DE10137267B4 - Wave with balancing mass - Google Patents
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Abstract
Welle (10) mit wenigstens einer Ausgleichsmasse, welche in einer Aussparung der Welle angeordnet ist, wobei die Ausgleichsmasse (18) als prismatischer Grundkörper und die Aussparung (14) in der Welle (10) entsprechend prismatisch ausgebildet ist, sich die Aussparung (14) in Richtung radial nach außen an wenigstens einer Seite (16, 22) verjüngt und an einem äußeren Umfang eines Teils der Welle (10) angeordnet ist und der Teil der Welle (10) eine Kurbelwange (12) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (14) in Umfangsrichtung offen ist und die Ausgleichsmasse (18) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass diese die Kurbelwange (12) in Umfangsrichtung überragt.Shaft (10) with at least one compensating mass, which is arranged in a recess of the shaft, wherein the balancing mass (18) as a prismatic base body and the recess (14) in the shaft (10) is formed prismatic according to the recess (14) in the direction of radially outward on at least one side (16, 22) is tapered and arranged on an outer periphery of a part of the shaft (10) and the part of the shaft (10) is a crank arm (12), characterized in that the recess (14) is open in the circumferential direction and the balancing mass (18) is designed and arranged such that it projects beyond the crank arm (12) in the circumferential direction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Welle, insbesondere Kurbelwelle für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Ausgleichsmasse, welche in einer Aussparung der Welle angeordnet ist, wobei die Ausgleichsmasse als prismatischer Grundkörper und die Aussparung in der Welle entsprechend prismatisch ausgebildet ist, sich die Aussparung in Richtung radial nach außen an wenigstens einer Seite verjüngt und an einem äußeren Umfang eines Teils der Welle angeordnet ist und der Teil der Welle eine Kurbelwange ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a shaft, in particular crankshaft for an internal combustion engine, with at least one balancing mass, which is arranged in a recess of the shaft, wherein the balancing mass is designed prismatic as a prismatic body and the recess in the shaft, the recess in the direction of radially externally tapered on at least one side and disposed on an outer periphery of a part of the shaft and the part of the shaft is a crank arm, according to the preamble of claim 1.
Zum Massenausgleich bei Kurbelwellen für Brennkraftmaschinen müssen beispielsweise aus Bauraumgründen abgedrehte Kurbelwellen mit zusätzlichen Ausgleichsmassen versehen werden. Muß beispielsweise eine Kurbelwelle im Außendurchmesser verkleinert werden, wird am Außenradius der Schwungmasse Material abgetragen. Dieser Abtrag muß durch das Aufbringen zusätzlicher Gewichte ausgeglichen werden, wobei die Abmessungen der Kurbelwelle nicht vergrößert werden dürfen.For mass balance in crankshafts for internal combustion engines cranked crankshafts have to be provided with additional compensation masses, for example, for reasons of space. If, for example, a crankshaft in the outer diameter has to be reduced, material is removed at the outer radius of the flywheel. This removal must be compensated by the application of additional weights, the dimensions of the crankshaft must not be increased.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Welle der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei die Befestigung von Ausgleichsmassen vereinfacht ist, bei gleichzeitig verbesserter Sicherung gegen auf die Ausgleichsmasse einwirkende Kräfte während des Betriebs der Welle.The present invention has for its object to provide a shaft of the type mentioned above, wherein the attachment of balancing weights is simplified, at the same time improved protection against forces acting on the balancing forces during operation of the shaft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Welle der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a wave of o. G. Art solved with the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich die Aussparung in Richtung radial nach außen an wenigstens einer Seite verjüngt und an einem äußeren Umfang eines Teils der Welle angeordnet ist.For this purpose, it is provided according to the invention that the recess tapers in the direction radially outward on at least one side and is arranged on an outer circumference of a part of the shaft.
Dies hat den Vorteil einer einfachen aber wirksamen Selbstsicherung der Ausgleichsmassen in radialer Richtung bzgl. Fliehkrafteinwirkung. Ggf. ergibt sich ferner eine Sicherung in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung. Die Ausgleichsmasse ist formschlüssig gegen radiales Herausrutschen infolge der Fliehkraft gesichert. Gleichzeitig ergibt sich eine kompakte Bauform der Ausgleichsmassen mit einfacher Montage. Es läßt sich auf besonders einfache Art eine kraft-, form- und stoffschlüssiger Einbau der Ausgleichsmasse in die Welle realisieren.This has the advantage of a simple but effective self-assurance of the balancing weights in the radial direction with respect to centrifugal force. Possibly. also results in a backup in the circumferential direction and / or in the axial direction. The balancing mass is positively secured against radial slipping out due to centrifugal force. At the same time results in a compact design of the balancing weights with a simple installation. It can be realized in a particularly simple way a force, positive and cohesive installation of the balancing mass in the shaft.
