CN113015863A - 平衡轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平衡轴，所述平衡轴包括：‑不平衡轴(3)，所述不平衡轴包括轴承轴颈(8、9)，所述轴承轴颈的周边仅是部分圆柱形的，所述轴承轴颈的圆柱形部分圆周(10)朝向轴不平衡定向；‑滚针保持架总成(15)；‑以及轴承环(13)，所述轴承环围绕所述轴承轴颈延伸、靠在所述圆柱形部分圆周上并形成所述滚针保持架总成的内滚道。所述滚针保持架总成的保持架(27)被设计成借助径向向内延伸的突起部在两侧以轴向方式在所述轴承环的端面上延伸。

Description

平衡轴
技术领域
本发明涉及一种平衡轴，其用于补偿往复式活塞内燃发动机的质量力和/或质量矩。它是一种组装式设计，包括以下部件：
-具有轴承轴颈的不平衡轴，所述轴承轴颈的周边仅是部分圆柱形的，所述轴承轴颈的圆柱形部分圆周朝向轴不平衡定向，
-滚针保持架总成
-以及轴承环，所述轴承环围绕所述轴承轴颈延伸、靠在所述圆柱形部分圆周上并形成所述滚针保持架总成的内滚道。
背景技术
例如从DE 10 2008 018 545 A1中已知一种通用的平衡轴。例如从EP 2 459 899B1、EP 2 426 374 B1和DE 10 2016 210 480 A1中已知具有部分圆柱形的轴承轴颈、轴承环和在其上滚动的滚动轴承的其他经构造的平衡轴。
发明内容
本发明的目的是公开一种开头所述类型的所构造的平衡轴，该平衡轴具有在结构上改善的支承点。
该目的如下实现：将滚针保持架总成的保持架设计成借助径向向内延伸的突起部在两侧以轴向方式在轴承环的端面上延伸。保持架在两侧上的轴向引导直接在轴承环上发生，以使得滚针相对于其内滚道在轴承环上的轴向位置仅在保持架、滚针和轴承环的相关部件公差内有所不同，并因此只在很小程度上不同。由于这个原因，根据本发明，相关部件公差链的较大总体尺寸(如现有技术那样，从轴承环经由轴承轴颈和相邻的轴段延伸到滚针保持架总成)对滚针在轴承环上的轴向位置没有影响。
附图说明
本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。在下面的描述中解释并在附图中示出根据本发明的平衡轴的示例性实施例。在图中：
图1：显示了组装透视图中的平衡轴；
图2：将根据图1的不平衡轴显示为单独的部分；
图3：在放大的纵向截面中显示了根据图1的支承点之一；
图4：显示了根据图3的不平衡轴的单独透视部分；
图5：显示了根据图3的滚针保持架总成的单独透视部分；
图6：显示了根据图3的夹紧元件的单独透视部分；
图7：显示了滚针保持架总成在轴承环上的轴向延伸的示意图。
具体实施方式
图1至图6显示了根据本发明的平衡轴的部件和组装，该平衡轴被径向安装在内燃发动机的壳体中的两个支承点1和2的滚针轴承上。该平衡轴包括制成为铸件或锻件的不平衡轴3，该不平衡轴具有用于将驱动轮安装在其上的(未示出)端部驱动轴颈4，以及不平衡区段5、6和7和相邻的轴承轴颈8和9，其中轴承轴颈8和9的每一个相应地在支承点1、2的轴向区域中连接不平衡区段5至7中的两个。轴承轴颈8、9的周边仅是部分圆柱形的，其中圆柱形部分圆周10朝向轴不平衡周向地定向，以使轴不平衡最大化，从而使不平衡区段5至7的不平衡以及轴承轴颈8、9的不平衡基本上平行并且方向相同，且将每个圆柱形部分圆周10基本上集中地周向地加载。在径向上与部分圆柱形圆周10相对的轴承轴颈8、9的(非圆柱形)部分周边(下文称为轴承轴颈背部11)相对于与轴旋转轴线12有关的圆柱形部分圆周10的圆周圆存在间隙，参见图3。
