DE102004058620A1

DE102004058620A1 - Ausgleichswelle und Verfahren zur Herstellung einer Ausgleichswelle

Info

Publication number: DE102004058620A1
Application number: DE102004058620A
Authority: DE
Inventors: Xaver Stemmer; Friedrich Gugel
Original assignee: Peter Hufnagel Technology Consultant And Engineering GmbH; Peter Hufnagel Technology GmbH; Audi AG
Current assignee: Peter Hufnagel Technology Consultant And Engineering GmbH; Peter Hufnagel Technology GmbH; Audi AG
Priority date: 2004-12-04
Filing date: 2004-12-04
Publication date: 2006-06-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle mit einem Ausgleichsgewicht (18), das innerhalb eines Wellengehäuses (11) in einem umfanggroßen Bereich (12) angeordnet ist, an dem beidseits jeweils ein umfangkleiner Bereich (13, 16) des Wellengehäuses (11) angeordnet ist. Das Ausgleichsgewicht (18) ist von einem einteiligen gezogenen Rohr (17) umschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle und ein Verfahren zur Herstellung einer Ausgleichswelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 10.

Zum Ausgleichen von Kräften in rotierenden Bauteilen ist es bekannt, Ausgleichswellen mit mehrteiligen Wellengehäusen zu verwenden. Bei solchen Wellen wird ein Ausgleichsgewicht in einen umfanggroßen Bereich des Wellengehäuses eingebracht und befestigt. Auf den umfanggroßen Bereich wird ein umfangkleineres Abschlusselement aufgesetzt und mit dem umfanggroßen Bereich fest verbunden. Die Herstellung einer derartigen Welle erfordert zwangsläufig eine Mehrzahl von Fertigungsschritten mit entsprechenden Toleranzanforderungen der einzelnen, zu einem gemeinsamen Wellengehäuse zusammenzufügenden Elemente.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ausgleichswelle mit einem Ausgleichsgewicht, die einfacher herzustellen ist, und ein Verfahren zur Herstellung einer Ausgleichswelle zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Ausgleichswelle weist ein Ausgleichsgewicht auf, das innerhalb eines Wellengehäuses in einem umfanggroßen Bereich angeordnet ist, an dem beidseits jeweils ein umfangkleiner Bereich des Wellengehäuses angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist das Ausgleichsgewicht von einem einteiligen gezogenen Rohr umschlossen. Bevorzugt ist das gesamte Wellengehäuse einstückig ausgebildet. Nach dem Einsetzen und Befestigen des Ausgleichsgewichts entfällt ein Zusammenfügen des Wellengehäuses. Vorteilhaft ist die endgültige Kontur der Welle wenigstens in einem Bereich der Ausgleichswelle erst nach dem Einsetzen und Befestigen des Ausgleichsgewichts formbar, insbesondere durch Rohrziehen und Reduzieren des Querschnitts anschließend an den umfanggroßen Bereich. Eine vorteilhafte Oberflächenbeschaffenheit kann erzielt werden. Es treten keine Unstetigkeiten an Fügestellen auf, sondern die Wellenhülle ist im Wesentlichen glatt. Durch Entfall von Schweißflanschen oder Befestigungsflanschen und dergleichen ist das Gewicht der Ausgleichswelle vermindert. Ebenso ermöglicht die geringere Zahl an Prozessschritten Kosteneinsparungen bei der Herstellung der Ausgleichswelle.

In einer günstigen Ausgestaltung ist das Ausgleichsgewicht im umfanggrößten Bereich des Wellengehäuses angeordnet, wobei der umfanggrößte Bereich beidseits von umfangkleineren Bereichen eingeschlossen ist. An diese umfangkleinen Bereiche können sich Bereiche mit beliebigen Umfängen bzw. Durchmessern anschließen. In weiteren Bereichen können auch weitere zusätzliche Ausgleichsgewichte vorgesehen sein.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung weisen die angrenzenden umfangkleinen Bereiche lichte Durchmesser auf, die kleiner sind als eine größte Breite des Ausgleichsgewichts. Das Ausgleichsgewicht ist auf beiden Seiten entlang einer Längsachse der Ausgleichswelle gesichert. In dieser Ausgestaltung wäre es nicht möglich, das Ausgleichsgewicht nachträglich in die Ausgleichswelle einzubringen oder zu entfernen. Selbstverständlich können die angrenzenden umfangkleinen Bereiche jedoch auch lichte Durchmesser aufweisen, die gleich oder größer sind als eine größte Breite des Ausgleichsgewichts.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung ist das Ausgleichsgewicht so mit der Wellenhülle verbunden, dass es eine Tragfunktion in der Wellenhülle ausübt. Die Längssteifigkeit der Ausgleichswelle wird verbessert.

