DE102018125225A1 - Method of assembling a mass balancer and mass balancer - Google Patents

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Abstract

Eine Massenausgleichvorrichtung (18) für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine hat wenigstens einen Lagerring (24), eine Ausgleichswelle (26) und eine Rotationsachse (28), wobei die Ausgleichswelle (26) zwei Endabschnitte (30) und wenigstens ein zwischen den Endabschnitten (30) vorgesehenes Massenausgleichsgewicht (32) aufweist, wobei der radial äußerste Punkt bei Rotation der Ausgleichswelle (26) um die Rotationsachse (28) einen Hüllkreis (42) definiert, wobei der Radius (44) des Hüllkreises (42) größer ist als der Innenradius (46) des Lagerrings (24). Ferner ist ein Verfahren zur Montage einer Massenausgleichvorrichtung (18) gezeigt.A mass balancing device (18) for a reciprocating piston internal combustion engine has at least one bearing ring (24), a balancing shaft (26) and an axis of rotation (28), the balancing shaft (26) having two end sections (30) and at least one between the end sections (30) has the intended mass balance weight (32), the radially outermost point when the balance shaft (26) rotates about the axis of rotation (28) defining an enveloping circle (42), the radius (44) of the enveloping circle (42) being larger than the inside radius (46 ) of the bearing ring (24). A method for assembling a mass balancing device (18) is also shown.

Description

Die Erfindung betrifft eine Massenausgleichvorrichtung für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung einer Massenausg leichvorrichtu ng.The invention relates to a mass balancing device for a reciprocating internal combustion engine and a method for producing a mass balancing device.

Im Stand der Technik sind vor allem Massenausgleichvorrichtungen für eine Brennkraftmaschine bekannt, die einstückig ausgefertigt ist.In the prior art, mass balancing devices for an internal combustion engine that are made in one piece are known in particular.

An der einstückigen Fertigung ist nachteilig, dass ein großer Materialeinsatz vonnöten ist, da insbesondere am Lager Unwuchtmassen auf beiden Seiten der Rotationsachse vorhanden sind, die sich gegenseitig kompensieren. Dementsprechend ist ein vergleichsweise hoher Materialaufwand notwendig, um eine vorbestimmte Unwucht zu realisieren.A disadvantage of the one-piece production is that a large amount of material is required, since there are unbalanced masses on both sides of the axis of rotation, which compensate for one another, in particular in the bearing. Accordingly, a comparatively high expenditure of material is necessary in order to implement a predetermined imbalance.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Massenausgleichvorrichtung bereitzustellen, die leicht ist sowie kostengünstig in der Herstellung.The object of the invention is to provide a mass balancing device that is light and inexpensive to manufacture.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Massenausgleichvorrichtung für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Lagerring, einer Ausgleichswelle und einer Rotationsachse, wobei die Ausgleichswelle zwei Endabschnitte und wenigstens ein zwischen den Endabschnitten vorgesehenes Massenausgleichsgewicht aufweist, wobei der radial äußerste Punkt bei einer Rotation der Ausgleichswelle um die Rotationsachse einen Hüllkreis definiert, wobei der Radius des Hüllkreises größer ist als der Innenradius des Lagerrings.The object is achieved by a mass balance device for a reciprocating piston internal combustion engine with at least one bearing ring, a balance shaft and a rotation axis, the balance shaft having two end sections and at least one mass balance weight provided between the end sections, the radially outermost point when the balance shaft rotates about the Axis of rotation defines an enveloping circle, the radius of the enveloping circle being greater than the inner radius of the bearing ring.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Ausgleichswelle und der Lagerring als separate Bauteile ausgeführt sind und festgestellt wurde, dass der Innenradius des Lagerrings kein Maximum für den Hüllkreis des Endabschnitts darstellt. Der Lagerring und die Ausgleichswelle sind durch Fügen, insbesondere Löten, Schweißen und/oder Kleben, oder mittels eines elastischen Bauteils, insbesondere eines elastischen Clips, an der Ausgleichswelle befestigt. Auch kann ein Lager, z.B. ein Punktlager zwischen Lagerring und Ausgleichswelle gebildet sein.The invention is based on the basic idea that the balancer shaft and the bearing ring are designed as separate components and it has been found that the inner radius of the bearing ring does not represent a maximum for the enveloping circle of the end section. The bearing ring and the balance shaft are attached to the balance shaft by joining, in particular soldering, welding and / or gluing, or by means of an elastic component, in particular an elastic clip. A warehouse, e.g. a point bearing between the bearing ring and balance shaft can be formed.

