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DE10042617A1 - Vehicle drive train hollow shaft has piezo-based vibration damping device rigidly attached to hollow drive shaft to damp vibrations generated in shaft - Google Patents

Vehicle drive train hollow shaft has piezo-based vibration damping device rigidly attached to hollow drive shaft to damp vibrations generated in shaft

Info

Publication number
DE10042617A1
DE10042617A1 DE10042617A DE10042617A DE10042617A1 DE 10042617 A1 DE10042617 A1 DE 10042617A1 DE 10042617 A DE10042617 A DE 10042617A DE 10042617 A DE10042617 A DE 10042617A DE 10042617 A1 DE10042617 A1 DE 10042617A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive shaft
piezo
hollow drive
hollow
based device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10042617A
Other languages
German (de)
Inventor
James A Duggan
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.)
Dana Inc
Original Assignee
Dana Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dana Inc filed Critical Dana Inc
Publication of DE10042617A1 publication Critical patent/DE10042617A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

The hollow shaft has a device (30) operating on a piezo basis that is rigidly attached to the hollow drive shaft (18) to damp vibrations generated in the shaft. The damping device is made of piezoelectric material and is in the form of an electric circuit containing a resistive element. The circuit can contain a resistive element and an inductive element. An Independent claim is also included for a vehicle drive train arrangement.

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Auslegungsformen zum aktiven und passiven Dämpfen von Schwingungen bei einer Fahrzeugantriebsstran­ ganordnung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung auf Piezobasis, welche in einer Antriebshohlwelle (Rohr) in einer Fahrzeugan­ triebsstranganordnung angebracht oder auf andere Weise befestigt ist, um Torsions- und Lateralschwingungen aktiv und passiv zu reduzieren, welche im Gebrauchszustand erzeugt werden.The invention is generally concerned with design forms for active and passive damping of vibrations in a vehicle drive train ganordnung. In particular, the invention relates to a device Piezo base, which in a hollow drive shaft (tube) in a vehicle Drivetrain assembly attached or otherwise attached to To actively and passively reduce torsional and lateral vibrations, which in the Condition of use are generated.

Drehmomentübertragende Wellen werden häufig zur Übertragung von Drehenergie zwischen einer Drehenergiequelle und einer drehbar anzutrei­ benden Einrichtung eingesetzt. Ein bekanntes Beispiel ist eine drehmo­ mentübertragende Welle in Form einer Antriebshohlwelle (Antriebswellenrohr), welche bei einer Fahrzeugantriebsstranganordnung zum Einsatz kommt. Die Fahrzeugantriebsstranganordnung überträgt die Drehenergie von eine Quelle, wie einer Brennkraftmaschine oder einer Getriebeanordnung, auf eine anzutreibende Komponente, wie eine Achsanordnung, welche ein Paar von angetriebenen Rädern hat. Eine typische Fahrzeugantriebsstranganordnung umfaßt eine hohle, zylindrische Antriebswelle in Form eines Rohrs, welche einen Endanschluß hat, welcher jeweils fest mit dem zugeordneten Ende verbunden ist. Allgemein sind die Endanschlüsse in Form von Gabelköpfen ausgelegt, welche derart beschaffen sind, daß sie mit zugeordneten Univer­ salgelenken (Kardangelenken) zusammenarbeiten. Antriebsstranganordnun­ gen dieser allgemeinen Bauart werden häufig eingesetzt, um eine Drehan­ triebsverbindung zwischen einer Ausgangswelle des Fahrzeugmotors und der Getriebeanordnung und einer Eingangswelle einer Achsanordnung herzustel­ len, welche die Fahrzeugräder drehantreibt.Torque transmitting shafts are often used to transmit Rotating energy between a rotating energy source and a rotatable used facility. A well-known example is a Drehmo ment-transmitting shaft in the form of a hollow drive shaft (drive shaft tube), which is used in a vehicle drive train arrangement. The Vehicle powertrain assembly transmits rotational energy from a source such as an internal combustion engine or a transmission arrangement, on a component to be driven, such as an axle assembly, which is a pair of driven wheels. A typical vehicle powertrain assembly comprises a hollow, cylindrical drive shaft in the form of a tube, which  has an end connection, which is fixed to the associated end connected is. In general, the end connections are in the form of clevises designed, which are such that they with assigned Univer Working saloon joints (universal joints) together. Antriebsstranganordnun This general type of construction are often used to rotate Drive connection between an output shaft of the vehicle engine and the Gear assembly and an input shaft of an axle assembly len, which drives the vehicle wheels.

Eine Schwierigkeit, welche bei Fahrzeugantriebsstranganordnungen und anderen rotierenden Einrichtungen auftritt, ist darin zu sehen, daß die Tendenz zur Schwingungserzeugung während des Betriebs vorhanden ist, wodurch unerwünschte, hörbare Geräusche erzeugt und übertragen werden. Auch ist es bekannt, daß alle mechanischen Körper eine natürliche Reso­ nanzfrequenz haben, bei welcher sie zu Eigenschwingungen angeregt werden, wenn sie bei gewissen Drehzahlen betrieben werden. Die natürliche Resonanzfrequenz ist eine innere Eigenschaft des mechanischen Körpers und hierauf haben viele Größen Einfluß, welche beispielsweise die Zusammenset­ zung, Abmessungen und die Gestalt mit umfassen. Bei Fahrzeugstranganord­ nungen können die Brennkraftmaschine und die Getriebeanordnungen manchmal Schwingungen erzeugen, die zu der Antriebshohlwelle übertragen und hierdurch verstärkt werden, wenn diese eine Drehbewegung ausführt. Auch kann die Antriebshohlwelle selbst mit einer solchen Drehzahl eine Drehbewegung ausführen, welche in der Nähe der natürlichen Resonanzfre­ quenz (oder einer oder mehreren Harmonischen hiervon) liegt, wodurch Schwingungen verursacht und in die Antriebshohlwelle eingeleitet werden. Auf jeden Fall können die bei einer Antriebshohlwelle erzeugten Schwingungen zur Erzeugung von hörbaren Geräuschen führen. Derartige Geräusche sind im allgemeinen aber aus den verschiedensten Gründen unerwünscht.A difficulty encountered with vehicle powertrain assemblies and other rotating devices can be seen in the fact that the Tendency to generate vibrations during operation, which generates and transmits unwanted, audible noises. It is also known that all mechanical bodies have a natural reso frequency at which they are excited to vibrate naturally if they are operated at certain speeds. The natural Resonance frequency is an internal property of the mechanical body and this is influenced by many variables, such as the composition tion, dimensions and shape. With vehicle string arrangement The internal combustion engine and the gear arrangements can sometimes generate vibrations that transmit to the hollow drive shaft and thereby be reinforced when it rotates. The drive hollow shaft can even with such a speed Carry out a rotary movement which is close to the natural resonance frequency quenz (or one or more harmonics thereof), whereby Vibrations caused and introduced into the hollow drive shaft. On in any case, the vibrations generated in a hollow drive shaft lead to the generation of audible noises. Such noises are in the generally undesirable for a variety of reasons.

