DE102013111435A1 - Auswuchtung einer Kurbelwelle mit Pendeltilger - Google Patents

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Jeffrey Eliot Chottiner
Rick L. Williams
John Edward Brevick
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Abstract

Ein Verfahren zum Auswuchten einer Kurbelwelle weist ein Verbinden eines Torsionstilgungspendels mit einer Wange der Kurbelwelle auf, welche mit einem Kurbelzapfen gekoppelt ist. Da das Pendel, das mit der Wange verbunden ist, eine Masse aufweist, die nicht ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten, wird eine Erleichterungsbohrung durch eine Halbierungsebene der Wange gebildet. Beim Bilden der Erleichterungsbohrung wird genügend Material aus der Wange entfernt, so dass die Masse des Pendels ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Anmeldung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und insbesondere das Auswuchten einer Kurbelwelle mit Pendeltilger eines Kraftfahrzeugmotors.
  • HINTERGRUND UND KURZDARSTELLUNG
  • In einem Verbrennungsmotor kann eine Kurbelwelle verwendet werden, um die Hubbewegung der Kolben in Drehbewegung umzuwandeln. Die Kurbelwelle kann, von ihrer Drehachse versetzt, mehrere Kurbelzapfen aufweisen. Jeder Kurbelzapfen ist durch ein Lager mit einer Kolbenstange gekoppelt, welche mit einem entsprechenden Kolben verbunden ist. Die Kurbelwelle selbst wird durch zwei oder mehr Hauptlager getragen, in welchen sie sich dreht.
  • Um übermäßige Schwingung während des Drehens zu verhindern, muss die Kurbelwelle genau ausgewuchtet sein. Zu diesem Zweck kann die Kurbelwelle eine Reihe von Gegengewichten aufweisen, welche die Masse jedes Kurbelzapfens sowie des zugehörigen Kolbens, der zugehörigen Kolbenstange und des mitgenommenen Schmiermittels ausgleichen. Bei einem herkömmlichen Ansatz kann die Kurbelwelle mit anfänglich überdimensionierten Gegengewichten konstruiert sein. Dann können in einem anschließenden Auswuchtschritt Erleichterungsbohrungen in die Gegengewichte gebohrt werden, um Masse zu entfernen und die Kurbelwelle dadurch ins Gleichgewicht zu bringen. Bei diesem Ansatz können die Erleichterungsbohrungen ohne negative Auswirkung auf den Betrieb der Kurbelwelle praktisch überall auf dem Gegengewicht angeordnet werden.
  • Der zuvor kurz zusammengefasste Ansatz kann zwar übermäßige Schwingung einer Kurbelwelle senkrecht auf ihre Drehachse verhindern, beseitigt aber nicht die Torsionsschwingung, die um die Drehachse auftreten kann. Genauer gesagt überträgt jede Kolbenstange während des Arbeitshubs des zugehörigen Kolbens einen Torsionsimpuls auf ihren befestigten Kurbelzapfen. Bei jedem empfangenen Torsionsimpuls verdreht sich die Kurbelwelle leicht um ihre Drehachse, und verdreht sich dann nach dem Arbeitshub wieder zurück. Auf diese Weise können periodische Torsionsimpulse von jeder der Kolbenstangen eine komplexe Torsionsschwingung in der Kurbelwelle verursachen. Je nach den Bedingungen kann solch eine Schwingung mit einer Ordnung von Eigenresonanzfrequenz der Kurbelwelle zusammenfallen. Wenn dies geschieht, kann die Schwingung in der Amplitude derart zunehmen, dass die Kurbelwelle unelastisch verformt und ein Materialversagen verursacht wird.
