DE102010046156B4 - Massenausgleichsgetriebe und Verfahren zu dessen Montage - Google Patents

Massenausgleichsgetriebe und Verfahren zu dessen Montage Download PDF

Info

Publication number
DE102010046156B4
DE102010046156B4 DE102010046156.3A DE102010046156A DE102010046156B4 DE 102010046156 B4 DE102010046156 B4 DE 102010046156B4 DE 102010046156 A DE102010046156 A DE 102010046156A DE 102010046156 B4 DE102010046156 B4 DE 102010046156B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
combustion engine
internal combustion
eccentric
shaft
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.)
Active
Application number
DE102010046156.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010046156A1 (de
Inventor
Dr. Solfrank Peter
Tobias Mederer
Alexander TASCHE
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of DE102010046156A1 publication Critical patent/DE102010046156A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010046156B4 publication Critical patent/DE102010046156B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/06Engines with means for equalising torque
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/10Bearings, parts of which are eccentrically adjustable with respect to each other
    • 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
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
    • F16F15/264Rotating balancer shafts
    • F16F15/265Arrangement of two or more balancer shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/53Spring-damper, e.g. gas springs
    • 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
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F16H57/022Adjustment of gear shafts or bearings
    • F16H2057/0222Lateral adjustment
    • F16H2057/0224Lateral adjustment using eccentric bushes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2121Flywheel, motion smoothing-type
    • Y10T74/2128Damping using swinging masses, e.g., pendulum type, etc.
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2121Flywheel, motion smoothing-type
    • Y10T74/2131Damping by absorbing vibration force [via rubber, elastomeric material, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2173Cranks and wrist pins
    • Y10T74/2183Counterbalanced
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2173Cranks and wrist pins
    • Y10T74/2183Counterbalanced
    • Y10T74/2184Vibration dampers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