Verschiedene Versuche wurden unternommen, um die während des Betriebs durch eine Fahrzeugantriebshohlwelle erzeugten Geräusche zu reduzieren. Beispielsweise hat es sich als erwünscht erwiesen, ein oder mehrere geräuschdämpfende Einrichtungen in dem hohlen Antriebswellenrohr vorzusehen, um einige der während des Einsatzes erzeugte Geräusche zu absorbieren. Bekannte geräuschreduzierende Einrichtungen wurden aus vielen Materialien hergestellt, welche Karton, Schaum und dergleichen umfassen. Obgleich an sich bekannte geräuschreduzierende Einrichtungen relativ einfach ausgelegt sind, billig herzustellen und einfach einzubauen sind, hat es sich aber gezeigt, daß diese nur eine relativ durchschnittliche Wirkung bei der Reduktion von Geräuschen bei einigen Fahrzeugantriebshohlwellen haben. Daher ist es erwünscht, eine fortentwickelte Auslegung bereitzustellen, um die Schwingungsstärke und die Geräuschstärke zu reduzieren, welche während des Betriebs bei einer Fahrzeugantriebsstranganordnung erzeugt werden.Various attempts have been made to improve the operation  reduce noise generated by a vehicle drive hollow shaft. For example, one or more has been found to be desirable noise-reducing devices in the hollow drive shaft tube to provide some of the noise generated during use absorb. Known noise reduction devices have been discontinued made of many materials, such as cardboard, foam and the like include. Although known noise reducing devices are relatively simple, inexpensive to manufacture and easy to install, However, it has been shown that this has only a relatively average effect in reducing noise in some vehicle drive hollow shafts to have. Therefore, it is desirable to provide an advanced design to reduce the vibration level and noise level, which generated during operation on a vehicle powertrain assembly become.

Die Erfindung befaßt sich mit einer fortentwickelten Ausführungsform zur Reduzierung von Schwingungen und Geräuschen, welche während des Betriebs in einer Fahrzeugantriebsstranganordnung erzeugt werden. Eine auf Piezobasis arbeitende Einrichtung ist an einer Antriebshohlwelle oder einer anderen Komponente der Antriebsstranganordnung angebracht oder befestigt. Die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung wird eingesetzt, um die Schwingun­ gen dadurch zu dämpfen, daß die pysikalische Schwingungsbewegung der Antriebshohlwelle in einen elektrischen Strom umgewandelt wird, welcher durch ein Widerstandselement zu Wärme dissipiert. Durch Variation der Stärke des Widerstands des Elements läßt sich die zentrale Dämpfungsfrequenz der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung gegebenenfalls unter Anpassung an die jeweilige Antriebshohlwelle und unter Berücksichtigung von Einzelheiten der Antriebsstranganordnung an sich variieren. Gegebenenfalls kann ein induktives Element in einem Schaltkreis mit dem Widerstandselement vorgesehen sein, um den elektrischen Strom zu dissipieren. The invention is concerned with a further developed embodiment of the Reduction of vibrations and noises, which during the Operating in a vehicle powertrain assembly. One on Piezo-based device is on a hollow drive shaft or other component of the powertrain assembly attached or attached. The piezo-based device is used to control the vibration dampen conditions by the fact that the physical vibration movement of the Hollow drive shaft is converted into an electrical current, which dissipated to heat by a resistance element. By varying the strength the resistance of the element, the central damping frequency of the Piezo-based device, if necessary with adaptation to the respective hollow drive shaft and taking into account details the driveline arrangement itself vary. If necessary, a inductive element in a circuit with the resistance element be provided to dissipate the electrical current.  

Die Größe des Widerstandselements kann durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Größe und/oder der Frequenz der Schwingungen variiert werden, was mittels eines Sensors erfaßt wird. Alternativ kann die Steifigkeit der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung durch einen elektrischen Stromge­ nerator gesteuert werden, welcher durch eine Steuereinrichtung in Abhängig­ keit von der Stärke und/oder Frequenz der mit Hilfe eines Sensors erfaßten Schwingungen betreibbar ist. Die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung kann entweder auf einer äußeren Fläche oder einer inneren Fläche der Antriebs­ hohlwelle (Antriebswellenrohr) angebracht sein. Alternativ kann die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung in die Antriebshohlwelle eingebettet oder integral mit dieser ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann eine Mehrzahl von derartigen auf Piezobasis arbeitenden Einrichtungen an der Antriebswelle vorgesehen sein.The size of the resistance element can be controlled by a control device Depending on the size and / or the frequency of the vibrations varies what is detected by a sensor. Alternatively, the stiffness the piezo-based device by an electrical Stromge can be controlled by a control device in dependence speed of the strength and / or frequency of those detected with the aid of a sensor Vibrations can be operated. The piezo-based device can either on an outer surface or an inner surface of the drive hollow shaft (drive shaft tube). Alternatively, the on Piezo-based device embedded in the hollow drive shaft or be integral with this. If necessary, a plurality of such piezo-based devices on the drive shaft be provided.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:Further details, features and advantages of the invention result from the description of preferred embodiments below Reference to the attached drawing. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Fahrzeugantriebsstranganordnung, welche eine Antriebs­ hohlwelle umfaßt, welche eine auf Piezobasis arbeitende Ein­ richtung hat, die an der Außenfläche der erfindungsgemäßen Auslegung angebracht ist, Fig. 1 is a side view is attached to the outer surface of the design according to the invention to a first preferred embodiment of a vehicle drive train assembly which includes a drive hollow shaft which has a working piezo-based A direction,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsform der in Fig. 1 gezeigten und auf Piezobasis arbeiten­ den Einrichtung, Fig. 2 is a schematic view of a first preferred form of the exporting approximately shown in Fig. 1 and working on the piezoelectric base means,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausfüh­ rungsform der in Fig. 1 gezeigten und auf Piezobasis arbeiten­ den Einrichtung, Fig. 3 is a schematic view of a second preferred form of the exporting approximately shown in Fig. 1 and working on the piezoelectric base means,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsform einer in Fig. 1 schematisch dargestellten und auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung, Fig. 4 is a schematic view of a third preferred exporting approximate shape of a device shown schematically in Fig. 1 and operating on piezoelectric basis,

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer vierten bevorzugten Ausfüh­ rungsform einer in Fig. 1 gezeigten und auf Piezobasis arbei­ tenden Einrichtung, Fig. 5 is a schematic view of a fourth preferred form of exporting approximately shown in Fig. 1 and piezo-based processing Tenden means,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Fahrzeugantriebsstranganordnung, welche eine Antriebs­ hohlwelle umfaßt, welche eine auf Piezobasis arbeitende Ein­ richtung hat, welche an der inneren Fläche hiervon oder in die­ selbe eingebettet gemäß der Auslegungsform nach der Erfin­ dung vorgesehen ist, und Fig. 6 is a side view of a second preferred embodiment of a vehicle drive train assembly which includes a hollow drive shaft which has a piezo-based device which is provided on the inner surface thereof or embedded in the same according to the design of the invention, and

Fig. 7 eine Seitenansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer Fahrzeugantriebsstranganordnung, welche eine Antriebs­ hohlwelle umfaßt, welche eine Mehrzahl von auf Piezobasis ar­ beitende Einrichtungen hat, welche bei der erfindungsgemäßen Auslegung an dieser angebracht sind. Fig. 7 is a side view of a third preferred embodiment of a vehicle drive train assembly which comprises a hollow drive shaft which has a plurality of piezo-based ar processing devices which are attached to this in the inventive design.

Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ist in Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Fahrzeugantriebsstranganordnung gezeigt, welche nach der Erfindung ausgelegt ist und dort insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Die Antriebsstranganordnung 10 umfaßt ein Getriebe 12, welches eine Ausgangswelle (nicht gezeigt) hat, welche mit einer Eingangswelle (nicht gezeigt) einer Achsanordnung 14 über eine Antriebswellenanordnung 16 verbunden ist. Das Getriebe 12 wird durch eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) drehangetrieben, welche eine Drehenergie auf übliche Weise erzeugt. Die Antriebswellenanordnung 16 umfaßt eine zylindrische Antriebshohlwelle (Antriebswellenrohr) 18, welches einen Mittelabschnitt und ein Paar von gegenüberliegenden Endabschnitten hat. Die Ausgangswelle des Getriebes 12 und die Eingangswelle der Achsanordnung 14 sind in typischer Weise nicht koaxial ausgerichtet. Um hierfür einen Ausgleich zu schaffen, ist ein Paar von Universalgelenken (Kardangelenken) vorgesehen, welche insgesamt mit 24a und 24b bezeichnet sind. Diese Universalgelenke 24a und 24b sind an den Endabschnitten der Antriebshohlwelle 18 vorgesehen, um jeweils die Endabschnitte der Antriebshohlwelle 18 mit der Ausgangswelle des Getriebes 12 und der Eingangswelle der Achsanordnung 14 zu verbinden. Das erste Universalgelenk 24a umfaßt eine Kreuzgelenkgabel 26a, welche fest mit dem vorderen Endabschnitt der Antriebshohlwelle 18 auf eine geeignete Weise, wie beispielsweise durch Schweißen, verbunden ist. Das erste Universalgelenk 24a umfaßt ferner ein Kreuzstück 27a, welches mit der Kreuzgelenkgabel 26a auf eine übliche Weise verbunden ist. Schließlich umfaßt das erste Universal­ gelenk einen Gabelkopf 28a, welcher mit der Ausgangswelle des Getriebes 12 und dem Kreuzstück 27a verbunden ist. Auf ähnliche Art und Weise umfaßt das zweite Universalgelenk 24b eine Kreuzgelenkgabel 26b, welche fest mit dem hinteren Endabschnitt der Antriebshohlwelle 18 auf übliche Weise, beispielsweise durch Schweißen, verbunden ist. Das zweite Universalgelenk 24b umfaßt ferner ein Kreuzstück 27b, welches mit der Kreuzgelenkgabel 26b auf übliche Weise verbunden ist. Schließlich umfaßt das zweite Universalge­ lenk 24b einen Gabelkopf 28b, welcher mit dem Kreuzstück (Querstück) 27b und der Eingangswelle der Achsanordnung 14 verbunden ist. Die Antriebs­ stranganordnung 10 gemäß der voranstehend angegebenen Beschreibung ist auf übliche Weise ausgelegt und diese Auslegungsform soll nur als Beispiel für eine an sich bekannte Konstruktion zur Übertragung einer Drehenergie von einer Quelle auf eine getriebene Einrichtung darstellen.With reference to the accompanying drawing, a first preferred embodiment of a vehicle drive train arrangement is shown in FIG. 1, which is designed according to the invention and is designated overall by 10 there. The drive train assembly 10 includes a transmission 12 which has an output shaft (not shown) which is connected to an input shaft (not shown) of an axle assembly 14 via a drive shaft assembly 16 . The transmission 12 is driven in rotation by an internal combustion engine (not shown), which generates rotational energy in a conventional manner. The drive shaft assembly 16 includes a cylindrical hollow drive shaft (drive shaft tube) 18 which has a central portion and a pair of opposite end portions. The output shaft of the transmission 12 and the input shaft of the axle assembly 14 are typically not coaxially aligned. In order to compensate for this, a pair of universal joints (universal joints) are provided, which are designated as a whole by 24a and 24b. These universal joints 24 a and 24 b are provided on the end sections of the hollow drive shaft 18 in order to connect the end sections of the hollow drive shaft 18 to the output shaft of the transmission 12 and the input shaft of the axle assembly 14 . The first universal joint 24 a comprises a universal joint fork 26 a, which is firmly connected to the front end portion of the drive hollow shaft 18 in a suitable manner, such as by welding. The first universal joint 24 a also includes a cross piece 27 a, which is connected to the universal joint fork 26 a in a conventional manner. Finally, the first universal joint comprises a fork head 28 a, which is connected to the output shaft of the transmission 12 and the cross piece 27 a. In a similar manner, the second universal joint 24 b comprises a universal joint fork 26 b, which is fixedly connected to the rear end section of the hollow drive shaft 18 in a conventional manner, for example by welding. The second universal joint 24 b further comprises a cross piece 27 b, which is connected to the universal joint fork 26 b in the usual way. Finally, the second universal joint 24 b includes a fork head 28 b, which is connected to the cross piece (cross piece) 27 b and the input shaft of the axle assembly 14 . The drive train assembly 10 according to the description given above is designed in a conventional manner and this design form is only intended to represent an example of a known construction for transmitting rotational energy from a source to a driven device.