  • Es können bestimmte Kurbelwellenkomponenten verwendet werden, um Torsionsschwingung zu unterdrücken und dadurch die Kurbelwelle vor einem Materialversagen zu schützen – zum Beispiel Schwungräder und Torsionsdämpfer. Ein anderer Ansatz besteht darin, einen oder mehrere sogenannte „Pendeltilger“ auf der Kurbelwelle zu installieren. Ein Pendeltilger ist eine Masse, die in einem vorbestimmten Abstand von der Drehachse der Kurbelwelle nicht starr mit der Kurbelwelle verbunden ist. Wenn die Kurbelwelle einen Torsionsimpuls an einem Kurbelzapfen empfängt, wird dieser Impuls durch Beschleunigung der Masse des Pendeltilgers in die Richtung des Impulses teilweise getilgt. Gleichermaßen wird, wenn die Kurbelwelle nach dem Impuls ausschwingt, dem Ausschwingen durch die Trägheit der Masse, die beschleunigt wurde, entgegengewirkt. Um Eigenschwingungsmoden einer Kurbelwelle zu unterdrücken, kann ein Pendeltilger durch Einstellen seiner Masse M und des Abstands L zwischen seinem Massenschwerpunkt und der Drehachse der Kurbelwelle „abgestimmt“ werden.
  • Bei einigen Kurbelwellen können Pendeltilger einige oder alle der herkömmlichen Gegengewichte ersetzen und sowohl Auswuchtung als auch Torsionsschwingungstilgung bereitstellen. Bei dieser Konfiguration ist es jedoch nicht möglich, den herkömmlichen Auswuchtansatz zu verwenden – d. h. den Pendeltilger zu überdimensionieren und dann eine entsprechend bemessene Erleichterungsbohrung darin zu bohren, um die Masse zu verringern. Der Grund dafür ist, dass die Masse M des Pendeltilgers die Ordnung beeinflusst, auf welche er für eine gegebene Drehgeschwindigkeit und die Zündfolge der Zylinder abgestimmt ist.
  • Demgemäß stellt eine Ausführungsform dieser Offenbarung ein völlig anderes Verfahren zum Auswuchten einer Kurbelwelle bereit. Das Verfahren weist ein Verbinden eines Torsionstilgungspendels mit einer Wange der Kurbelwelle auf, welche mit einem Kurbelzapfen gekoppelt ist. Das mit der Wange verbundene Pendel weist eine Masse auf, die nicht ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten. Es wird dann eine Erleichterungsbohrung durch eine Halbierungsebene der Wange gebildet. Beim Bilden der Erleichterungsbohrung wird genügend Material aus der Wange entfernt, so dass die Masse des Pendels ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten. In diesem beispielhaften Verfahren weist die Halbierungsebene sowohl eine Drehachse des Kurbelzapfens als auch eine Drehachse der Kurbelwelle auf. Indem in die Wange statt in das Pendel gebohrt wird, bleiben die gewünschten Torsionsschwingungstilgungseigenschaften des Pendels durch den Auswuchtvorgang unverändert. Außerdem bewahrt die Anordnung der Erleichterungsbohrung innerhalb der Halbierungsebene der Wange die strukturelle Integrität der Kurbelwelle.
  • Die vorstehende Kurzdarstellung dient zur Einführung eines ausgewählten Teils dieser Offenbarung in vereinfachter Form und nicht zur Identifizierung von Haupt- oder wesentlichen Merkmalen. Der beanspruchte Gegenstand, der durch die Ansprüche definiert wird, ist weder auf den Inhalt dieser Kurzdarstellung noch auf Implementierungen beschränkt, welche die hierin aufgeführten Probleme oder Nachteile behandeln.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt Aspekte eines beispielhaften Kraftfahrzeugmotors gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung schematisch dar.
  • 2 stellt Aspekte einer beispielhaften Kurbelwelle gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
  • 3 stellt eine Erleichterungsbohrung, die sich in eine Kurbelwellenwange erstreckt, gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung im Querschnitt dar.