Die Ausgleichswelle kann somit aus einem Material, welches nicht wälzlagerfähig sein muss, kostengünstig hergestellt werden. Somit ist eine breite Werkstoffpalette geben, die sich nicht nur auf Stahl beschränkt. Aus Funktionssicht der Ausgleichswelle ist es anzustreben, einen Werkstoff mit einer möglichst hohen Dichte zu wählen.The balance shaft can thus be manufactured inexpensively from a material that does not have to be capable of being stored in roller bearings. This means that there is a wide range of materials that are not limited to steel. From the functional point of view of the balancer shaft, the aim should be to choose a material with the highest possible density.

Die separate Anfertigung der Ausgleichswelle und des Lagerringes ermöglicht, die gleiche Unwucht bei deutlich reduziertem Materialeinsatz zu realisieren, da nur wenig redundante Masse auf beiden Seiten der Rotationsachse angeordnet ist.The separate manufacture of the balancer shaft and the bearing ring enables the same imbalance to be achieved with significantly reduced material use, since there is only a little redundant mass on both sides of the axis of rotation.

Um die benötigte Steifigkeit zu erreichen, können, falls nötig, zum Beispiel auch Rippen, bevorzugt Längsrippen, am Massenausgleichgewicht angeordnet sein.In order to achieve the required rigidity, ribs, preferably longitudinal ribs, for example, can also be arranged on the mass balance weight if necessary.

Um die Lagerung in der Hubkolben-Brennkraftmaschine zu verbessern, können zwei Lagerringe vorgesehen sein.In order to improve the storage in the reciprocating piston internal combustion engine, two bearing rings can be provided.

Vorzugsweise weist die Ausgleichswelle wenigstens eine Vertiefung auf, die zumindest teilweise einen Lagerabschnitt bildet. Der Lagerabschnitt ist dazu ausgebildet, den Lagerring aufzunehmen. Die Vertiefung ermöglicht eine einfache Methode den Lagerring an der Ausgleichswelle zu fixieren.The balance shaft preferably has at least one depression which at least partially forms a bearing section. The bearing section is designed to receive the bearing ring. The deepening enables a simple method to fix the bearing ring to the balance shaft.

In einer Ausführungsform weist die Ausgleichswelle zwei Vertiefungen auf, die Lagerabschnitte bilden. Somit können zwei Lagerringe einfach an der Ausgleichswelle befestigt werden. Das Massenausgleichsgewicht ist dann beispielsweise größtenteils zwischen den Lagerabschnitten angeordnet.In one embodiment, the balance shaft has two depressions which form bearing sections. This means that two bearing rings can be easily attached to the balance shaft. The mass balance weight is then largely arranged, for example, between the bearing sections.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausgangswelle eine maximale Ausdehnung im Bereich zwischen dem Lager und dem nächstgelegen der Endabschnitte ausweisen, die kleiner ist als der Innenradius des Lagerrings. Diese maximale Ausdehnung kann der maximalen Ausdehnung der gesamten Ausgleichswelle entsprechen. Dies ermöglicht die Platzierung einer signifikanten Unwuchtmasse in den Endabschnitten der Ausgleichswelle, sodass die Massenausgleichvorrichtung kompakt und damit kostengünstig gebaut werden kann.According to one embodiment of the invention, the output shaft can have a maximum extent in the area between the bearing and the closest of the end sections, which is smaller than the inner radius of the bearing ring. This maximum expansion can correspond to the maximum expansion of the entire balancer shaft. This enables a significant unbalanced mass to be placed in the end sections of the balancing shaft, so that the mass balancing device can be built compactly and therefore cost-effectively.