Bei dem Arbeiten der Brennkraftmaschine 12 wird im allgemeinen eine Vielzahl von unterschiedlichen Schwingungen erzeugt, welche an der Antriebshohlwelle 18 auftreten. Auch die Antriebshohlwelle 18 kann bei einigen Anwendungsfällen eine Drehbewegung bei oder in der Nähe der natürlichen Resonanzfrequenz ausführen, wodurch Vibrationen erzeugt werden können. Unabhängig von dem Ursprung können diese Vibrationen oder Schwingungen zu der Erzeugung von unerwünschten hörbaren Geräuschen führen. Diesbezüglich ist eine auf Piezobasis arbeitende Einrichtung, welche insgesamt mit 30 bezeichnet ist, an der Antriebshohlwelle 18 angebracht oder auf eine andere sonstige ähnliche Weise vorgesehen. Der Aufbau und die Funktionsweise der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 werden nachstehend näher beschrieben. Allgemein gesprochen kann die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 eingesetzt werden, um diese Schwin­ gungen dadurch zu dämpfen, daß die physikalischen Schwingungsbewegun­ gen der Antriebshohlwelle 18 in einen elektrischen Strom umgewandelt werden, welcher durch einen Widerstandselement unter Umwandlung zur Wärme dissipiert wird. Durch Verändern der Stärke des Widerstandselements läßt sich die mittlere Dämpfungsfrequenz der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 gegebenenfalls unter Berücksichtigung von spezifischen Einzelheiten der Antriebshohlwelle 18 und/oder der Antriebsstranganordnung 10 variieren. Wie nachstehend noch näher beschrieben wird, kann alternativ die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 als eine aktiv arbeitende Einrichtung eingesetzt werden, wobei durch das Anlegen eines elektrischen Stromes an die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung die Steifigkeit oder die Flexibilität derselben verändert wird. Bei der Erfindung kommt es auch in Betracht, daß eine oder mehrere auf Piezobasis arbeitende Einrichtungen 30 entweder an der Innenfläche oder der Außenfläche der Antriebshohlwelle 18 angebracht werden können oder in die Antriebshohlwelle 18 eingebettet oder mit dieser integral ausgebildet werden können, um Torsions- und Lateral­ schwingungen bei der Antriebshohlwelle 18 und bei der Fahrzeugantriebs­ stranganordnung 10 insgesamt entweder passiv oder aktiv zu steuern und zu beeinflussen.When the internal combustion engine 12 is operating, a large number of different vibrations are generally generated which occur on the hollow drive shaft 18 . In some applications, the hollow drive shaft 18 can also perform a rotary movement at or near the natural resonance frequency, as a result of which vibrations can be generated. Regardless of the origin, these vibrations can cause undesirable audible noise to be generated. In this regard, a piezo-based device, generally designated 30, is attached to the hollow drive shaft 18 or is provided in some other similar manner. The structure and mode of operation of the piezo-based device 30 are described in more detail below. Generally speaking, the piezo-based device 30 can be used to dampen these vibrations by converting the physical oscillation movements of the hollow drive shaft 18 into an electrical current that is dissipated by a resistance element to convert to heat. By changing the strength of the resistance element, the average damping frequency of the piezo-based device 30 can be varied, taking into account specific details of the hollow drive shaft 18 and / or the drive train arrangement 10 , if necessary. Alternatively, as will be described in more detail below, the piezo-based device 30 can be used as an actively working device, the application of an electrical current to the piezo-based device changing the rigidity or flexibility thereof. It is also contemplated in the invention that one or more piezo-based devices 30 may be attached to either the inner or outer surface of the hollow drive shaft 18 , or may be embedded in or integral with the hollow drive shaft 18 to provide torsional and lateral To control and influence vibrations in the drive hollow shaft 18 and in the vehicle drive train arrangement 10 as a whole either passively or actively.

Wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird, umfaßt die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 ein oder mehrere Elemente, welche aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet sind. Allgemein gesprochen ist ein piezoelektrisches Material ein solches Material, welches einen elektrischen Ausgang erzeugt, wenn eine mechanische Belastung oder Deformation oder umgekehrt anliegt. Typischerweise wird das piezoelektrische Material elektrisch polarisiert, wenn eine mechanische Belastung, beispielsweise Schwingungen, einwirkt, welche während des Arbeitens in der Antriebshohl­ welle 18 erzeugt werden. Bei der Erfindung kann auch irgendein anderes an sich bekanntes piezoelektrisches Material bei der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 eingesetzt werden, wobei auch piezokeramische Materialien, wie Bleizirkontitanat, in Betracht kommen.As will be described in more detail below, the piezo-based device 30 comprises one or more elements which are formed from a piezoelectric material. Generally speaking, a piezoelectric material is one that produces an electrical output when there is mechanical stress or deformation or vice versa. Typically, the piezoelectric material is electrically polarized when subjected to a mechanical load, for example vibrations, which are generated during operation in the drive hollow shaft 18 . In the invention, any other known piezoelectric material can also be used in the piezo-based device 30 , wherein piezoceramic materials, such as lead zirconium titanate, can also be used.

Fig. 2 verdeutlicht eine erste bevorzugte Ausführungsform einer auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30. Wie dort gezeigt ist, umfaßt die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 ein Element 31, welches aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet ist, und einen Widerstand 32, welcher in einer elektrischen Schaltung in Serie geschaltet sind. Zusätzlich zu der Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignales für den Fall, daß eine mechanische Belastung anliegt, verhält sich das Element 31 elektrisch als ein Kondensator. Somit handelt es sich bei der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 im wesentlichen um eine RC-Schaltung. Wenn die Brennkraft­ maschine 12 arbeitet, um die Antriebshohlwelle 18 in Drehung zu versetzen, werden in der Antriebshohlwelle 18 Schwingungen erzeugt. Diese Schwin­ gungen bewirken mechanische Belastungen, welche in das Element 31 eingeleitet werden, wodurch man ein elektrisches Ausgangssignal (beispiels­ weise eine Spannung) erhält, welche in diesem Element erzeugt wird. Die Spannung wird in einen elektrischen Strom umgewandelt, welcher durch den Widerstand 32 geht, in welchem dieser als Wärme dissipiert wird. Als Folge hiervon arbeitet die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 in Form einer passiven Dämpfung der Schwingungen, welche in der Antriebshohlwelle 18 erzeugt werden. Fig. 2 illustrates a first preferred embodiment of a working piezo-based device 30. As shown there, the piezo-based device 30 comprises an element 31 , which is formed from a piezoelectric material, and a resistor 32 , which are connected in series in an electrical circuit. In addition to generating an electrical output signal in the event of mechanical stress, element 31 behaves electrically as a capacitor. Thus, the piezo-based device 30 is essentially an RC circuit. When the internal combustion engine 12 operates to set the drive hollow shaft 18 in rotation, 18 vibrations are generated in the drive hollow shaft. These vibrations cause mechanical loads which are introduced into the element 31 , whereby an electrical output signal (for example a voltage) is obtained which is generated in this element. The voltage is converted into an electrical current which passes through the resistor 32 in which it is dissipated as heat. As a result, the piezo-based device 30 operates in the form of passive damping of the vibrations which are generated in the hollow drive shaft 18 .