  • 4 stellt eine Vorderansicht einer Kurbelwelle gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
  • 5 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum Auswuchten einer Kurbelwelle gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 stellt Aspekte eines beispielhaften Motors 10 eines Kraftfahrzeugs schematisch dar. Der Motor weist mehrere Hubkolben 12 auf. Obwohl drei Kolben in 1 dargestellt sind, kann diese Offenbarung auch auf Motoren mit mehr oder weniger Kolben angewendet werden. Jeder Kolben ist drehbar mit einem Ende einer entsprechenden Kolbenstange 14 gekoppelt. Das andere Ende jeder Kolbenstange ist durch ein Kolbenstangenlager 18 drehbar mit einer Kurbelwelle 16 gekoppelt. Genauer gesagt ist ein zylindrischer Kurbelwellenlagerzapfen – im Folgenden Kurbelzapfen 20 – drehbar innerhalb jedes Kolbenstangenlagers gekoppelt. Jeder Kurbelzapfen ist zwischen einem Paar von Wangen 22 angeordnet und mit denselben gekoppelt. In der Ausführungsform von 1 sind benachbarte Wangenpaare durch mehrere Hauptlagerzapfen 24 verbunden. Die Hauptlagerzapfen sind drehbar innerhalb einer entsprechenden Mehrzahl von Hauptlagern 26 gekoppelt.
  • Die Kurbelwelle 16 weist mehrere Pendeltilger – im Folgenden Pendel 28 – auf, welche Torsionsschwingungstilgung für die Kurbelwelle bereitstellen. Jedes Pendel kann eine vorbestimmte Masse aufweisen; es kann in einem vorbestimmten Abstand von der Drehachse der Kurbelwelle so angeschlossen sein, dass es Torsionsschwingung einer vorbestimmten Ordnung in der drehenden Kurbelwelle tilgt. Genauer gesagt können die Masse M jedes Pendels und der Abstand L zwischen dem Massenschwerpunkt des Pendels und der Drehachse S der Kurbelwelle angepasst werden, um Schwingungstilgung in einer beliebigen Ordnung bereitzustellen – z. B. eine Torsionsverformung der Kurbelwelle ganzzahliger oder halbzahliger Ordnung.
  • 2 stellt eine detailliertere Ansicht der Kurbelwelle 16 in einer Ausführungsform dar. Hierbei ist jedes Torsionsschwingungstilgungspendel 28 ein bifilares Pendel. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Pendel 28A, 28B, 28E und 28F jeweils mit einem Paar von gehärteten Drehzapfen 30 drehbar mit entsprechenden Wangen 22 verbunden. Die durch geeignete Rückhaltekomponentensätze (in den Zeichnungen nicht dargestellt) in Stellung gehaltenen Drehzapfen bewegen sich innerhalb locker sitzender Hülsen 32 an der befestigten Wange, wodurch sich das Pendel in Bezug auf die Wange in Richtungen senkrecht zur Drehachse der Kurbelwelle bewegen kann. Solch eine Bewegung ermöglicht es jedem Pendel, Torsionsschwingung in der Ordnung zu tilgen, auf die es abgestimmt ist. Eine eingehendere Erörterung zu Pendeltilgern, einschließlich einer beispielhaften Struktur und eines beispielhaften Betriebs, wird in US-Patent Nummer 6,688,272 B2 bereitgestellt, das hiermit durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • Die Pendel 28 können im Motor 10 einem doppelten Zweck dienen. Zusätzlich dazu, dass sie Torsionsschwingungstilgung bereitstellen, können diese Pendel die Masse der Kurbelzapfen 20, Kolbenstangen 14, Kolben 12 und des mitgenommenen Schmiermittels ausgleichen. In der veranschaulichten Ausführungsform wird ein zusätzlicher Massenausgleich durch die Wangen 22C und 22D bereitgestellt, die keine Pendel aufweisen, aber gewichtsmäßig ausgeglichen sein können.
  • In dem hierin vorgestellten Ansatz sind ein oder mehr Pendel 28 möglicherweise nicht schwer genug, um die Masse der Kurbelzapfen, Kolbenstangen, Kolben und des mitgenommenen Schmiermittels auszugleichen. Daher wird Masse während des Auswuchtvorgangs von der befestigten Wange 22 – auf der gegenüberliegenden Seite der Drehachse der Kurbelwelle – entfernt. Genauer gesagt kann eine vorbestimmte (z. B. berechnete) Masse von Material durch Bohren, Fräsen oder eine beliebige andere Form der maschinellen Bearbeitung aus der Wange entfernt werden. Demgemäß stellt 2 eine Erleichterungsbohrung 34B in der Wange 22B und eine Erleichterungsbohrung 34F in der Wange 22F dar. Im Allgemeinen können jede Wange oder beliebige Wangen der Kurbelwelle eine Erleichterungsbohrung aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann eine bestimmte Wange zwei oder mehr Erleichterungsbohrungen von angemessener Größe und Position aufweisen, um die Kurbelwelle ins Gleichgewicht zu bringen.