每个支承点1、2包括轴承轴颈8或9和轴承环13，轴承环围绕轴承轴颈、夹紧元件14和滚针保持架总成15，其内滚道由轴承环13形成。每个轴承环13借助夹紧元件14紧固到不平衡轴3，夹紧元件将轴承环13径向和轴向地连接到轴承轴颈8或9。为此，夹紧元件14以形状配合方式轴向地与不平衡轴3和轴承环13连接。
圆柱形部分圆周10的圆周圆分别小于相邻的不平衡区段5和6或6和7的圆周圆，其中，圆柱形部分圆周10和轴承环13的内滚道都相对于不平衡区段5至7的轴向肩部16和17径向凹陷。轴承环13的宽度小于轴向肩部16、17的相互间隔，轴向肩部仅部分地且基本上对称地相对于圆柱形部分圆周10上的载荷区和搁在其上的轴承环13周向地延伸，轴承环由于不平衡而经受点载荷。在当前情况下，轴向肩部16、17的圆周角明显小于180°。每个轴承环13固定在轴向肩部16、17之间，两侧上的距离大致相同，参见图3。通过将轴承环13拧到不平衡轴3上，然后将它们定位并附接到轴承轴颈8或9上，从而进行轴承环的组装。
夹紧元件14是由弹性的扁平材料构成的金属夹，并且在弹性变形下径向地夹紧在轴承轴颈背部11与轴承环13之间的自由空间中。为此，夹紧元件14包括基本上部分圆柱形的区段18，该区段的端部融合成两条支脚19和20，这两条支脚被支撑在轴承轴颈背部11上。区段18紧靠在轴承环13的内周表面21上，并且支脚19、20彼此围绕接合，以便在轴向方向上相互锁定。夹紧元件14可以替代地由塑料构成。
轴承环13与轴承轴颈8或9的径向连接通过夹紧元件14的径向夹紧力实现，该夹紧力沿与轴不平衡相反的方向作用在轴承环13上，并因而将其径向夹紧并贴附到圆柱形部分圆周10上。轴承环13与轴承轴颈8或9的轴向连接借助一方面轴承环13与夹紧元件14的轴向形状配合以及另一方面夹紧元件14与轴承轴颈8或9的轴向形状配合而实现。
轴承环13与夹紧元件14之间的形状配合由完整周缘22和23形成，这些完整周缘在轴承环13的与其内周表面21相对的轴向端部处径向向内延伸，并轴向包围夹紧元件14的部分圆柱形区段18，几乎没有间隙。
夹紧元件14与轴承轴颈8或9之间的形状配合如下形成：轴承轴颈背部11具有凹槽26，该凹槽具有横向于轴旋转轴线12延伸的凹槽壁，这些凹槽壁轴向围绕支脚19，几乎没有间隙。
因此，轴承环13与轴承轴颈8或9的轴向形状配合一方面被限制在夹紧元件14上的部分圆柱形区段18的轴向端面上的周缘22、23的轴向内导轨上，另一方面被限制夹紧元件14的凹槽26的凹槽壁上的轴向外导轨上。术语“几乎没有轴向间隙”应理解为没有轴向间隙的包围或具有轴向间隙的包围，其最大轴向间隙使得轴承环22、23直接在不平衡轴3上的轴向延伸被排除。
在圆柱形部分圆周10的一部分上所需的轴承环13的间隙由底切部24和25产生，这些底切部将轴向肩部16和17与圆柱形部分圆周10相连，并周缘22、23至少在轴向上无接触地接收在其中。
滚针保持架总成15具有保持架27，该保持架的轴向端部具有径向向内延伸的突出部。突出部也是完整周缘28和29，其包围由周缘22和23形成的轴承环13的端面，轴向间隙很小。轴向间隙的尺寸被确定为使得保持架27在两侧上的轴向接触仅发生在轴承环13的端面上。与滚针保持架组件仅通过仅部分圆周的轴向肩部16和17轴向引导的替代设计相比，在保持架27在轴承环13上完全引导的情况下，在两侧上的轴向接触降低了由于循环接近和离开轴向肩部16、17而导致的保持架磨损的风险。
如图7示意性地示出，术语“全周向轴向延伸”应理解为是指保持架27在每个延伸侧的至少三个接触点30处支撑在轴承环13上并在其上引导，两个相邻接触点之间的最大圆周距离始终小于180°。