Wie an sich bekannt, haben RC-Schaltungen eine mittlere Dämpfungsfre­ quenz, welche durch die Größe des Widerstands und der Kapazität bestimmt ist. Es ist erwünscht, daß die mittlere Dämpfungsfrequenz derart gewählt wird, daß sie in der Nähe der Frequenz der Schwingungen der Antriebshohlwelle 18 liegt, welche mit Hilfe der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 gedämpft werden sollen. Die Größe des gewünschten Widerstands für den Widerstand 32 läßt sich aus dem folgenden Zusammenhang ermitteln:
As is known per se, RC circuits have an average damping frequency, which is determined by the size of the resistance and the capacitance. It is desirable that the average damping frequency be chosen such that it is close to the frequency of the vibrations of the hollow drive shaft 18 , which are to be damped by means of the piezo-based device 30 . The size of the desired resistance for the resistor 32 can be determined from the following relationship:

R = {[1 - (λk2)/(1 - k2)1/2}/CωR = {[1 - (λk 2 ) / (1 - k 2 ) 1/2 } / Cω

Wobei R gleich dem Widerstand des Widerstands 32 ist, C die Kapazität des Elements 31 darstellt, k die Transversalverknüpfungskonstante ist, λ die Belastungsenergieaufnahme bedeutet, und ω gleich der Frequenz der zu dämpfenden Schwingungen ist. Die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 kann an irgendeiner gewünschten und geeigneten Stelle mit der Antriebs­ hohlwelle 18 oder einer anderen Komponente der Fahrzeugantriebsstran­ ganordnung 10 vorgesehen sein. Beispielsweise kann es erwünscht sein, die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 an Abschnitten der Universalgelenke 24a und 24b oder sonst irgendwo im Bereich der Fahrzeugantriebsstran­ ganordnung 10 vorzusehen. Die günstigste Stelle für die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 an der Antriebshohlwelle 18 läßt sich auf der Basis von Konstruktionsmodellen, Analysen und Versuchsreihen bestimmen. Im allgemeinen gesprochen jedoch wird die auf Piezobasis arbeitende Einrich­ tung 30 üblicherweise an der Antriebshohlwelle 18 im Bereich mit der stärksten Belastung vorgesehen, um die stärksten Schwingungen zu dämpfen und zu reduzieren. Die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 kann an der Antriebshohlwelle 18 mittels Klebstoff oder auf andere an sich bekannte Weise fest mit dieser verbunden werden.Where R is the resistance of resistor 32 , C is the capacitance of element 31 , k is the transversal linkage constant, λ is the load energy absorption, and ω is the frequency of the vibrations to be damped. The piezo-based device 30 may be provided at any desired and suitable location with the drive hollow shaft 18 or other component of the vehicle drive train assembly 10 . For example, it may be desirable to provide the piezo-based device 30 on portions of the universal joints 24 a and 24 b or anywhere else in the area of the vehicle drive train assembly 10 . The most favorable location for the piezo-based device 30 on the hollow drive shaft 18 can be determined on the basis of design models, analyzes and test series. Generally speaking, however, the piezo-based device 30 is usually provided on the hollow drive shaft 18 in the area with the greatest load in order to dampen and reduce the strongest vibrations. The piezo-based device 30 can be firmly connected to the drive hollow shaft 18 by means of adhesive or in another manner known per se.

Die physikalische Größe der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 läßt sich in Abhängigkeit von den Gegebenheiten variieren. Wenn man mehr piezoelektrisches Material in die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30 einbringt, läßt sich mehr Belastungsenergie aufnehmen und in Wärme umwandeln. Die Zugabe an Material führt jedoch zu einer Vergrößerung des Gewichts und kann somit eine Auswirkung auf den Energieausgleich der Antriebshohlwelle 18 haben. Die Menge des in dem Element 31 vorgesehenen piezoelektrischen Materials kann sich in Abhängigkeit von den entsprechen­ den Einflußgrößen von Fall zu Fall ändern. Der Zusammenhang zwischen der Dämpfung ζ der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 und dem Belastungsenergieaufnahmevermögen λ läßt sich wie folgt beschreiben:
The physical size of the piezo-based device 30 can be varied depending on the circumstances. If more piezoelectric material is introduced into the piezo-based device 30 , more stress energy can be absorbed and converted into heat. However, the addition of material leads to an increase in weight and can therefore have an effect on the energy balance of the drive hollow shaft 18 . The amount of the piezoelectric material provided in the element 31 can change depending on the corresponding influencing variables from case to case. The relationship between the damping ζ of the piezo-based device 30 and the load energy absorption capacity λ can be described as follows:

ζ = ¼[(λk2)/(1 - k2)]1/2
ζ = ¼ [(λk 2 ) / (1 - k 2 )] 1/2

wobei λ gleich dem Belastungsenergieaufnahmevermögen ist, und k die Transversalverknüpfungskonstante ist.where λ is the load energy absorption capacity, and k is the Is the transverse linkage constant.

Fig. 3 verdeutlicht eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung, welche insgesamt mit 40 bezeichnet ist. Wie dort gezeigt ist, umfaßt die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 40 ein Element 41, welches aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet ist, einen Widerstand 42 und einen Induktor 43, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind. Somit bildet die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 40 im wesentlichen einen elektrischen RC-Schaltkreis. Die auf Piezobasis arbeiten­ de Einrichtung 40 arbeitet im wesentlichen auf die gleiche Weise wie die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30, welche zuvor beschrieben worden ist, um Schwingungen passiv zu dämpfen, welche in der Antriebshohlwelle 18 erzeugt werden. Das zusätzliche Vorsehen des Induktors 43 bewirkt, daß mehr elektrischer Strom durch den Widerstand 42 geht, so daß man eine stärkere Dämpfungsgröße als bei der zuvor beschriebenen und auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30 erhält. Jedoch ist diese über einen schmaleren Dämpfungsfrequenzbereich wirksam. Die Größen der gewünschten Wider­ stände für den Widerstand 42 und die Induktanz für den Induktor 43 lassen sich aus dem folgenden Zusammenhang ableiten:
Fig. 3 illustrates a second preferred embodiment of a piezo-based device, which is designated overall by 40. As shown there, the piezo-based device 40 comprises an element 41 , which is formed from a piezoelectric material, a resistor 42 and an inductor 43 , which are electrically connected in series. Thus, the piezo-based device 40 essentially forms an electrical RC circuit. The piezo-based device 40 operates in essentially the same way as the piezo-based device 30 , which has been described above, to passively dampen vibrations that are generated in the hollow drive shaft 18 . The additional provision of the inductor 43 causes more electrical current to pass through the resistor 42 , so that a greater damping quantity is obtained than in the previously described and piezo-based device 30 . However, this is effective over a narrower damping frequency range. The sizes of the desired resistances for the resistor 42 and the inductance for the inductor 43 can be derived from the following relationship:

L = {Cω2[1 + (λk2)/(1 - k2)]1/2}-1
L = {Cω 2 [1 + (λk 2 ) / (1 - k 2 )] 1/2 } -1

und
and

R = {(2)1/2[(λk2)/(1 - k2)]1/2}/{Cω[1 + (λk2)/(1 - k2)]}
R = {( 2 ) 1/2 [(λk 2 ) / (1 - k 2 )] 1/2 } / {Cω [1 + (λk 2 ) / (1 - k 2 )]}

wobei R gleich dem Widerstand ist, C gleich der Kapazität ist, k gleich der Transversalverknüpfungskonstanten ist, λ das Belastungsenergieaufnahme­ vermögen darstellt, und ω gleich der zu dämpfenden Schwingungsfrequenz ist. Die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 40 wird bevorzugt bei Touren­ fahrzeugen beispielsweise eingesetzt, bei denen die bevorzugte Betriebsweise bei Schwingungen auftritt, die eine Biegungsart der höheren Ordnung darstellt. Die Frequenz dieser Biegungsart besitzt nicht die Neigung, sich sehr stark als eine Funktion der tatsächlichen Grenzbedingungen zu variieren, da die Fahrbahnoberfläche relativ gleichmäßig ist. Somit stellt die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 40 ein vergrößertes passives Dämpfungsvermögen bei einer einzigen mittleren Dämpfungsfrequenz bereit.where R is the resistance, C is the capacitance, k is the transversal linkage constant, λ represents the load energy absorption, and ω is the oscillation frequency to be damped. The piezo-based device 40 is preferably used in touring vehicles, for example, in which the preferred mode of operation occurs in the event of vibrations, which represents a type of bending of the higher order. The frequency of this type of bend does not tend to vary very much as a function of the actual boundary conditions because the road surface is relatively even. Thus, the piezo-based device 40 provides increased passive damping capability at a single average damping frequency.

Fig. 4 verdeutlicht eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung, welche dort insgesamt mit 50 bezeichnet ist. Wie dort gezeigt ist, umfaßt die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 50 ein Element 51, welches aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet ist, und einen Widerstand 52, welche in Form einer elektrischen Schaltung in Serie geschaltet sind. Somit ist eine auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 50 im wesentlichen eine elektrische RC-Schaltung. Die Größe des Widerstands des Widerstands 52 ist eine Variable und kann durch eine Steuereinrichtung 53 in Abhängigkeit von der Größe und/oder der Frequenz der Schwingungen mit Hilfe einer Steuereinrichtung 53 gesteuert werden. Die Größe und/oder die Frequenz der Schwingungen wird mit Hilfe eines Sensors 54 erfaßt. Die Steuereinrichtung 53 kann von einem Mikroprozessor oder einer ähnlichen Einrichtung gebildet werden, welche den Widerstand des Widerstands 32 in Abhängigkeit von diesen erfaßten Schwingungen variieren kann, und diese Einrichtung kann in der Antriebshohlwelle 18 vorgesehen sein, oder an einer anderen Stelle des Fahrzeugs angeordnet sein. Der Sensor 54 kann in Form von einer oder mehreren Sensoreinrichtungen ausgelegt sein und kann direkt mit der Antriebshohlwelle 18 verbunden oder an einer anderen geeigneten Position in der Fahrzeugantriebsstranganordnung 10 vorgesehen sein, um elektrische Signale für die Steuereinrichtung 53 zu erzeugen, welche die Größe und/oder die Frequenz der in der Antriebshohlwelle 18 erzeugten Schwingungen darstellen. Die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 50 arbeitet im wesentlichen auf dieselbe Weise wie die zuvor beschriebene und auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30, um Schwingungen passiv zu dämpfen, welche in der Antriebshohlwelle 18 erzeugt werden. Während des Arbeitens kann diese Einrichtung aber auf das Arbeiten der Fahrzeugantriebs­ stranganordnung 10 nach Maßgabe von bevorzugten Verhältnissen abge­ stimmt werden. Der regelbare Widerstand 52, die Steuereinrichtung 53 und der Sensor 54 können gegebenenfalls als eine RLC-Schaltung nach Fig. 3 verschaltet oder verknüpft sein. FIG. 4 illustrates a third preferred embodiment of a piezo-based device, which is denoted overall by 50. As shown there, the piezo-based device 50 comprises an element 51 , which is made of a piezoelectric material, and a resistor 52 , which are connected in series in the form of an electrical circuit. Thus, a piezo-based device 50 is essentially an electrical RC circuit. The size of the resistance of the resistor 52 is a variable and can be controlled by a control device 53 as a function of the size and / or the frequency of the vibrations with the aid of a control device 53 . The size and / or the frequency of the vibrations is detected with the aid of a sensor 54 . The control device 53 can be formed by a microprocessor or similar device, which can vary the resistance of the resistor 32 depending on the vibrations detected, and this device can be provided in the drive hollow shaft 18 or can be arranged at another location of the vehicle. The sensor 54 may be configured in the form of one or more sensor devices and may be connected directly to the drive hollow shaft 18 or provided in another suitable position in the vehicle drive train arrangement 10 in order to generate electrical signals for the control device 53 which indicate the size and / or represent the frequency of the vibrations generated in the hollow drive shaft 18 . The piezo-based device 50 operates in essentially the same manner as the previously described and piezo-based device 30 to passively damp vibrations generated in the hollow drive shaft 18 . While working, this device can be tuned to the working of the vehicle drive train assembly 10 in accordance with preferred conditions. The adjustable resistor 52 , the control device 53 and the sensor 54 can optionally be connected or linked as an RLC circuit according to FIG. 3.

Fig. 5 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform einer auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung, welche dort insgesamt mit 60 bezeichnet ist. Wie dort gezeigt ist, umfaßt die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 60 ein Element 61, welches aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet ist, und einen Stromgenerator 62, welche in Form einer elektrischen Serienschaltung ausgelegt sind. Der Stromgenerator 62 ist von üblicher Bauart und wird durch eine Steuereinrichtung 63 in Abhängigkeit von der Größe und/der der Frequenz der Schwingungen gesteuert, welche mit Hilfe eines Sensors 64 erfaßt werden. Die Steuereinrichtung 63 kann von einem Mikroprozessor oder einer ähnlichen Einrichtung gebildet werden, welche die Größe des elektri­ schen Stroms variieren kann, die an dem Element 60 anliegt und zwar in Abhängigkeit von den erfaßten Schwingungen. Diese Schwingungen können in der Antriebshohlwelle 18 oder an einer anderen geeigneten Stelle am Fahrzeug erfaßt werden. Die Steifigkeit des Elements 61 wird nach Maßgabe des elektrischen Stroms gesteuert, die durch den Stromgenerator 63 angelegt wird. Der Sensor 64 kann als eine oder mehrere an sich bekannte Sensorein­ richtung ausgelegt sein und kann direkt an der Antriebshohlwelle 18 oder an einer anderen geeigneten Stelle der Fahrzeugantriebsstranganordnung 10 angebracht sein, um elektrische Signale für die Steuereinrichtung 63 zu erzeugen, welche die Größe und/oder die Frequenz der Schwingungen wiedergeben, die in der Antriebshohlwelle 18 erzeugt werden. Die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 60 arbeitet zur aktiven Dämpfung der Schwingungen, welche in der Antriebshohlwelle 18 erzeugt werden. FIG. 5 shows a fourth preferred embodiment of a piezo-based device, which is designated as a whole by 60. As shown there, the piezo-based device 60 comprises an element 61 , which is formed from a piezoelectric material, and a current generator 62 , which are designed in the form of an electrical series circuit. The current generator 62 is of a conventional type and is controlled by a control device 63 as a function of the size and / or the frequency of the vibrations, which are detected with the aid of a sensor 64 . The control device 63 can be formed by a microprocessor or similar device, which can vary the size of the electrical current applied to the element 60 , depending on the detected vibrations. These vibrations can be detected in the hollow drive shaft 18 or at another suitable location on the vehicle. The rigidity of the element 61 is controlled in accordance with the electric current applied by the current generator 63 . The sensor 64 may be configured as one or more sensor devices known per se and may be attached directly to the drive hollow shaft 18 or at another suitable location of the vehicle drive train arrangement 10 in order to generate electrical signals for the control device 63 which indicate the size and / or represent the frequency of the vibrations that are generated in the hollow drive shaft 18 . The piezo-based device 60 works to actively dampen the vibrations that are generated in the hollow drive shaft 18 .