  • Um die strukturelle Integrität der Kurbelwelle 16 zu bewahren, können die Erleichterungsbohrungen 34 nicht überall auf einer Wange gebildet werden, sondern nur an zulässigen Stellen. Eine zulässige Stelle ist zur Mitte der Wange hin – z. B. entlang der Halbierungsebene einer Wange. In dieser Offenbarung ist die Halbierungsebene die Ebene, die durch die Wange verläuft und sowohl die Drehachse C des befestigten Kurbelzapfens als auch die Drehachse S der Kurbelwelle enthält. In einer Ausführungsform kann die Erleichterungsbohrung entlang der Halbierungsebene liegen, wie in 3 dargestellt. In der Praxis kann die gewünschte radiale Position der Erleichterungsbohrung entlang der Halbierungsebene (d. h. den Abstand von der Drehachse S) unter Verwendung einer Kurbelwellenauswuchtmaschine des Standes der Technik durch geeignete Modellierung/Berechnung bestimmt werden. In den hierin in Betracht gezogenen Ausführungsformen kann mindestens eines der enthaltenen Pendel eine Masse aufweisen, die ausreicht, um die Kurbelwelle mit der Erleichterungsbohrung durch die befestigte Wange auszuwuchten, aber die nicht ausreicht, um die Kurbelwelle ohne die Erleichterungsbohrung auszuwuchten.
  • Idealerweise kann eine einzige Erleichterungsbohrung, die entlang einer Halbierungsebene einer Wange ausgebildet ist, eine geeignete Größe und Position aufweisen, um die Kurbelwelle auszuwuchten. Demnach kann eine Erleichterungsbohrung 34 in einer Position gebildet werden, die zur Materialentfernung in der Kurbelwelle berechnet wird, um die Kurbelwelle auszuwuchten. Infolge von Schwankungen bei der Kurbelwellenherstellung ist es jedoch möglich, dass die Position der Erleichterungsbohrung, die zum Erreichen der Kurbelwellenauswuchtung erforderlich ist, nicht genau entlang der Halbierungsebene der Wange liegt. Dennoch ist möglicherweise die Halbierungsebene der einzige Ort, an dem eine Erleichterungsbohrung gebildet werden kann, ohne die Kurbelwelle übermäßig zu schwächen. Um dieses Problem zu bewältigen, weisen einige Ausführungsformen Seitenauswuchtklötze auf, die an jeder Wange befestigt sind, in welcher eine Erleichterungsbohrung ausgebildet ist. Demgemäß weisen die Wangen 22A, 22B, 22E, und 22F von 2 Seitenauswuchtklötze 36 auf. In einer Ausführungsform können gleichwertige linke und rechte Auswuchtklötze auf gegenüberliegenden Seiten eines Endes des Kurbelzapfens 20 angeordnet sein. In einer Ausführungsform können die linken und rechten Auswuchtklötze die gleiche Größe, die gleiche Form und das gleiche Material aufweisen. In anderen Ausführungsformen können die linken und rechten Auswuchtklötze wenigstens etwas verschieden sein. In einigen Ausführungsformen können die linken und rechten Auswuchtklötze ein Material mit einer größeren Dichte als das Material aufweisen, aus dem der Rest der Wange gebildet ist.
