontmotor (2), Getriebe (3), Vorderachsdifferential (4) und die genannten Abtriebsteile im wesentlichen die Vorderräder (5) umfassen.that their center of mass is closer to that of the drive parts or output parts, whichever of the two has the greater mass, wherein the said drive parts essentially comprise the front engine (2), transmission (3), front axle differential (4) and the said output parts essentially comprise the front wheels (5). 21. Antriebswelle (10) in Form einer Rohrwelle mit eine mittleren Rohrbereich (R01) größeren Außendurchmessers (Da) und mit beidendig ausgebildeten Endbereichen (11, 12) mit verzahnten Aufnahmebereichen für Anschlußelemente zur Drehmomentübertragung, und die rotationssymmetrisch und in Längsrichtung asymmetrisch ausgebildet ist, so daß der Massenschwerpunkt aus der Rohrwellenmitte (M) verschoben ist, in einem Kraftfahrzeug (1) als Seitenwelle zum Antrieb der Räder (7), wobei sie zwischen einem Achsdifferential (4, 9) und einem Anschlußelement zur Drehmomentübertragung als Antriebsteile und einem Anschlußelement zur Drehmomentübertragung und einem der Räder (7) als Abtriebsteile eingebaut ist, nach Anspruch 18 oder 19,21. Drive shaft (10) in the form of a tubular shaft with a central tubular region (R 01 ) of larger external diameter (D a ) and with end regions (11, 12) formed at both ends with toothed receiving regions for connecting elements for torque transmission, and which is rotationally symmetrical and asymmetrical in the longitudinal direction so that the center of mass is shifted from the tubular shaft center (M), in a motor vehicle (1) as a side shaft for driving the wheels (7), wherein it is installed between an axle differential (4, 9) and a connecting element for torque transmission as drive parts and a connecting element for torque transmission and one of the wheels (7) as output parts, according to claim 18 or 19, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß ihr Massenschwerpunkt näher zu denjenigen der Antriebsteile oder Abtriebsteile liegt, welche von beiden die größere Masse aufweisen, wobei die genannten Antriebsteile im wesentlichen Frontmotor (2), Getriebe (3), Vorderachsdifferential (4), Längsantriebswelle (8a, 8b), Hinterachsdifferential (9 ) und die genannten Abtriebsteile im wesentlichen die Hinterräder (7) umfassen.that their center of mass is closer to that of the drive parts or output parts, which of the two have the greater mass, whereby the said drive parts essentially comprise the front engine (2), transmission (3), front axle differential (4), longitudinal drive shaft (8a, 8b), rear axle differential (9) and the said output parts essentially comprise the rear wheels (7). 22. Antriebswelle {6, 10) in Form einer Rohrwelle mit eine mittleren Rohrbereich (Rn) größeren Außendurchmessers (Da) und mit beidendig ausgebildeten Endbereichen (11, 12) mit verzahnten Aufnahmebereichen für Anschlußelemente zur Drehmomentübertragung, und die rotationssymmetrisch und in Längsrichtung asymmetrisch ausgebildet ist, so daß der Massenschwerpunkt aus der Rohrwellenmitte (M) verschoben ist, in einem Kraftfahrzeug (1) als Längsantriebswelle (8a, 8b) nach Anspruch 18 oder 19,22. Drive shaft (6, 10) in the form of a tubular shaft with a central tubular region (R n ) of larger external diameter (D a ) and with end regions (11, 12) formed at both ends with toothed receiving regions for connecting elements for torque transmission, and which is rotationally symmetrical and asymmetrical in the longitudinal direction, so that the center of mass is shifted from the tubular shaft center (M), in a motor vehicle (1) as a longitudinal drive shaft (8a, 8b) according to claim 18 or 19, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß ihr Massenschwerpunkt näher zu denjenigen der Antriebsteile oder Abtriebsteile liegt, welche von beiden die größere Masse aufweisen, wobei die genannten Antriebsteile im wesentlichen Frontmotor (2), Getriebe (3), Vorderachsdifferential (4) und die genannten Abtriebsteile im wesentlichen Hinterachsdifferential (9), hintere Antriebswellen (10) und Hinterräder (7) umfassen.that their centre of mass is closer to that of the drive parts or output parts, whichever of the two has the greater mass, wherein the said drive parts essentially comprise the front engine (2), transmission (3), front axle differential (4) and the said output parts essentially comprise the rear axle differential (9), rear drive shafts (10) and rear wheels (7).
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