Massenausgleichsgetriebe zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten einer Brennkraftmaschine, umfassend zwei gegensinnig rotierende Ausgleichswellen (1, 2) und einen Zugmitteltrieb, der ein Abtriebsrad (5) der Kurbelwelle (3) der Brennkraftmaschine mittels einer Kette (4) oder eines Zahnriemens mit Antriebsrädern (6, 7) der Ausgleichswellen (1, 2) verbindet, wobei zur Erzeugung der gegensinnigen Wellenrotation zwischen einem der Antriebsräder (6) und der zugehörigen Ausgleichswelle (1) ein Stirnradgetriebe (8) mit zwei miteinander kämmenden Stirnrädern (9, 10) angeordnet ist, von denen das eine Stirnrad (9) mit dem einen Antriebsrad (6) und das andere Stirnrad (10) mit der zugehörigen Ausgleichswelle (1) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnflankenspiel zwischen den Stirnrädern (9, 10) mittels eines Exzenterlagers (16) mit einer rotativ festgesetzten Exzenterlaufbahn (18) eingestellt ist, um deren Mittelachse (21) das eine Antriebsrad (6) und das eine Stirnrad (9) rotieren, wobei:- das Exzenterlager (16) ein Wälzlager mit einem die Exzenterlaufbahn (18) bildenden Innenring (20), einem Außenring (17) und dazwischen angeordneten Wälzkörpern (19) ist,- jede der Ausgleichswellen (1, 2) einen antriebseitigen Endabschnitt (15) aufweist, auf dem ein die Ausgleichswelle (1, 2) radial und axial in der Brennkraftmaschine abstützendes Wälzlager (14) aufgenommen ist,- ein seitens des Stirnradgetriebes (8) an der Brennkraftmaschine befestigter Lagerträger (11) das Exzenterlager (16) und das wellenseitige Wälzlager (14) aufnimmt und- der Lagerträger (11) seitens des Exzenterlagers (16) mit einem Ringdorn (12), der vom Innenring (20) des Exzenterlagers (16) umschlossen ist, und seitens des wellenseitigen Wälzlagers (14) mit einem Hohlzylinder (13), der den Außenring des wellenseitigen Wälzlagers (14) umschließt, versehen ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Massenausgleichsgetriebe zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten einer Brennkraftmaschine. Das Massenausgleichsgetriebe umfasst zwei gegensinnig rotierende Ausgleichswellen und einen Zugmitteltrieb, der ein Abtriebsrad der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mittels einer Kette oder eines Zahnriemens mit Antriebsrädern der Ausgleichswellen verbindet. Zur Erzeugung der gegensinnigen Wellenrotation ist zwischen einem der Antriebsräder und der zugehörigen Ausgleichswelle ein Stirnradgetriebe mit zwei miteinander kämmenden Stirnrädern angeordnet, von denen das eine Stirnrad mit dem einen Antriebsrad und das andere Stirnrad mit der zugehörigen Ausgleichswelle drehfest verbunden ist.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Montage einer Baueinheit eines derartigen Massenausgleichsgetriebes.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein Massenausgleichsgetriebe der eingangs genannten Art, wie es aus der Motortechnischen Zeitschrift, MTZ Ausgabe 10/2006, bekannt ist, dient zumeist als sogenannter Lancaster-Ausgleich, der bei einer Brennkraftmaschine in Vierzylinder-Reihenbauweise sowohl die freien Massenkräfte zweiter Ordnung als auch die freien Massenmomente zweiter Ordnung um die Längsachse der Brennkraftmaschine kompensiert. Die in der zitierten Zeitschrift von einem Kettentrieb angetriebenen Ausgleichswellen verlaufen zu diesem Zweck beidseits und höhenversetzt zur antreibenden Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Zur Rotationsumkehr einer der Ausgleichswellen dient ein Stirnradgetriebe mit zwei schrägverzahnten Stirnrädern, die zwischen einem der wellenseitigen Kettenräder und der zugehörigen Ausgleichswelle angeordnet sind.
  • Die US 5 657 728 A offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Massenausgleichsgetriebe mit zwei gegensinnig rotierenden Ausgleichswellen.