  • In Ausführungsformen, in welchen Seitenauswuchtklötze 36 verwendet werden, können nach Bedarf zusätzliche Hilfsbohrungen darin ausgebildet sein, um die erforderliche (d. h. berechnete) Position der Erleichterungsbohrung 34 zur Mitte der Wange zu verlagern. Dieser Vorgang kann zum Beispiel ein Verlagern der berechneten Position näher zur Halbierungsebene mit sich bringen. Wenn daher die berechnete Position der Erleichterungsbohrung links von der Halbierungsebene ist, kann eine Hilfsbohrung im linken Auswuchtklotz gebildet werden, um die berechnete Position nach rechts zu verlagern und mit der Halbierungsebene auszurichten. Auf diese Weise stimmt die berechnete Position zur Materialentfernung in der Kurbelwelle schließlich mit einer Position überein, in welcher die Erleichterungsbohrung tatsächlich gebildet werden kann. Dieser Ansatz ist auch in 4 veranschaulicht, welche eine Vorderansicht der Kurbelwelle 16 bereitstellt. 4 stellt ferner die Halbierungsebene P der Wange da. Wie bereits erwähnt, weist die Halbierungsebene sowohl die Drehachse C des Kurbelzapfens als auch die Drehachse S der Kurbelwelle auf. Die Erleichterungsbohrung 34F liegt entlang der Halbierungsebene. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der linke Auswuchtklotz 36L zur linken Seite des Kurbelzapfens 20 angeordnet, und der rechte Auswuchtklotz 36R ist zur rechten Seite des Kurbelzapfens angeordnet.
  • Die Ausführungsform von 4 stellt zwei Bohrungen in der Wange 22F bereit: die Erleichterungsbohrung 34F, die entlang der Halbierungsebene P ausgebildet ist, und die Hilfsbohrung 38, die im linken Auswuchtklotz 36L ausgebildet ist, um die berechnete Position der Erleichterungsbohrung in Ausrichtung mit der Halbierungsebene zu verlagern. In anderen Ausführungsformen kann die Hilfsbohrung in der Position mit der Bezeichnung 36R im rechten Auswuchtklotz statt im linken Auswuchtklotz ausgebildet sein. In noch anderen Ausführungsformen können Hilfsbohrungen in den linken und rechten Auswuchtklötzen ausgebildet sein. Indem sowohl in die linken als auch rechten Auswuchtklötze der gleichen Wange gebohrt wird, kann die berechnete Position der Erleichterungsbohrung wirksam radial entlang der Halbierungsebene zur Mitte der Wange verlagert werden. Dieser Ansatz kann zum Beispiel verwendet werden, wenn die berechnete Position auf der Wange zu hoch ist.
  • Kein Aspekt der Zeichnungen sollte in einschränkendem Sinne ausgelegt werden, da auch zahlreiche andere Ausführungsformen in Erwägung gezogen werden. In einer Ausführungsform zum Beispiel kann ein Massenschwerpunkt jedes Auswuchtklotzes außerhalb einer Bahn liegen, die durch den Kurbelzapfen umschrieben wird, wenn sich die Kurbelwelle dreht. Außerdem können Hilfsbohrungen, die in den Auswuchtklötzen ausgebildet sind, jede gewünschte Orientierung und jede geeignete Länge aufweisen. Wenn genügend Material in der Wange vorhanden ist, können die Hilfsbohrungen in die Wange eindringen. In einigen Ausführungsformen können die Auswuchtklötze völlig weggelassen und Hilfsbohrungen für den gleichen zuvor beschriebenen Zweck direkt in die Wangen gebohrt werden.
  • Die zuvor beschriebenen Konfigurationen ermöglichen verschiedene Verfahren zum Auswuchten einer Kurbelwelle. Demgemäß werden nun einige solche Verfahren als Beispiel weiterhin unter Bezugnahme auf die vorstehenden Konfigurationen beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die hierin beschriebenen Verfahren und andere innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung auch durch andere Konfigurationen ermöglicht werden können.