Es ist vorteilhaft, wenn das Ausgleichsgewicht mit der Wellenhülle fest verbunden ist. Bevorzugt ist das Ausgleichsgewicht an die Wellenhülle angeschweißt, besonders bevorzugt mit einer Mehrzahl von Schweißpunkten an die Wellenhülle angeschweißt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Ausgleichswelle mit einem Ausgleichsgewicht, das in einen umfanggroßen Bereich eines Wellengehäuses eingebracht wird, weist erfindungsgemäß das Merkmal auf, dass nach dem Einbringen des Ausgleichgewichts das Wellengehäuse wenigstens auf einer Seite des umfanggroßen Be reichs durch Ziehen und Reduzieren ein umfangkleiner Bereich gebildet wird, dessen lichter Durchmesser kleiner ist als eine größte Breite des Ausgleichsgewichts. Vorzugsweise wird das Ausgleichsgewicht vor dem Bilden des umfangkleinen Bereichs mit dem Wellengehäuse fest verbunden, bevorzugt punktverschweißt.

Weitere Ausbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden unabhängig von einer Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung der Allgemeinheit im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausgleichswelle;
2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II durch einen umfangsgroßen Bereich;
3 eine Draufsicht auf eine Ausgleichswelle.
Wie aus dem in 1 dargestellten Längsschnitt ersichtlich, weist eine erfindungsgemäße Ausgleichswelle 10 ein Ausgleichsgewicht 18 auf, das innerhalb eines Wellengehäuses 11 entlang seiner Längsachse 19 in einem umfanggroßen Bereich 12 angeordnet ist, an dem beidseits jeweils ein umfangkleiner Bereich 13, 16 des Wellengehäuses 11 angeordnet ist. Dabei ist das Ausgleichsgewicht 18 von einem einteiligen gezogenen Rohr 17 umschlossen. Das Wellengehäuse 11 ist somit einstückig ausgebildet. An den umfangskleinen Bereich 13 schließen sich weitere Bereiche 14 und 15 an, deren Durchmesser sich weiter verringern. Das Ausgleichsgewicht 18 weist einen Querschnitt auf, der nicht entlang der Längsachse 19 durch die umfangskleinen Bereiche 13 oder 16 in den umfanggroßen Bereich 12 eingebracht werden kann.
Die Größe des Ausgleichsgewichts 18 im Vergleich zu den Innendurchmessern der umfangkleinen Bereiche 13, 16 ist deutlicher aus 2 ersichtlich. 2 verdeutlicht die Anordnung des Ausgleichsgewichts 18 innerhalb des umfanggroßen Bereichs 12 des Wellengehäuses 11 mit unterschiedlichen lichten Durchmessern d₁₂, d₁₃, d₁₆. Das Ausgleichsgewicht 18 weist einen Querschnitt auf, der aus einem gedachten Zylinder asymmetrisch zu einer Zylinderachse ausgeschnitten ist. Dessen größte Breite b₁₈ bildet die Unterkante des Ausgleichsgewichts 18 und ist größer als der lichte Durchmesser d₁₃ des an den umfanggroßen Bereich 12 mit dem lichten Durchmesser d₁₂ angrenzenden umfangkleinen Bereichs 13 und kleiner als der lichte Durchmesser d₁₆ des an den umfanggroßen Bereich 12 angrenzenden umfangkleinen Bereichs 16. Die nicht näher be zeichneten lichten Durchmesser der umfangkleinen Bereiche 14 und 15 sind im inneren des Querschnitts zu erkennen. Der Querschnitt des Ausgleichsgewichts 18 liegt in diesem Fall oberhalb der Längsachse 19, und die Längsachse 19 schneidet oder berührt den Querschnitt nicht. Selbstverständlich kann der Querschnitt des Ausgleichsgewichts 18 auch als Halbzylinder so geschnitten sein, dass dessen die Unterkante bildende größte Breite b₁₈ die Längsachse 19 berührt und praktisch den Querschnitt des umfanggroßen Bereichs 12 zur Hälfte ausfüllt. Ebenso ist denkbar, dass der Querschnitt des Ausgleichsgewichts 18 mehr als den halben Querschnitt des umfanggroßen Bereichs 12 ausfüllt. Dann weist die Unterkante eine kleinere Breite auf als die größte Breite b₁₈, die dann maximal dem Innendurchmesser des Umfanggroßen Bereichs 12 entspricht.
3 zeigt eine Außenansicht der Ausgleichswelle 10 schräg von oben, wobei das Ausgleichsgewicht 18 innerhalb des einstückigen Wellengehäuses 11 im Bereich 12 mit dem größten Durchmesser angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung wird die Ausgleichswelle 18 so hergestellt, dass das Ausgleichsgewicht 18 in ein Rohr 17 mit einem großen Durchmesser entsprechend einem umfanggroßen Bereich 12 eingebracht wird. Dabei kann das Rohr 17 auf einer Seite, beispielsweise im Bereich 13, 14 und 15 insbesondere durch Rohrziehen und Reduzieren des Durchmessers bereits fertig konfektioniert sein. Dadurch weist der angrenzende Bereich 13 einen kleineren lichten Durchmesser d₁₃ auf als der Bereich 12. Nach dem Einsetzen wird das Ausgleichsgewicht 18 fixiert und mit dem Rohr 17 auf dessen Innenseite fest verbunden, indem das Ausgleichgewicht 18 mit dem Rohr 17 vorzugsweise punktverschweißt wird. Werden hinreichend viele Schweißpunkte gebildet, kann das Ausgleichsgewicht 18 eine Tragfunktion übernehmen und die Längsfestigkeit des Rohrs 17 bzw. der späteren Ausgleichswelle 10 verbessern. Anschließend wird die Ausgleichswelle 11 fertiggestellt, indem ein umfangskleiner Bereich 16 auf der Einführseite des Rohrs 17 gebildet wird und durch Rohrziehen und Reduzieren des Querschnitts der umfangskleine Bereich 16 mit einem lichten Durchmesser d₁₆ gebildet wird, der kleiner ist als die größte Breite b₁₈ des Ausgleichsgewichts 18.