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Fahrzeugantriebsstranganordnung gezeigt, welche insgesamt mit 10' bezeichnet ist und eine auf Piezobasis arbeitende Einrichtung umfaßt, welche insgesamt mit 30 bezeichnet ist. Diese ist an der Innenfläche der Antriebs­ hohlwelle 18 vorgesehen oder auf eine andere Weise angebracht. Der Aufbau und die Arbeitsweise der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30' können gleich wie zuvor in Verbindung mit den Fig. 2, 3, 4 oder 5 erläutert, getroffen sein, oder es können auch Kombinationen hiervon vorgesehen sein. Alternativ kann die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30' in die Antriebs­ hohlwelle 18 eingebettet oder integral mit dieser ausgebildet sein. Eine solche Auslegung läßt sich beispielsweise dadurch verwirklichen, daß man die Antriebshohlwelle 18 aus einem Verbundmaterial herstellt.Referring to FIG. 6, there is shown a second preferred embodiment of a vehicle powertrain assembly, generally designated 10 ', which includes a piezo-based device, generally designated 30. This is provided on the inner surface of the drive hollow shaft 18 or attached in some other way. The structure and the mode of operation of the piezo-based device 30 'can be the same as previously explained in connection with FIGS. 2, 3, 4 or 5, or combinations thereof can also be provided. Alternatively, the piezo-based device 30 'can be embedded in the drive hollow shaft 18 or formed integrally therewith. Such a design can be realized, for example, by producing the hollow drive shaft 18 from a composite material.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer Fahrzeugantriebsstranganordnung gezeigt, welche insgesamt mit 10" bezeichnet ist. Diese umfaßt ein Paar von auf Piezobasis arbeitenden Einrichtungen, welche mit 30a und 30b bezeichnet sind und die an der Außenfläche der Antriebshohlwelle 18 vorgesehen oder auf geeignete Weise angebracht sind. Der Aufbau und die Arbeitsweise der auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30a und 30b kann auf dieselbe Weise wie zuvor in Verbindung mit den Fig. 2, 3, 4 oder 5 oder Kombinationen hiervon gewählt sein. Alternativ kann eine oder es können beide auf Piezobasis arbeitende Einrichtungen 30a und 30b in die Antriebshohlwelle 18 eingebettet oder integral mit dieser ausgebildet sein, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Gegebenenfalls kann eine größere Anzahl von derartigen auf Piezobasis arbeitenden Einrichtungen 30a und 30b an der Antriebshohlwelle 18 vorgese­ hen sein. Aufgrund der sich ändernden Kräfte, die während des Arbeitens der Antriebshohlwelle auftreten, ermöglicht der Einsatz einer Mehrzahl von auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung 30a und 30b, daß Dämpfungen an mehreren Bereichen der Antriebshohlwelle 80 vorgenommen werden können. Da ferner jede auf Piezobasis arbeitende Einrichtung 30a und 30b eine Dämpfung nur in einem einzigen Schwingungsfrequenzbereich bereitstellt, welche durch die mittlere Dämpfungsfrequenz bestimmt ist, kann bei dem Vorsehen einer Mehrzahl von auf Piezobasis arbeitenden Einrichtungen 30a und 30b eine Abstimmung auf unterschiedliche mittlere Dämpfungsfrequenzen erfolgen, um eine Bedämpfung von mehreren Bereichen von Schwingungsfre­ quenzen zu erzielen. Auch kommt es in Betracht, daß eine passiv arbeitende und auf Piezobasis arbeitende Einrichtung eingesetzt werden kann, um eine Energie zum Betreiben einer aktiv wirkenden und auf Piezobasis arbeitenden Einrichtung zu erzeugen.Referring to Fig. 7, there is shown a third preferred embodiment of a vehicle powertrain assembly, generally designated 10 ". This includes a pair of piezo-based devices, designated 30a and 30b, which are provided on the outer surface of the hollow drive shaft 18 or The structure and mode of operation of the piezo-based device 30 a and 30 b can be selected in the same manner as previously in connection with Figures 2, 3, 4 or 5 or combinations thereof, or alternatively one or both piezo-based devices 30 a and 30 b can be embedded in the drive hollow shaft 18 or formed integrally therewith, as shown in Fig. 5. If necessary, a larger number of such piezo-based devices 30 a and 30 b can be used be provided the drive hollow shaft 18. Due to the changing forces that would be nd the operation of the hollow drive shaft occur, the use of a plurality of piezo-based devices 30 a and 30 b enables damping to be carried out on several areas of the hollow drive shaft 80 . Furthermore, since each piezo-based device 30 a and 30 b provides damping only in a single oscillation frequency range, which is determined by the average damping frequency, the provision of a plurality of piezo-based devices 30 a and 30 b can be adjusted to different average ones Damping frequencies occur in order to achieve damping of several areas of oscillation frequencies. It is also contemplated that a passive, piezo-based device can be used to generate energy to operate an active, piezo-based device.

Obgleich die Erfindung voranstehend an Hand von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen erläutert und beschrieben worden ist, ist die Erfindung natürlich auf die dort beschriebenen Einzelheiten nicht beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.Although the invention has been described above in terms of preferred embodiments tion forms has been explained and described, the invention is natural not limited to the details described there, but are numerous changes and modifications possible, the expert in If necessary, will meet without leaving the inventive concept.