  • Die DE 196 24 074 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einer Ausgleichswelle, die über ein Stirnradgetriebe von der Kurbelwelle angetrieben wird. Das Zahnflankenspiel des Stirnradgetriebes stellt sich mittels eines federbelasteten Exzenters permanent selbsttätig ein.
  • Die DE 198 07 180 A1 offenbart ein Massenausgleichgetriebe mit zwei gegensinnig rotierenden Ausgleichswellen, die über ein Stirnradgetriebe mit jeweils exzentrisch zu deren Rotationsachse versetzten Zahnrädern angetrieben sind.
  • Die AT 53 901 E offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Massenausgleichgetriebe, deren Ausgleichswellen über Stirnradgetriebe mit einstellbarem Zahnflankenspiel angetrieben sind. Das Zahnflankenspiel wird jeweils durch Verdrehen einer die Ausgleichswelle exzentrisch lagernden Spindel eingestellt.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Massenausgleichsgetriebe der eingangs genannten Art im Hinblick auf günstige Akustik, geringen Verschleiß und Montagefreundlichkeit konstruktiv zu verbessern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass das Zahnflankenspiel zwischen den Stirnrädern mittels eines Exzenterlagers mit einer rotativ festgesetzten Exzenterlaufbahn eingestellt ist, um deren Mittelachse das eine Antriebsrad und das eine Stirnrad rotieren, wobei:
    • - das Exzenterlager ein Wälzlager mit einem die Exzenterlaufbahn bildenden Innenring, einem Außenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern ist,
    • - jede der Ausgleichswellen einen antriebseitigen Endabschnitt aufweist, auf dem ein die Ausgleichswelle radial und axial in der Brennkraftmaschine abstützendes Wälzlager aufgenommen ist,
    • - ein seitens des Stirnradgetriebes an der Brennkraftmaschine befestigter Lagerträger das Exzenterlager und das wellenseitige Wälzlager aufnimmt und
    • - der Lagerträger seitens des Exzenterlagers mit einem Ringdorn, der vom Innenring des Exzenterlagers umschlossen ist, und seitens des wellenseitigen Wälzlagers mit einem Hohlzylinder, der den Außenring des wellenseitigen Wälzlagers umschließt, versehen ist.
  • Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das von Bauteiltoleranzen abhängige Zahnflankenspiel einstellbar zu gestalten, so dass insbesondere bei der Erstmontage des Massenausgleichsgetriebes das Ist-Spiel durch Verdrehen und Festsetzen der Exzenterlaufbahn innerhalb eines Soll-Spiels liegt, das hinsichtlich Geräuschentwicklung und Bauteilverschleiß optimal ist.
  • Bei dem Exzenterlager handelt es sich um ein Wälzlager mit einem die Exzenterlaufbahn bildenden Innenring, einem Außenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern. Das Wälzlager zeichnet sich gegenüber einem alternativ verwendbaren, hydrodynamischen Gleitlager durch vergleichsweise niedrige Reibleistungsverluste aus.
  • Vor demselben Hintergrund weist jede der Ausgleichswellen einen antriebseitigen Endabschnitt auf, auf dem ein die Ausgleichswelle radial und axial in der Brennkraftmaschine abstützendes Wälzlager aufgenommen ist. Dabei nimmt ein seitens des Stirnradgetriebes an der Brennkraftmaschine befestigter Lagerträger das Exzenterlager und das wellenseitige Wälzlager auf.
  • Der Lagerträger ist seitens des Exzenterlagers mit einem Ringdorn, der vom Innenring des Exzenterlagers umschlossen ist, und seitens des wellenseitigen Wälzlagers mit einem Hohlzylinder, der den Außenring des wellenseitigen Wälzlagers umschließt, versehen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den vorrichtungsseitigen Unteransprüchen entnehmbar.
  • Bei dem Lagerträger kann es sich beispielsweise um ein Druckgussteil handeln; im Hinblick auf niedrige Herstellkosten soll dieser jedoch bevorzugt durch Kaltumformung einer Blechplatine hergestellt sein. Je dünner die Materialstärke der Blechplatine gewählt wird, desto geringer ist zudem deren axialer Bauraumbedarf.