In einer Ausführungsvariante weist die Massenausgleichvorrichtung einen Motorring auf, der den Lagerring umgibt, wobei zumindest ein Wälzkörper zwischen dem Lagerring und dem Motorring vorgesehen ist. Dadurch wird auf einfache Weise ein Lager zur Lagerung der Ausgleichswelle im Motor gebildet.In an embodiment variant, the mass balancing device has a motor ring which surrounds the bearing ring, at least one rolling element being provided between the bearing ring and the motor ring. As a result, a bearing for mounting the balance shaft in the engine is formed in a simple manner.

Die Massenausgleichvorrichtung kann durch einen Lagerring und einen Motorring, die zusammen ein Lager bilden, in der Hubkolben-Brennkraftmaschine gelagert sein. Dieses Lager kann zum Beispiel ein Gleitlager oder ein Wälzlager sein.The mass balancing device can be supported in the reciprocating piston internal combustion engine by a bearing ring and a motor ring, which together form a bearing. This bearing can be a plain bearing or a roller bearing, for example.

Vorzugsweise kann der Radius des Hüllkreises kleiner sein als der Innenradius des Motorrings. Dies ermöglicht ein einfaches Einbringen der Ausgleichswelle in die Hubkolben-Brennkraftmaschine.The radius of the enveloping circle can preferably be smaller than the inner radius of the motor ring. This enables the balancer shaft to be inserted easily into the reciprocating piston internal combustion engine.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Lagerring und/oder der Motorring aus einem Lagerstahl gefertigt, wodurch eine hohe Lebensdauer des Lagers erreicht wird.In one embodiment of the invention, the bearing ring and / or the motor ring is made of one Bearing steel is manufactured, whereby a long service life of the bearing is achieved.

Um die Herstellungskosten zu senken, kann die Ausgleichswelle einstückig gefertigt sein.In order to reduce the manufacturing costs, the balance shaft can be made in one piece.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Montage einer Massenausgleichvorrichtung für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, insbesondere einer erfindungsgemäßen Massenausgleichvorrichtung, mit einer Ausgleichswelle, zumindest einem Lagerring und einer Rotationsachse, mit den folgenden Schritten:

  1. a) Bereitstellen der Ausgleichswelle und des separaten Lagerrings,
  2. b) Einführen der Ausgleichswelle in den Lagerring bis zu einem ersten Versetzungspunkt,
  3. c) Versetzen des Lagerrings am ersten Versetzungspunkt in radialer Richtung bis der Mittelpunkt des Lagerrings einen ersten Versatz zur Rotationsachse hat,
  4. d) Bewegen des Lagerrings entlang der Ausgleichswelle bis zu einem zweiten Versetzungspunkt, und
  5. e) Versetzen des Lagerrings am zweiten Versetzungspunkt in radialer Richtung der Rotationsachse bis der Lagerring und die Rotationsachse konzentrisch sind.
The object of the invention is further achieved by a method for assembling a mass balancing device for a reciprocating piston internal combustion engine, in particular a mass balancing device according to the invention, with a balancing shaft, at least one bearing ring and a rotation axis, with the following steps:
  1. a) providing the balancer shaft and the separate bearing ring,
  2. b) inserting the balance shaft into the bearing ring up to a first point of displacement,
  3. c) moving the bearing ring at the first point of displacement in the radial direction until the center of the bearing ring has a first offset from the axis of rotation,
  4. d) moving the bearing ring along the balance shaft to a second point of displacement, and
  5. e) Offset the bearing ring at the second offset point in the radial direction of the axis of rotation until the bearing ring and the axis of rotation are concentric.

