DE102018105187A1

DE102018105187A1 - Massenausgleichsgetriebe

Info

Publication number: DE102018105187A1
Application number: DE102018105187.5A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Koch; Stefan Dorn
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Massenausgleichsgetriebe, mit einem Getriebegehäuse (10) und einer darin gelagerten Ausgleichswelle (1), die eine Welle (3) mit einem Lagerzapfen (7) und ein darauf angeordnetes Nadellager (4) zur Radiallagerung der Welle im Getriebegehäuse umfasst. Die Axiallagerung der Welle im Getriebegehäuse soll lediglich durch das Nadellager erfolgen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Massenausgleichsgetriebe, mit einem Getriebegehäuse und einer darin gelagerten Ausgleichswelle, die eine Welle mit einem Lagerzapfen und ein auf dem Lagerzapfen angeordnetes Nadellager zur Radiallagerung der Welle im Getriebegehäuse umfasst.
Massenausgleichsgetriebe dienen bekanntlich dazu, die freien Massenkräfte und/oder -momente einer Hubkolben-Brennkraftmaschine zu kompensieren. Eine nadelgelagerte Welle mit radial zurückspringenden Lagerzapfen ist aus der Motortechnischen Zeitschrift MTZ 06/2008, S. 518-524 bekannt. Die Radiallagerung der Welle erfolgt mittels Nadellagern an zwei derartigen Lagerzapfen und am antriebseitigen Endabschnitt mittels eine Gleitlagers, das auch die Axiallagerung der Welle übernimmt. Diese Lageranordnung kann dahingehend nachteilig sein, dass sie mit drei Radiallagern statisch überbestimmt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Massenausgleichsgetriebe anzugeben, dessen Ausgleichswelle eine konstruktiv verbesserte Lagerung hat.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Axiallagerung der Welle im Getriebegehäuse lediglich durch das Nadellager erfolgt. Bei dieser Axial-Radial-Lagerstelle dient das Nadellager nicht nur als Radiallager, sondern auch als Axiallager der Welle, so dass mit einer zum Nadellager separaten Axiallagerstelle die statische Überbestimmtheit der Lageranordnung bei entsprechenden Bauraum- und/oder Bauteilkostenvorteilen entfällt.
Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ausgleichswelle für ein Massenausgleichsgetriebe einer Brennkraftmaschine dargestellt ist. Es zeigen:

1 die Ausgleichswelle in perspektivischer Darstellung mit montierten Nadellagern;
2 die Welle gemäß 1 in perspektivischer Darstellung;
3 die Axial-Radial-Lagerstelle der Ausgleichswelle gemäß 1 als Einzelheit im Längsschnitt;
4 das Axial-Radiallager gemäß 3 als isoliertes Einzelteil.