  • Der Innenring des Exzenterlagers soll mittels eines durch Aufspreizen des Ringdorns hergestellten Pressverbands zwischen Ringdorn und Innenring rotativ festgesetzt sein. Alternativ können auch andere bekannte Befestigungsmethoden wie ein (thermischer) Querpressverband zwischen Ringdorn und Innenring vorgesehen sein.
  • Ferner soll der Ringdorn zur Aufnahme einer Schraubverbindung dienen, mittels welcher der Lagerträger an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Dabei ist die Schraubverbindung gleichzeitig dazu ausgebildet, den Innenring des Exzenterlagers rotativ festzusetzen. Die festsetzende Wirkung des vorgenannten Pressverbands zwischen Ringdorn und Innenring kann somit provisorischer Art in dem Sinne sein, dass der Pressverband ein gerade ausreichendes Losbrechmoment aufweist, um lediglich eine vorläufige Verdrehsicherung des eingestellten Exzenterlagers bis zur Verschraubung des Lagerträgers an der Brennkraftmaschine zu bewirken.
  • Alternativ oder optional kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Befestigung des Lagerträgers an der Brennkraftmaschine mit einer außerhalb des Ringdorns positionierten Schraubverbindung erfolgt. Allerdings muss dabei nach Einstellung des Zahnflankenspiels eine den betrieblichen Belastungen dauerhaft standhaltende Befestigung des Innenrings des Exzenterlagers auf dem Ringdorn vorgesehen werden. Dies kann durch einen entsprechenden Querpressverband gewährleistet werden.
  • Als Alternative zu einem an der Brennkraftmaschine angebrachten Stehbolzen soll die Schraubverbindung eine Bundschraube umfassen, die in eine Gewindebohrung der Brennkraftmaschine eindrehbar ist. Dabei wird der Innenring des Exzenterlagers zwischen dem Schraubenbund und dem Lagerträger axial eingespannt.
  • In einer im Hinblick auf die Montagefreundlichkeit besonders bevorzugten Ausgestaltung sollen die Ausgleichswellen als Tunnelwellen ausgebildet sein, die jeweils in Richtung ihrer Rotationsachse in eine Lagergasse der Brennkraftmaschine einführbar sind. Dabei bilden das eine Antriebsrad, das Exzenterlager, das Stirnradgetriebe, der Lagerträger, die zugehörige Ausgleichswelle und das wellenseitige Wälzlager eine an die Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit mit dem auf dem Ringdorn rotativ festgesetzten Innenring des Exzenterlagers. Die mit eingestelltem Zahnflankenspiel vormontierte Baueinheit kann als Zulieferteil an den Hersteller der Brennkraftmaschine geliefert werden und ohne weitere Einstellarbeiten an die Brennkraftmaschine montiert werden. Dies gilt in entsprechend eingeschränkter Weise auch für Unterbaugruppen der Baueinheit, wobei beispielsweise die Ausgleichswellen erst am Montageband der Brennkraftmaschine gefügt werden.
  • Verfahrensseitig wird die Aufgabe der Erfindung durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
    • ■ Einstellen des Zahnflankenspiels zwischen den Stirnrädern durch Verdrehen des Innenrings des Exzenterlagers in eine Position derart, dass das Zahnflankenspiel innerhalb eines Sollbereichs liegt,
    • ■ Halten des Innenrings in dieser Position und
    • ■ Herstellen eines den Innenring auf dem Ringdorn rotativ festsetzenden Pressverbands durch plastisches Aufspreizen des Ringdorns.
  • Ergebnis dieses Verfahrens ist die Herstellung der zuvor beschriebenen Baueinheit mit eingestelltem Zahnflankenspiel mittels des Pressverbands zwischen Ringdorn und Innenring des Exzenterlagers. Für den oben genannten Fall, dass der Ringdorn zur Aufnahme einer Schraubverbindung dient, mittels welcher der Lagerträger an der Brennkraftmaschine befestigbar ist, sind bei der Montage der Baueinheit an der Brennkraftmaschine außerdem folgende Verfahrensschritte vorgesehen:
    • ■ Einführen der Baueinheit in die Brennkraftmaschine und
    • ■ Festdrehen der Schraubverbindung derart, dass der Innenring des Exzenterlagers mittels axialen Verspannens gegen den Lagerträger rotativ festgesetzt ist.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, die für das Verständnis der Erfindung wesentliche und teilweise vereinfacht dargestellte Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Massenausgleichsgetriebes jeweils im Längsschnitt sowie ein bekanntes Massenausgleichsgetriebe zeigen. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:
    • 1 bis 6 die Montagesequenzen einer an die Brennkraftmaschine montierbaren Baueinheit eines Massenausgleichsgetriebes,
    • 7 bis 9 die Montagesequenz der Baueinheit an die Brennkraftmaschine und
    • 10 ein bekanntes Massenausgleichsgetriebe in perspektivischer Darstellung.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung sei ausgehend von 10 erläutert, in der ein aus der eingangs zitierten Zeitschrift (MTZ) bekanntes Massenausgleichsgetriebe einer Brennkraftmaschine in Vierzylinder-Reihenbauweise dargestellt ist. Das Massenausgleichsgetriebe umfasst zwei Ausgleichswellen 1 und 2, die mit doppelter Drehzahl der Kurbelwelle 3 gegensinnig rotieren. Als Antrieb der Ausgleichswellen 1, 2 dient ein Zugmitteltrieb in Form eines Kettentriebs, dessen Kette 4 ein Abtriebsrad 5 der Kurbelwelle 3 mit Antriebsrädern 6 und 7 der Ausgleichswellen 1, 2 verbindet. Die gegensinnige Rotation der Ausgleichswellen 1, 2 wird durch ein Stirnradgetriebe 8 mit zwei miteinander kämmenden, schrägverzahnten Stirnrädern 9 und 10 erzeugt. Das eine Stirnrad 9 ist hinter dem einen Antriebsrad 6 koaxial mit diesem drehverbunden angeordnet, während das andere Stirnrad 10 auf der zugehörigen Ausgleichswelle 1 koaxial mit dieser drehverbunden angeordnet ist. Das andere Antriebsrad 7 ist unmittelbar auf der anderen Ausgleichswelle 2 und koaxial zu dieser befestigt.
  • Die Ausgleichswellen 1, 2 sind bezüglich der Kurbelwelle 3 so positioniert, dass durch deren Quer- und Höhenversatz nicht nur die freien Massenkräfte zweiter Ordnung sondern auch die freien Wechselmomente um die Längsachse der Brennkraftmaschine kompensiert werden.
  • Die Lagerung der Ausgleichswellen 1, 2 ist als sogenannte Tunnellagerung ausgeführt, bei welcher die Ausgleichswellen 1, 2 von der Stirnseite der Brennkraftmaschine aus in geschlossene Lagergassen eingeführt werden. Die Lagerstellen der Ausgleichswellen 1, 2 sind als Gleitlager ausgeführt, die druckseitig an den Schmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen sind.
  • Der Aufbau und Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Massenausgleichsgetriebes, das mit dem bekannten Massenausgleichsgetriebe gemäß 10 bei moderaten Änderungen der Brennkraftmaschinenarchitektur austauschbar ist, geht aus den nachfolgend erläuterten 1 bis 6 hervor. Die 1 und 2 zeigen einen Lagerträger 11, der durch Kaltumformung, d.h. Stanzen und Tiefziehen einer etwa 1mm starken Blechplatine hergestellt ist. Der Lagerträger 11 weist einerseits einen angeformten Ringdorn 12 und andererseits einen angeformten Hohlzylinder 13 auf, der sich in entgegengesetzte Richtung zum Ringdorn 12 erstreckt und in den der Außenring eines Wälzlagers in Form eines einreihigen Rillenkugellagers 14 eingepresst wird.