  • 5 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 40 zum Auswuchten einer Kurbelwelle. Bei 42 des Verfahrens 40 werden die verschiedenen Komponenten der Kurbelwelle gebildet. Eine Kurbelwelle, die auf dieses Verfahren anwendbar ist, kann durch Gießen und/oder Schmieden und anschließender maschineller Bearbeitung gebildet werden. In einigen Ausführungsformen können Komponenten zu einer gegossenen und/oder geschmiedeten und maschinell bearbeiteten Kurbelwelle – z. B. durch Verschraubung, Schweißen usw. – hinzugefügt werden. Wie bereits erwähnt, können ein oder mehr untergewichtige Torsionstilgungspendel durch jeden geeigneten Prozess gebildet werden, unter Vorwegnahme eines Auswuchtansatzes, in welchem Masse von anderen Abschnitten der Kurbelwelle abgezogen wird. Außerdem können linke und rechte Auswuchtklötze separat gebildet, zusammen mit der zugehörigen Wange gegossen, aus der Wange geschmiedet oder, in einigen Ausführungsformen, an die Wange geschraubt oder geschweißt werden. Bei 44 wird mindestens ein untergewichtiges Torsionstilgungspendel mit mindestens einer Wange der Kurbelwelle verbunden. Auf dieser Stufe des Auswuchtvorgangs kann das Pendel eine Masse aufweisen, die nicht ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten.
  • Bei 46 werden die Größe und die Position einer erforderlichen Erleichterungsbohrung berechnet, die in der Wange gebildet werden soll. Die zu entfernende Masse sowie die radiale Position der Erleichterungsbohrung entlang der Halbierungsebene können unter Verwendung einer Kurbelwellenauswuchtmaschine des Standes der Technik bestimmt werden, wobei ferner ein beliebiger geeigneter Modellierungs-/Berechnungsansatz eingesetzt wird. In einer Ausführungsform kann die Erleichterungsbohrung mit mindestens fünf Millimetern Abstand von jeder Hinterschneidung des Kurbelzapfens oder Ölschmierbohrung ausgebildet sein, wie in 3 dargestellt.
  • Bei 48 wird bestimmt, ob die berechnete Position geeignet ist. Eine berechnete Position ist zum Beispiel geeignet, wenn sie irgendwo auf der Wange an einer Stelle liegt, an der das Bohren die Integrität der Kurbelwelle nicht über ein zulässiges Limit hinaus beeinträchtigen würde. In einer Ausführungsform kann eine geeignete Position eine Position sein, die entlang einer Halbierungsebene P zur Mitte der Wange liegt. Wenn die berechnete Position geeignet ist, geht das Verfahren zu 52 weiter. Wenn die berechnete Position jedoch nicht geeignet ist, geht das Verfahren zu 50 weiter.
  • Bei 50 wird eine Hilfsbohrung im linken oder rechten Auswuchtklotz gebildet, um die berechnete Position zur Mitte der Wange zu stoßen. In einer Ausführungsform kann die Hilfsbohrung bewirken, dass die berechnete Position entlang der Halbierungsebene P liegt. In einer anderen Ausführungsform kann die Hilfsbohrung auf die Art und Weise einer geschlossenen Schleife mit iterativer Neuberechnung der Position der Erleichterungsbohrung gebildet und erweitert werden.
  • Bei 52 wird in der berechneten Position eine Erleichterungsbohrung in der Wange gebildet. In einer Ausführungsform kann die Erleichterungsbohrung entlang einer Halbierungsebene der Wange gebildet werden, wobei die Halbierungsebene eine Drehachse des Kurbelzapfens und eine Drehachse der Kurbelwelle aufweist, wie in 4 dargestellt. In einer Ausführungsform kann eine solche Bohrung genügend Material entfernen, so dass die Masse des Pendels ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten.
  • In den verschiedenen, hierin in Betracht gezogenen Ausführungsformen kann die Kurbelwelle optional zur Auswuchtmaschine zurückgebracht werden, um zu bestätigen, dass sie innerhalb zulässiger Grenzen ausgewuchtet ist. Wenn die Kurbelwelle nicht ausgewuchtet ist, kann das Verfahren 40 bei 46 wieder aufgenommen werden, wobei die Erleichterungs- und Hilfsbohrungen erweitert werden können, um Auswuchtung zu erreichen. Auf diese Weise können die verschiedenen Bohr- und Bewertungsvorgänge wiederholt werden wieder auf die Art und Weise einer geschlossenen Schleife, bis genügend Material aus der Wange entfernt ist, um die Kurbelwelle auszuwuchten.