10: Ausgleichswelle
11: Wellengehäuse
12: umfanggroßer Bereich
13: umfangkleiner Bereich
14: umfangkleiner Bereich
15: umfangkleiner Bereich
16: umfangkleiner Bereich
17: Rohr
18: Ausgleichsgewicht
19: Längsachse
b₁₈: Durchmesser umfanggroßer Bereich
d₁₂: Durchmesser umfanggroßer Bereich
d₁₃: Durchmesser umfangkleiner Bereich
d₁₆: Durchmesser umfangkleiner Bereich

Claims

Ausgleichswelle mit einem Ausgleichsgewicht (20), das innerhalb eines Wellengehäuses (11) in einem umfanggroßen Bereich (12) angeordnet ist, an dem beidseits jeweils ein umfangkleiner Bereich (13, 16) des Wellengehäuses (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) von einem einteiligen gezogenen Rohr (17) umschlossen ist.
Ausgleichswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellengehäuse (11) einstückig ausgebildet ist.
Ausgleichswelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) im umfanggrößten Bereich (12) des Wellengehäuses (11) angeordnet ist.
Ausgleichswelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angrenzenden umfangkleinen Bereiche (13, 16) lichte Durchmesser (d₁₃, d₁₆) aufweisen, die kleiner sind als eine größte Breite (b₁₈) des Ausgleichsgewichts (18).
Ausgleichswelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die angrenzenden umfangkleinen Bereiche (13, 16) lichte Durchmesser (d₁₃, d₁₆) aufweisen, die gleich oder größer sind als eine größte Breite (b₁₈) des Ausgleichsgewichts (18).
Ausgleichswelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) so mit der Wellenhülle (11) verbunden ist, dass es eine Tragfunktion in der Wellenhülle (11) ausübt.
Ausgleichswelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) mit der Wellenhülle (11) fest verbunden ist.
Ausgleichswelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) mit der Wellenhülle (11) verschweißt ist.
Ausgleichswelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) mit einer Mehrzahl von Schweißpunkten an die Wellenhülle (11) angeschweißt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Ausgleichswelle (10) mit einem Ausgleichsgewicht (18), das in einen umfanggroßen Bereich (12) eines Wellengehäuses (11) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen des Ausgleichgewichts (18) ein das Wellengehäuse (11) bildendes Rohr (17) wenigstens auf einer Seite des umfanggroßen Bereichs (12) durch Ziehen und Reduzieren des Durchmessers ein umfangkleiner Bereich (13, 16) gebildet wird, dessen lichter Durchmesser (d₁₃, d₁₆) kleiner ist als eine größte Breite (b₁₈) des Ausgleichsgewichts (18).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) vor dem Bilden des umfangkleinen Bereichs (13, 16) mit dem Wellengehäuse (11) fest verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (18) mit dem Wellengehäuse (11) punktverschweißt wird.