  • In den 3 und 4 ist jeweils der antriebseitige Endabschnitt 15 einer Ausgleichswelle 1 dargestellt, welcher anschließend in das Rillenkugellager 14 eingepresst wird. Auf dem noch vorstehenden Endabschnitt 15 wird ein Stirnrad 10 eines Stirnradgetriebes 8 - hier kraftschlüssig mittels eines Pressverbands - drehfest mit der Ausgleichswelle 1 verbunden. Bei beiden (in ihrem weiteren Verlauf nicht dargestellten) Ausgleichswellen 1, 2 handelt es sich um tunnelgelagerte Ausgleichswellen, deren Lagerzapfen als Laufbahnen für drucklos geschmierte Nadelhülsen dienen und am lastarmen Umfangsabschnitt zwecks Massenreduzierung verjüngt sind. Eine derartige Ausgleichswelle geht grundsätzlich aus der EP 1 775 484 A2 hervor, auf deren Inhalt ausdrücklich Bezug genommen wird.
  • 5 zeigt eine an die Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit, die aus der Ausgleichswelle 1, dem Rillenkugellager 14, dem Stirnradgetriebe 8 mit dem einen Stirnrad 9 und dem anderen Stirnrad 10, einem Exzenterlager 16 und dem einen Antriebskettenrad 6 besteht. Das Antriebsrad 6 und das eine Stirnrad 9 sind - hier kraftschlüssig mittels Pressverband - auf dem Außenring 17 des als doppelreihiges Rillenkugellager ausgebildeten Exzenterlagers 16 drehfest miteinander verbunden. Der als Exzenterlaufbahn 18 für die Kugeln 19 ausgebildete Innenring 20 des Exzenterlagers 16 umschließt mit dessen exzentrischer Bohrung den Ringdorn 12 zunächst mit Spielpassung. Die Mittelachse der Exzenterlaufbahn 18 ist mit 21 bezeichnet, und die Mittelachse des Ringdorns 12 ist mit 22 bezeichnet.
  • Das Exzenterlager 16 dient zur Einstellung des Zahnflankenspiels zwischen den Stirnrädern 9, 10, indem der Innenring 20 mit Exzenterlaufbahn 18 in eine Position verdreht wird, in der das Zahnflankenspiel innerhalb eines Sollbereichs liegt. Wie in 6 skizziert, wird der Ringdorn 12 in der so eingestellten Position mittels eines Kalibrierstempels 23 plastisch aufgespreizt, um einen den Innenring 20 auf dem Ringdorn 12 rotativ festsetzenden Pressverband zu erzeugen. Der Pressverband weist ein vergleichsweise geringes Losbrechmoment auf, das lediglich ein Verdrehen des Innenrings 20 bis zur Montage des eingestellten Stirnradgetriebes 8 an der Brennkraftmaschine verhindern soll.
  • In den 7 bis 9 ist die Montagesequenz der Baueinheit an der Brennkraftmaschine dargestellt. Die Ausgleichswelle 1 wird mit den darauf montierten Nadelhülsen (nicht dargestellt) in eine Lagergasse eingeführt, bis der Hohlzylinder 13 des Lagerträgers 11 mittels Presssitz in der ersten Lagerstelle 24 der Lagergasse eingesetzt ist und der Lagerträger 11 an einer Stirnwand 25 der Brennkraftmaschine anliegt. Das Rillenkugellager 14 dient zur Abstützung radialer und über den Lagerträger eingeleiteter axialer Kräfte der Ausgleichswelle 1 in der Lagergasse.
  • Der Ringdorn 12 ist zur Aufnahme einer Schraubverbindung, hier einer Bundschraube 26, ausgebildet und verläuft koaxial zu einer Gewindebohrung 27 in der Stirnwand 25. Die in die Gewindebohrung 27 eingedrehte Bundschraube 26 dient zum einen dazu, den Lagerträger 11 an der Stirnwand 25 zu befestigen und zum anderen dazu, den Innenring 20 über den radialen Pressverband zum Ringdorn 12 hinaus rotativ festzusetzen, indem der Innenring 20 beim Festdrehen der Schraubverbindung zwischen dem Schraubenbund 28 und dem Lagerträger 11 axial eingespannt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ausgleichswelle
    2
    Ausgleichswelle
    3
    Kurbelwelle
    4
    Kette
    5
    Abtriebsrad
    6
    Antriebsrad
    7
    Antriebsrad
    8
    Stirnradgetriebe
    9
    Stirnrad
    10
    Stirnrad
    11
    Lagerträger
    12
    Ringdorn
    13
    Hohlzylinder
    14
    Rillenkugellager
    15
    Endabschnitt der Ausgleichswelle
    16
    Exzenterlager
    17
    Außenring des Exzenterlagers
    18
    Exzenterlaufbahn
    19
    Kugel
    20
    Innenring des Exzenterlagers
    21
    Mittelachse der Exzenterlaufbahn
    22
    Mittelachse des Ringdorns
    23
    Kalibrierstempel
    24
    erste Lagerstelle
    25
    Stirnwand
    26
    Bundschraube
    27
    Gewindebohrung
    28
    Schraubenbund