Die Figuren zeigen eine Ausgleichswelle 1 für ein Massenausgleichsgetriebe, das zum Ausgleich der freien Massenkräfte und -momente zweiter Ordnung einer Brennkraftmaschine in Vierzylinder-Reihenbauweise dient. Der Antrieb der Ausgleichswelle erfolgt mittels eines - in der Darstellung noch nicht montierten - Ketten- oder Zahnrads am antriebseitigen Endabschnitt 2.
Die Ausgleichswelle 1 umfasst die in 2 als Einzelteil dargestellte Welle 3 und zwei als Nadellager 4 und 5 ausgebildete Radiallager, deren Nadeln 6 auf zugehörigen Lagerzapfen 7 und 8 der Welle 3 unmittelbar abwälzen. Die Außenlaufbahnen der Nadeln 6 sind jeweils durch einen Außenring 9 gebildet, der in einem Getriebegehäuse 10 der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die axiale Positionierung des Außenrings 9 in der Lagerbohrung 11 des Getriebegehäuses 10 erfolgt mittels eines sich radial auswärts erstreckenden Bunds 12, mit dem der Außenring 9 stirnseitig am Getriebegehäuse 10 anschlägt. Jeder Lagerzapfen 7, 8 springt gegenüber Axialschultern 13 der daran angrenzenden Wellenabschnitte 14, 15 und 16 radial teilumfänglich zurück. Der Teilumfang beträgt etwa 200° und verläuft seitens der Unwucht spiegelsymmetrisch zur Unwuchtebene, die durch die Drehachse 17 der Welle 3 und ihren dazu exzentrischen Massenschwerpunkt aufgespannt wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel dient der in den Figuren linke Lagerzapfen 7 sowohl als Radiallager als auch als Axiallager. Dies sei nachfolgend anhand 3, die die Axial-Radial-Lagerstelle der Ausgleichswelle 1 vergrößert zeigt, näher erläutert. Die Axialschultern 13 fassen die in einem Käfig 18 geführten Nadeln 6 mit Axialspiel ein, wobei die Stirnseiten der Nadeln 6 infolge Axialschubs der Welle 3 gegen deren Axialschultern 13 anlaufen. Der Außenring 9 ist mit Axialschultern 19 versehen, die ebenfalls in beide Axialrichtungen als Anlaufflächen für die Stirnseiten der Nadeln 6 dienen. Damit ist die Welle 3 über den axialen Kraftfluss Axialschultern 13 der Wellenabschnitte 14 und 15 - Nadeln 6 - Axialschultern 19 des Außenrings 9 mit vorgegebenem Axialspiel im Getriebegehäuse 10 gelagert.
Die in den 3 und 4 linke Axialschulter 19 des Außenrings 9 ist zwecks Montage der kombinierten Axial-Radial-Lagerstelle durch einen Stützring 20 gebildet, der mit dem Außenring 9 an einer Position gefügt ist, in der der Stützring 20 axial mit dem Bund 12 des Außenrings 9 überlappt. Bei der Montage wird zunächst der Nadelkranz mit dem umfänglich geschlitzten Käfig 18 auf den Lagerzapfen 7 gesetzt, und daraufhin wird der Außenring 9 axial auf den Nadelkranz aufgeschoben. Anschließend wird der Stützring 20 in den Außenring 9 eingepresst. 4 zeigt das auf diese Weise fertig montierte Axial-Radiallager als isoliertes Einzelteil.
Die radiale Lagerung der Welle 3 erfolgt lediglich über die Nadellager 4 und 5 auf den beiden Lagerzapfen 7 und 8, und die Axiallagerung der Welle 3 erfolgt lediglich über das Nadellager 4. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die durch das Nadellager 4 gebildete Axial-Radial-Lagerstelle 21 über die beiden Wellenabschnitte 15, 16 und den Lagerzapfen 8 mit dem antriebseitigen Endabschnitt 2 verbunden. Alternativ kann der in 1 rechte Lagerzapfen 8 die Axial-Radial-Lagerstelle bilden, die dann nur über den Wellenabschnitt 16 mit dem antriebseitigen Endabschnitt 2 verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Ausgleichswelle
2: antriebseitiger Endabschnitt
3: Welle
4: Nadellager
5: Nadellager
6: Nadel
7: Lagerzapfen
8: Lagerzapfen
9: Außenring
10: Getriebegehäuse
11: Lagebohrung
12: Bund
13: Axialschulter eines Wellenabschnitts
14: Wellenabschnitt
15: Wellenabschnitt
16: Wellenabschnitt
17: Drehachse
18: Käfig
19: Axialschulter des Außenrings
20: Stützring
21: Axial-Radial-Lagerstelle

Claims

Massenausgleichsgetriebe, mit einem Getriebegehäuse (10) und einer darin gelagerten Ausgleichswelle (1), die eine Welle (3) mit einem Lagerzapfen (7) und ein auf dem Lagerzapfen (7) angeordnetes Nadellager (4) zur Radiallagerung der Welle (3) im Getriebegehäuse (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallagerung der Welle (3) im Getriebegehäuse (10) lediglich durch das Nadellager (4) erfolgt.
Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) einen antriebseitigen Endabschnitt (2) hat, der mit dem Lagerzapfen (7) durch einen Unwucht erzeugenden Wellenabschnitt (15, 16) verbunden ist.
Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (7) teil- oder vollumfänglich gegenüber Axialschultern (13) von an den Lagerzapfen (7) angrenzenden Wellenabschnitten (14, 15) radial zurückspringt und dass das Nadellager (4) einen die Außenlaufbahn der Nadeln (6) bildenden Außenring (9) hat, der im Getriebegehäuse (10) befestigt und mit Axialschultern (19) versehen ist, wobei die Nadeln (6) sowohl an den Axialschultern (13) der Wellenabschnitte (14, 15) als auch an den Axialschultern (19) des Außenrings (9) in beide Axialrichtungen abgestützt sind.
Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (6) jeweils unmittelbar an den Axialschultern (13) der Wellenabschnitte (14, 15) und an den Axialschultern (19) des Außenrings (9) axial anlaufen.
Massenausgleichsgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Axialschultern (19) des Außenrings (9) durch einen mit dem Außenring (9) gefügten Stützring (20) gebildet ist.