  • Aspekte dieser Offenbarung sind als Beispiele unter Bezugnahme auf die veranschaulichten Ausführungsformen dargelegt, die zuvor beschrieben wurden. Komponenten, Prozessschritte und andere Elemente, die in einer oder mehreren Ausführungsformen im Wesentlichen gleich sein können, werden koordiniert identifiziert und mit minimaler Wiederholung beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass sich auch die koordiniert identifizierten Elemente bis zu einem gewissen Grad unterscheiden können. Es versteht sich ferner von selbst, dass die in dieser Offenbarung enthaltenen Zeichenfiguren schematisch und im Allgemeinen nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr können die verschiedenen Zeichnungsmaßstäbe, Aspektverhältnisse und Anzahlen der in den Figuren dargestellten Komponenten bewusst verzerrt sein, um bestimmte Merkmale oder Beziehungen deutlicher zu machen.
  • In den hierin veranschaulichten und/oder beschriebenen Verfahren können einige der angegebenen Schritte weggelassen werden, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Gleichermaßen ist die angegebene Reihenfolge der Prozessschritte nicht immer erforderlich, um die beabsichtigten Ergebnisse zu erzielen, sondern zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Eine/r oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Funktionen oder Vorgänge können je nach der konkreten Strategie, die verwendet wird, wiederholt ausgeführt werden.
  • Es versteht sich von selbst, dass die hierin zuvor beschriebenen Gegenstände, Systeme und Verfahren Ausführungsformen dieser Offenbarung – nichteinschränkende Beispiele – sind, für welche auch zahlreiche Änderungen und Erweiterungen in Erwägung gezogen werden. Diese Offenbarung umfasst außerdem alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Teilkombinationen der zuvor erwähnten Gegenstände, Systeme und Verfahren sowie sämtliche Äquivalente davon.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6688272 B2 [0016]

Claims (20)

  1. Verfahren zum Auswuchten einer Kurbelwelle, aufweisend: Verbinden eines Torsionstilgungspendels mit einer Wange der Kurbelwelle, wobei die Wange mit einem Kurbelzapfen gekoppelt ist, und das Pendel eine Masse aufweist, die nicht ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten; und Bohren durch eine Halbierungsebene der Wange, um genügend Material zu entfernen, so dass die Masse des Pendels ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten, wobei die Halbierungsebene eine Drehachse des Kurbelzapfens und eine Drehachse der Kurbelwelle aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bohren durch die Halbierungsebene ein Bilden einer Erleichterungsbohrung an einer berechneten Position zur Materialentfernung in der Kurbelwelle aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bohren durch die Halbierungsebene aufweist: Bilden einer Hilfsbohrung in der Wange, um eine berechnete Position zur Materialentfernung in der Kurbelwelle zu einer Mitte der Wange zu verlagern; und Bilden einer Erleichterungsbohrung in der berechneten Position.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wange auf gegenüberliegenden Seiten eines Endes des Kurbelzapfens einen linken Auswuchtklotz und einen rechten Auswuchtklotz aufweist, und wobei das Bohren durch die Halbierungsebene aufweist: Bilden einer Hilfsbohrung im linken oder rechten Auswuchtklotz, um eine berechnete Position zur Materialentfernung in der Kurbelwelle zu einer Mitte der Wange zu verlagern; und Bilden einer Erleichterungsbohrung in der berechneten Position.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, ferner aufweisend ein Gießen der linken und rechten Auswuchtklötze zusammen mit der Wange.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, ferner aufweisend ein Schmieden der linken und rechten Auswuchtklötze aus der Wange.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, ferner aufweisend ein Anbolzen der linken und rechten Auswuchtklötze an die Wange.