Claims (8)

  1. Massenausgleichsgetriebe zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten einer Brennkraftmaschine, umfassend zwei gegensinnig rotierende Ausgleichswellen (1, 2) und einen Zugmitteltrieb, der ein Abtriebsrad (5) der Kurbelwelle (3) der Brennkraftmaschine mittels einer Kette (4) oder eines Zahnriemens mit Antriebsrädern (6, 7) der Ausgleichswellen (1, 2) verbindet, wobei zur Erzeugung der gegensinnigen Wellenrotation zwischen einem der Antriebsräder (6) und der zugehörigen Ausgleichswelle (1) ein Stirnradgetriebe (8) mit zwei miteinander kämmenden Stirnrädern (9, 10) angeordnet ist, von denen das eine Stirnrad (9) mit dem einen Antriebsrad (6) und das andere Stirnrad (10) mit der zugehörigen Ausgleichswelle (1) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnflankenspiel zwischen den Stirnrädern (9, 10) mittels eines Exzenterlagers (16) mit einer rotativ festgesetzten Exzenterlaufbahn (18) eingestellt ist, um deren Mittelachse (21) das eine Antriebsrad (6) und das eine Stirnrad (9) rotieren, wobei: - das Exzenterlager (16) ein Wälzlager mit einem die Exzenterlaufbahn (18) bildenden Innenring (20), einem Außenring (17) und dazwischen angeordneten Wälzkörpern (19) ist, - jede der Ausgleichswellen (1, 2) einen antriebseitigen Endabschnitt (15) aufweist, auf dem ein die Ausgleichswelle (1, 2) radial und axial in der Brennkraftmaschine abstützendes Wälzlager (14) aufgenommen ist, - ein seitens des Stirnradgetriebes (8) an der Brennkraftmaschine befestigter Lagerträger (11) das Exzenterlager (16) und das wellenseitige Wälzlager (14) aufnimmt und - der Lagerträger (11) seitens des Exzenterlagers (16) mit einem Ringdorn (12), der vom Innenring (20) des Exzenterlagers (16) umschlossen ist, und seitens des wellenseitigen Wälzlagers (14) mit einem Hohlzylinder (13), der den Außenring des wellenseitigen Wälzlagers (14) umschließt, versehen ist.
  2. Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (11) durch Kaltumformung einer Blechplatine hergestellt ist.
  3. Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (20) des Exzenterlagers (16) mittels eines durch Aufspreizen des Ringdorns (12) hergestellten Pressverbands zwischen Ringdorn (12) und Innenring (20) rotativ festgesetzt ist.
  4. Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringdorn (12) zur Aufnahme einer Schraubverbindung dient, mittels welcher der Lagerträger (11) an der Brennkraftmaschine befestigt ist, wobei die Schraubverbindung gleichzeitig dazu ausgebildet ist, den Innenring (20) des Exzenterlagers (16) rotativ festzusetzen.
  5. Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung eine Bundschraube (26) umfasst, die in eine Gewindebohrung (27) der Brennkraftmaschine eindrehbar ist, wobei der Innenring (20) des Exzenterlagers (16) zwischen dem Schraubenbund (28) und dem Lagerträger (11) axial eingespannt ist.
  6. Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswellen (1, 2) als Tunnelwellen ausgebildet sind, die jeweils in Richtung ihrer Rotationsachse in eine Lagergasse der Brennkraftmaschine einführbar sind, wobei das eine Antriebsrad (6), das Exzenterlager (16), das Stirnradgetriebe (8), der Lagerträger (11), die zugehörige Ausgleichswelle (1) und das wellenseitige Wälzlager (14) eine an die Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit mit dem auf dem Ringdorn (12) rotativ festgesetzten Innenring (20) des Exzenterlagers (16) bilden.
  7. Verfahren zur Montage einer Baueinheit eines Massenausgleichsgetriebes nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Einstellen des Zahnflankenspiels zwischen den Stirnrädern (6, 7) durch Verdrehen des Innenrings (20) des Exzenterlagers (16) in eine Position derart, dass das Zahnflankenspiel innerhalb eines Sollbereichs liegt, - Halten des Innenrings (20) des Exzenterlagers (16) in dieser Position und - Herstellen eines den Innenring (20) des Exzenterlagers (16) auf dem Ringdorn (12) rotativ festsetzenden Pressverbands durch plastisches Aufspreizen des Ringdorns (12).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Ringdorn (12) zur Aufnahme einer Schraubverbindung dient, mittels welcher der Lagerträger (11) an der Brennkraftmaschine befestigbar ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Einführen der Baueinheit in die Brennkraftmaschine und - Festdrehen der Schraubverbindung derart, dass der Innenring (20) des Exzenterlagers (16) mittels axialen Verspannens gegen den Lagerträger (11) rotativ festgesetzt ist.
DE102010046156.3A 2009-10-08 2010-09-21 Massenausgleichsgetriebe und Verfahren zu dessen Montage Active DE102010046156B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24966209P 2009-10-08 2009-10-08
US61/249,662 2009-10-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010046156A1 DE102010046156A1 (de) 2011-04-28
DE102010046156B4 true DE102010046156B4 (de) 2022-01-05