在实际实施例中，全周向轴向接触可以如在前面的示例性实施例中所示那样经由周缘28与22或周缘29与23在两侧上的实际上全表面接触来进行。替代地，一个接触对象可以具有一个或多个周向凹部(在发生接触的延伸段之间)，在周向凹部的周向范围内不与另一接触对象轴向接触，在每种情况下周向范围均小于180°。
周缘28、29相对于轴承轴颈8和9的间隙也分别由底切部24和25确保。保持架27由塑料制成，并且在当前没有保持架锁的情况下轴向地开槽，以便能够在组装到轴承环13上时沿周向扩张。
轴承环13的内周表面21在轴旋转轴线12的横向方向上观察时被设计为球形，并且圆柱形部分圆周10是直的部分圆柱体。由于这种接触几何形状，轴承环13可以在圆柱形部分圆周10上稍微倾斜，以有利于滚针保持架总成15的在操作上最佳地对准的内滚道。

Claims (7)

1.一种平衡轴，所述平衡轴包括：
-不平衡轴(3)，所述不平衡轴包括轴承轴颈(8、9)，所述轴承轴颈的周边仅是部分圆柱形的，所述轴承轴颈(8、9)的圆柱形部分圆周(10)朝向轴不平衡定向；
-滚针保持架总成(15)；
-以及轴承环(13)，所述轴承环围绕所述轴承轴颈(8、9)延伸、靠在所述圆柱形部分圆周(10)上并形成所述滚针保持架总成(15)的内滚道，
其特征在于，所述滚针保持架总成(15)的保持架(27)被设计成借助径向向内延伸的突起部在轴向两侧与所述轴承环(13)的端面抵接。
2.根据权利要求1所述的平衡轴，其特征在于，所述保持架(27)在所述轴承环(13)上的轴向延伸是整个圆周的，其中所述保持架(27)被支撑在所述轴承环(13)的每个止动侧上的至少三个接触点(30)上，并且两个相邻接触点(30)之间的圆周距离始终小于180°。
3.根据权利要求1或2所述的平衡轴，其特征在于，所述保持架(27)的突出部是完整周缘(28、29)并且所述轴承环(13)的所述端面由与相对于所述轴承环(13)的内圆周表面(21)径向向内延伸的完整周缘(22、23)形成，其中所述轴承轴颈(8、9)在所述圆柱形部分圆周(10)的两侧在轴向上具有圆周底切部(24、25)，所述轴承环(13)的所述周缘(22、23)不发生接触地被容纳在所述圆周底切部中。
4.根据前述权利要求中的一项所述的平衡轴，其特征在于，所述轴承轴颈(8、9)具有轴承轴颈背部(11)，所述轴承轴颈背部在径向上与所述圆柱形部分圆周(10)相对，并且与所述轴承环(13)一起界定自由空间，其中所述平衡轴包括夹紧在所述自由空间中的夹紧元件(14)，所述夹紧元件将所述轴承环(13)径向夹紧在所述圆柱形部分圆周(10)上。
5.根据权利要求4所述的平衡轴，其特征在于，所述夹紧元件(14)固定所述轴承环(13)，防止所述轴承轴颈(8、9)两侧上的轴向滑动，使得所述夹紧元件(14)以轴向形状配合的方式连接到所述不平衡轴(3)和所述轴承环(13)两者。
6.根据权利要求5所述的平衡轴，其特征在于，所述夹紧元件(14)和所述不平衡轴(3)之间的所述轴向形状配合由所述轴承轴颈背部(11)中的沟槽(26)形成，所述沟槽的沟槽壁无间隙地或以小间隙轴向包围所述夹紧元件(14)的轴向端面。
7.根据权利要求5或6所述的平衡轴，其特征在于，所述夹紧元件(14)和所述轴承环(13)之间的所述轴向形状配合被形成为使得所述保持架(27)的所述突出部无间隙地或以小间隙轴向包围所述夹紧元件(14)的所述轴向端面。
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