  8. Kurbelwelle, aufweisend: eine Wange, die mit einem Kurbelzapfen gekoppelt ist, wobei die Wange eine Erleichterungsbohrung durch ihre Halbierungsebene aufweist, wobei die Halbierungsebene eine Drehachse des Kurbelzapfens und eine Drehachse der Kurbelwelle aufweist; und ein Torsionsschwingungstilgungspendel, das drehbar mit der Wange verbunden ist, wobei das Pendel eine Masse aufweist, die ausreicht, um die Kurbelwelle mit der Erleichterungsbohrung durch die Halbierungsebene auszugleichen, aber eine Masse aufweist, die nicht ausreicht, um die Kurbelwelle ohne die Erleichterungsbohrung durch die Halbierungsebene auszuwuchten.
  9. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei die Erleichterungsbohrung fünf Millimeter oder mehr von einer Hinterschneidung oder Ölschmierbohrung des Kurbelzapfens beabstandet ist.
  10. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei die Wange außerdem eine Hilfsbohrung aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie bewirkt, dass eine berechnete Position zur Materialentfernung in der Kurbelwelle entlang der Halbierungsebene liegt.
  11. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei die Wange auf gegenüberliegenden Seiten eines Endes des Kurbelzapfens einen linken Auswuchtklotz und einen rechten Auswuchtklotz aufweist, und wobei eine Hilfsbohrung im linken oder rechten Auswuchtklotz ausgebildet ist.
  12. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei ein Massenschwerpunkt jedes Auswuchtklotzes außerhalb einer Bahn liegt, die durch den Kurbelzapfen umschrieben wird.
  13. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei die linken und rechten Auswuchtklötze die gleiche Größe, die gleiche Form und das gleiche Material aufweisen.
  14. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei die linken und rechten Auswuchtklötze ein Material mit einer größeren Dichte als das Material aufweisen, aus welcher die Wange gebildet ist.
  15. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei das Pendel ein bifilares Pendel ist.
  16. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei das Pendel eine vorbestimmte Masse aufweist und in einem vorbestimmten Abstand von der Drehachse angeordnet ist, um Torsionsschwingung einer vorbestimmten Ordnung in der drehenden Kurbelwelle zu tilgen.
  17. Kurbelwelle nach Anspruch 8, wobei das Pendel eines von mehreren Torsionsschwingungstilgungspendeln ist, die drehbar mit einer entsprechenden Mehrzahl von Wangen verbunden sind, wobei jede Wange eine Erleichterungsbohrung durch ihre Halbierungsebene aufweist, und wobei jedes Pendel eine Masse aufweist, die ausreicht, um die Kurbelwelle nur mit einer Erleichterungsbohrung durch die Halbierungsebene der entsprechenden Wange auszuwuchten.
  18. Kurbelwelle nach Anspruch 8, ferner aufweisend eine oder mehrere gewichtsmäßig ausgeglichene Wangen, die kein Torsionsschwingungstilgungspendel aufweisen.
  19. Verfahren zum Auswuchten einer Kurbelwelle, aufweisend: Verbinden eines Torsionstilgungspendels mit einer Wange der Kurbelwelle, wobei die Wange mit einem Kurbelzapfen gekoppelt ist, und das Pendel eine Masse aufweist, die nicht ausreicht, um die Kurbelwelle auszuwuchten; Bohren durch eine Halbierungsebene der Wange, wobei die Halbierungsebene eine Drehachse des Kurbelzapfens und eine Drehachse der Kurbelwelle aufweist; Beurteilen der Auswuchtung während des Drehens der Kurbelwelle; und Wiederholden des Bohrens und des Beurteilens, bis genügend Material aus der Wange entfernt ist, um die Kurbelwelle auszuwuchten.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Wange auf gegenüberliegenden Seiten eines Endes des Kurbelzapfens einen linken Auswuchtklotz und einen rechten Auswuchtklotz aufweist, und wobei das Bohren durch die Halbierungsebene aufweist: Bilden einer Hilfsbohrung im linken oder rechten Auswuchtklotz, um eine berechnete Position zur Materialentfernung in der Kurbelwelle zu einer Mitte der Wange zu verlagern; und Bilden der Erleichterungsbohrung in der berechneten Position.
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