Family

ID=43796982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010046156.3A Active DE102010046156B4 (de) 2009-10-08 2010-09-21 Massenausgleichsgetriebe und Verfahren zu dessen Montage

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8555848B2 (de)
DE (1) DE102010046156B4 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT53901B (de) 1908-10-31 1912-06-10 Ludwig Ruszbacher Taschenfeuerzeug mit pyrophorem Zündkörper.
ATE53901T1 (de) 1986-02-22 1990-06-15 Triumph Designs Limited Vorrichtung zur ausbalancierung von motoren mit innerer verbrennung.
US5657728A (en) 1995-08-07 1997-08-19 Ford Motor Company Planar crankshaft balance system
DE19624074A1 (de) 1996-06-17 1997-12-18 Bayerische Motoren Werke Ag Zahnradgetriebe mit exzentrisch gelagerter Welle, beispielsweise für den Ausgleichswellen-Antrieb einer Brennkraftmaschine
DE19807180A1 (de) 1998-02-20 1999-08-26 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zum Massenausgleich an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
EP1775484A2 (de) 2005-10-13 2007-04-18 Schaeffler KG Radiallagerung

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2280384A (en) * 1939-06-05 1942-04-21 Gen Motors Corp Engine balancing
FR1122102A (fr) * 1954-02-13 1956-09-03 Daimler Benz Ag Dispositif pour l'équilibrage de masses, en particulier de masses du second degré, sur des vilebrequins
US3110195A (en) * 1961-12-27 1963-11-12 Gen Motors Corp Countershaft driving system for internal combustion engine and the like
US3109417A (en) * 1962-01-09 1963-11-05 Gen Motors Corp Engine timing and balancing mechanism
US3960419A (en) * 1974-03-29 1976-06-01 Thomas Scott Brawley Bearing component
DE2935384A1 (de) * 1979-09-01 1981-03-19 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Brennkraftmaschine mit einem massenausgleich zweiter ordnung
GB8324103D0 (en) * 1983-09-08 1983-10-12 Mitchell S W Balancing system
DE3942847A1 (de) * 1989-03-23 1991-06-27 Hoesch Ag Mittenfreie rollendrehverbindung
DE4206899C1 (en) * 1992-03-05 1992-12-17 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De Four-cylinder piston IC engine - has intermediate gear, meshing with one on crankshaft, mounted laterally below crankshaft
JP3712865B2 (ja) * 1998-08-12 2005-11-02 本田技研工業株式会社 往復ピストンエンジンのつり合い装置
US6286474B1 (en) * 2000-01-12 2001-09-11 Saturn Corporation Engine balancer
US6981543B2 (en) * 2001-09-20 2006-01-03 Intel Corporation Modular capillary pumped loop cooling system
US6988479B2 (en) * 2002-04-23 2006-01-24 Cloyes Gear And Products, Inc. Integrated drive sprocket and gear for balance shaft
US7265080B2 (en) * 2002-06-12 2007-09-04 Nsk Ltd. Rolling bearing, rolling bearing for fuel cell, compressor for fuel cell system and fuel cell system
AT6297U1 (de) * 2002-06-27 2003-07-25 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit zumindest einem zylinder
US7896557B2 (en) * 2005-03-14 2011-03-01 Ntn Corporation Needle roller bearing
JP4753038B2 (ja) * 2006-08-11 2011-08-17 スズキ株式会社 エンジンのバランサ装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT53901B (de) 1908-10-31 1912-06-10 Ludwig Ruszbacher Taschenfeuerzeug mit pyrophorem Zündkörper.
ATE53901T1 (de) 1986-02-22 1990-06-15 Triumph Designs Limited Vorrichtung zur ausbalancierung von motoren mit innerer verbrennung.
US5657728A (en) 1995-08-07 1997-08-19 Ford Motor Company Planar crankshaft balance system
DE19624074A1 (de) 1996-06-17 1997-12-18 Bayerische Motoren Werke Ag Zahnradgetriebe mit exzentrisch gelagerter Welle, beispielsweise für den Ausgleichswellen-Antrieb einer Brennkraftmaschine
DE19807180A1 (de) 1998-02-20 1999-08-26 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zum Massenausgleich an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
EP1775484A2 (de) 2005-10-13 2007-04-18 Schaeffler KG Radiallagerung

Also Published As

Publication number Publication date
US20110083632A1 (en) 2011-04-14
DE102010046156A1 (de) 2011-04-28
US8555848B2 (en) 2013-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004038681B4 (de) Elektromotorischer Nockenwellenversteller
EP1718846A1 (de) Elektrischer nockenwellenversteller
DE3044565A1 (de) Montagevorrichtung fuer ein dem anschluss von zubehoereinrichtungen dienendes getriebe am motorblock eines verbrennungsmotors
DE202012009415U1 (de) Industriegetriebe
DE102008021682A1 (de) Verfahren zur Montage einer Baueinheit
DE102010054904A1 (de) Lagerkartusche für einen Turbolader
DE102010019130B4 (de) Zylinderkopf
EP1915553B1 (de) Adapter, planetengetriebe, antrieb und verfahren
WO2001029447A1 (de) Ausgleichswelleneinheit für hubkolbenmaschinen
DE10054798B4 (de) Elektrisch angetriebene Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Welle gegenüber ihrem Antrieb
DE102008036223A1 (de) Lageranordnung und Verfahren zur Montage einer montagefertigen Lagereinheit darin
DE102008063315B4 (de) Massenausgleichseinheit
DE102018115429B4 (de) Unwuchtwelle
DE10235280A1 (de) Planetengetriebe
DE102007062363A1 (de) Schaltgetriebe
DE102019121079B3 (de) Kompakte Getriebeanordnung mit Stufenplanetensatz und Stirnraddifferential
DE69936522T3 (de) Steifer kurbelwellenhalter und betätigungsvorrichtung
DE102010046156B4 (de) Massenausgleichsgetriebe und Verfahren zu dessen Montage
EP3483478B1 (de) Rädertrieb
DE102011017337B4 (de) Verbrennungsmotor
WO2015067263A1 (de) Stützanordnung für ein leichtbaudifferential
DE102007035777B4 (de) Adapter, Planetengetriebe, Antrieb und Verfahren
AT524689B1 (de) Achse
DE102005020530A1 (de) Verbindungsanordnung zwischen einer Laufrolle und einer Spannvorrichtung
EP2379909B1 (de) Torsionsschwingungsdämpfer mit einer primärseite und verfahren zum herstellen einer primärmasse eines torsionsschwingungsdämpfers

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120827

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120827

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140214

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140214

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20150407

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final