Für eine sichernde Keilwirkung in radialer bzw. axialer Richtung weist der prismatische Grundkörper einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf.For a secure wedge effect in the radial or axial direction, the prismatic base body has a triangular or trapezoidal cross-section.
Für eine größtmögliche Wirkung der Ausgleichsmasse ohne Vergrößerung der äußeren Abmessungen der Welle ist die Aussparung am äußeren Umfang einer Kurbelwange ausgebildet und an ihrer dem äußeren Umfang zugewandten Seite wenigstens teilweise offen. For a maximum effect of the balancing mass without increasing the outer dimensions of the shaft, the recess is formed on the outer circumference of a crank arm and at least partially open on its side facing the outer circumference.
Dadurch, dass die Aussparung erfindungsgemäß in Umfangsrichtung offen ist und die Ausgleichsmasse die Kurbelwange in Umfangsrichtung überragt, kann eine Feinjustierung des Massenausgleichs in einer Auswuchtmaschine durch mechanischen Abtrag des Überstandes des Ausgleichgewichtes erfolgen. Eine entsprechende Möglichkeit der Feinjustierung ergibt sich, wenn die Ausgleichsmasse derart ausgebildet und angeordnet ist, daß diese die Kurbelwange in radialer Richtung überragt, wobei hier ein mechanischer Materialabtrag des radialen Überstandes erfolgt.Characterized in that the recess according to the invention is open in the circumferential direction and the balancing mass projects beyond the crank arm in the circumferential direction, a fine adjustment of the mass balance can be done in a balancing machine by mechanical removal of the supernatant of the balance weight. A corresponding possibility of fine adjustment results when the balancing mass is designed and arranged such that it projects beyond the crank arm in the radial direction, in which case a mechanical material removal of the radial projection takes place.
Zweckmäßigerweise ist die Ausgleichsmasse an den die Kurbelwange überragenden Enden schwalbenschwanzförmig ausgebildet, so daß durch entsprechendes Aufbiegen oder Verkeilen dieser Enden eine Fixierung der Ausgleichsmasse in Umfangsrichtung erfolgen kann.Conveniently, the balancing mass is formed dovetailed at the ends of the crank arm projecting ends, so that a fixation of the balancing mass in the circumferential direction can be done by appropriate bending or wedging these ends.
Um ein Verklemmen der Ausgleichsmasse in der Ausnehmung beim Einsetzen in dieselbe zu vermeiden, weist die Ausgleichsmasse an ihrer radial der Kurbelwelle zugewandten Seite wenigstens eine Ausnehmung oder wenigstens einen Freistich auf.In order to avoid jamming of the balancing mass in the recess when inserted into the same, the balancing mass has at least one recess or at least one undercut on its side facing the crankshaft radially.
Die Befestigung der Ausgleichsmasse in der Ausnehmung erfolgt beispielsweise mittels Einpressen, Verschrauben und/oder Einkleben.The attachment of the leveling compound in the recess, for example by means of pressing, screwing and / or gluing.
Zur Vermeidung von Kerbwirkungen sind Ecken der Ausgleichsmasse und/oder entsprechende Ecken der Aufnahme abgerundet.To avoid notch effects corners of the leveling compound and / or corresponding corners of the recording are rounded.
Zum einfachen Einsetzen der Ausgleichsmasse in die Ausnehmung ist eine bzgl. der die Ausgleichsmasse aufnehmenden Aussparung radial innen liegende, an diese angrenzende und in axialer Richtung verlaufende Montageausnehmung ausgebildet, deren innere lichte Weite größer ist als der Außenumfang der Ausgleichsmasse, die in axialer Richtung wenigsten an einer Seite und in Richtung radial nach außen zur Aussparung hin offen ist.For easy insertion of the balancing mass into the recess is a respect. The compensation mass receiving recess radially inward, adjacent to this and extending in the axial direction mounting recess formed whose inner clear width is greater than the outer circumference of the balancing mass, the least in the axial direction one side and in the direction radially outward to the recess is open.
Um die Ausgleichsmasse hydraulisch in der Ausnehmung zu verspannen, ist benachbart zur Ausnehmung wenigstens ein Ölraum ausgebildet.In order to hydraulically clamp the balancing mass in the recess, at least one oil space is formed adjacent to the recess.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen inFurther features, advantages and advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, and from the following description of the invention with reference to the accompanying drawings. These show in
Eine Ausgleichsmasse
Die in der
Beide Ausgleichsmassen
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist ein hydraulisches Verspannen der Ausgleichsmasse
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