Claims (19)

1. Antriebshohlwelle zum Einsatz in einer Fahrzeugantriebsstranganord­ nung, welche folgendes aufweist:
eine Antriebshohlwelle; und
eine auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30'; 40; 50; 60), welche fest an der Antriebshohlwelle (18) zur Dämpfung der in der An­ triebshohlwelle erzeugten Schwingungen angebracht ist.
1. Hollow drive shaft for use in a vehicle drive train arrangement, which has the following:
a hollow drive shaft; and
a piezo-based device ( 30 ; 30 ';40;50; 60 ) which is fixedly attached to the hollow drive shaft ( 18 ) for damping the vibrations generated in the hollow drive shaft.
2. Antriebshohlwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) aus einem pie­ zoelektrischen Material ausgebildet ist.2. Hollow drive shaft according to claim 1, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is made of a pie zoelectric material. 3. Antriebshohlwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) in Form einer elektrischen Schaltung mit einem Widerstandselement (32) ausgelegt ist.3. Hollow drive shaft according to claim 1 or 2, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is designed in the form of an electrical circuit with a resistance element ( 32 ). 4. Antriebshohlwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) in Form einer elektrischen Schaltung mit einem Widerstandselement (32) und einem induktiven Element ausgelegt ist.4. Hollow drive shaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is designed in the form of an electrical circuit with a resistance element ( 32 ) and an inductive element , 5. Antriebshohlwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) in Form einer elektrischen Schaltung mit einem variablen Wi­ derstandselement (32) ausgelegt ist.5. Hollow drive shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is designed in the form of an electrical circuit with a variable derstandementement Wi ( 32 ). 6. Antriebshohlwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (53, 63) vorgesehen ist, welche den Widerstand des Widerstandselements (32) verändert.6. Hollow drive shaft according to claim 5, characterized in that a control device ( 53 , 63 ) is provided which changes the resistance of the resistance element ( 32 ). 7. Antriebshohlwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (54; 64) vorgesehen ist, welcher ein Signal erzeugt, das die Schwingungen in der Antriebshohlwelle (18) darstellt, und daß die Steu­ ereinrichtung (53, 63) in Abhängigkeit von dem Signal von dem Sensor arbeitet und den Widerstand des Widerstandselements (32) verändert.7. Hollow drive shaft according to claim 6, characterized in that a sensor ( 54 ; 64 ) is provided which generates a signal which represents the vibrations in the hollow drive shaft ( 18 ), and that the control device ( 53 , 63 ) in dependence on the signal from the sensor works and changes the resistance of the resistance element ( 32 ). 8. Antriebshohlwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) in Form einer elektrischen Schaltung mit einem Stromgenera­ tor ausgelegt ist.8. hollow drive shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is designed in the form of an electrical circuit with a Stromgenera gate. 9. Antriebshohlwelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß fer­ ner eine Steuereinrichtung (53; 63) zum Steuern der Arbeitsweise des Stromgenerators (62) vorgesehen ist.9. hollow drive shaft according to claim 8, characterized in that fer ner a control device ( 53 ; 63 ) for controlling the operation of the power generator ( 62 ) is provided. 10. Antriebshohlwelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (54; 64) vorgesehen ist, welcher ein Signal erzeugt, welches die Schwingungen an der Antriebshohlwelle (18) wiedergibt, und daß die Steuereinrichtung (53, 63) in Abhängigkeit von diesem Signal von dem Sensor (54; 64) das Arbeiten des Stromgenerators steuert. 10. hollow drive shaft according to claim 9, characterized in that a sensor ( 54 ; 64 ) is provided which generates a signal which reproduces the vibrations on the hollow drive shaft ( 18 ), and that the control device ( 53 , 63 ) in dependence thereon Signal from the sensor ( 54 ; 64 ) controls the operation of the power generator. 11. Antriebshohlwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) auf einer Außenfläche der Antriebshohlwelle (18) angebracht ist.11. Hollow drive shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is attached to an outer surface of the hollow drive shaft ( 18 ). 12. Antriebshohlwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) auf einer Innenfläche der Antriebshohlwelle (18) angebracht ist.12. hollow drive shaft according to one of claims 1 to 10, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is mounted on an inner surface of the hollow drive shaft ( 18 ). 13. Antriebshohlwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) in die Antriebshohlwelle (18) eingebettet ist.13. Hollow drive shaft according to one of claims 1 to 10, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is embedded in the hollow drive shaft ( 18 ). 14. Antriebshohlwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von auf Piezobasis arbeitenden Ein­ richtungen (30; 30', 40; 50; 60) mit der Antriebshohlwelle (18) zur Dämp­ fung von Schwingungen verbunden ist, welche an der Antriebshohlwelle (18) erzeugt werden.14. Hollow drive shaft according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of piezo-based devices ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) with the hollow drive shaft ( 18 ) for damping vibrations, which is connected to the Hollow drive shaft ( 18 ) are generated. 15. Fahrzeugantriebsstranganordnung, welche folgendes aufweist:
eine Drehenergiequelle;
eine drehantreibbare Achsanordnung (14); und
eine Antriebswellenanordnung (16), welche zwischen der Drehener­ giequelle und der Achsanordnung (14) als Zwischenverbindung vorgese­ hen ist, wobei die Antriebswellenanordnung (16) eine Antriebshohlwelle (18) und eine auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) umfaßt, welche an der Antriebshohlwelle (18) fest angebracht ist, um Schwingungen zu dämpfen, die an der Antriebshohlwelle (18) erzeugt werden.
15. A vehicle powertrain assembly comprising:
a source of rotational energy;
a rotationally drivable axle assembly ( 14 ); and
a drive shaft assembly ( 16 ) which is provided as an intermediate connection between the rotary power source and the axle assembly ( 14 ), the drive shaft assembly ( 16 ) having a hollow drive shaft ( 18 ) and a piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) which is fixedly attached to the drive hollow shaft ( 18 ) in order to dampen vibrations which are generated on the drive hollow shaft ( 18 ).
16. Fahrzeugantriebsstranganordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) auf einer Außenfläche der Antriebshohlwelle (18) vorgesehen ist.16. A vehicle drive train arrangement according to claim 15, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is provided on an outer surface of the hollow drive shaft ( 18 ). 17. Fahrzeugantriebsstranganordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) auf einer Innenfläche der Antriebshohlwelle (18) vorgesehen ist.17. Vehicle drive train arrangement according to claim 15, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is provided on an inner surface of the hollow drive shaft ( 18 ). 18. Fahrzeugantriebsstranganordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf Piezobasis arbeitende Einrichtung (30; 30', 40; 50; 60) in die Antriebshohlwelle (18) eingebettet ist.18. Vehicle drive train arrangement according to claim 15, characterized in that the piezo-based device ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is embedded in the hollow drive shaft ( 18 ). 19. Fahrzeugantriebsstranganordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von auf Piezobasis arbei­ tenden Einrichtungen (30; 30', 40; 50; 60) vorgesehen ist, welche fest an der Antriebshohlwelle (18) angebracht sind, um Schwingungen zu dämp­ fen, welche an der Antriebshohlwelle (18) erzeugt werden.19. A vehicle drive train arrangement according to one of claims 15 to 18, characterized in that a plurality of piezo-based working means ( 30 ; 30 ', 40 ; 50 ; 60 ) is provided, which are fixedly attached to the hollow drive shaft ( 18 ) To dampen vibrations, which are generated on the hollow drive shaft ( 18 ).
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