Vorzugsweise kann der Lagerring bis zum ersten Versetzungspunkt zumindest teilweise konzentrisch und/oder zumindest teilweise mit einem zweiten Versatz des Mittelpunkts des Lagerrings zur Rotationsachse der Massenausgleichvorrichtung bewegt werden. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise der Massenausgleichvorrichtung, da auch in den Endabschnitten Unwuchtmasse platziert werden kann.The bearing ring can preferably be moved at least partially concentrically to the first offset point and / or at least partially with a second offset of the center point of the bearing ring relative to the axis of rotation of the mass balancing device. This enables a compact design of the mass balancing device, since unbalanced mass can also be placed in the end sections.

Beispielsweise ist der erste Versatz größer als der zweite Versatz, wodurch eine große Unwucht erzeugt werden kann.For example, the first offset is larger than the second offset, which can create a large imbalance.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Lagerring im Bereich des ersten Versetzungspunkts gegenüber der Ausgleichswelle gekippt werden, um den ersten Versatz zu erreichen. Diese Maßnahme ermöglicht die maximale Gewichtseinsparung und damit einen minimalen Materialeinsatz.According to one embodiment of the invention, the bearing ring can be tilted in the region of the first offset point in relation to the balancer shaft in order to achieve the first offset. This measure enables the maximum weight saving and thus a minimal use of materials.

Vorzugsweise wird der Lagerring an der Ausgleichswelle durch Fügen, insbesondere durch Löten, Schweißen und/oder Kleben, mittels eines elastischen Bauteils, insbesondere eines elastischen Clips, und/oder mittels eines Lagers befestigt.The bearing ring is preferably fastened to the balance shaft by joining, in particular by soldering, welding and / or gluing, by means of an elastic component, in particular an elastic clip, and / or by means of a bearing.

In einer Ausführungsvariante ist die beschriebene Massenausgleichvorrichtung eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit dem beschriebenen Verfahren zur Montage der Massenausgleichvorrichtung montiert.In one embodiment variant, the mass balancing device described is a reciprocating piston internal combustion engine with the described method for assembling the mass balancing device.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 eine perspektivische Darstellung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei erfindungsgemäßen Massenausgleichvorrichtungen,
  • - 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Massenausgleichvorrichtung,
  • - 3 die Massenausgleichvorrichtung nach 2 im Querschnitt,
  • - 4 eine perspektivische Darstellung der Massenausgleichvorrichtung nach 2 im vollständig montierten Zustand,
  • - 5 bis 10 die erfindungsgemäße Massenausgleichvorrichtung nach 2 in Seitenansicht während verschiedenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage der Massenausgleichvorrichtung.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings. The drawings show:
  • - 1 2 shows a perspective illustration of a reciprocating piston internal combustion engine with two mass balancing devices according to the invention,
  • - 2nd 2 shows a perspective illustration of a mass balancing device according to the invention,
  • - 3rd the mass balancing device after 2nd in cross section,
  • - 4th a perspective view of the mass balancer 2nd in the fully assembled state,
  • - 5 to 10th the mass balancing device according to the invention 2nd in side view during various steps of the method according to the invention for assembling the mass balancing device.

1 zeigt eine Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 mit vier Hubkolben 12, die eine Kurbelwelle 14 antreiben. Über Zahnräder 16 werden zwei Massenausgleichvorrichtungen 18 angetrieben, die auftretende Massenmomente der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 ausgleichen. 1 shows a reciprocating piston internal combustion engine 10th with four reciprocating pistons 12th who have a crankshaft 14 drive. About gears 16 become two mass balancing devices 18th driven, the occurring mass moments of the reciprocating internal combustion engine 10th compensate.

Die Massenausgleichvorrichtungen 18 sind über Motorringe 20 in einem Gehäuse der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 gelagert.The mass balancing devices 18th are about motor rings 20th in a housing of the reciprocating piston internal combustion engine 10th stored.

Die Massenausgleichvorrichtungen 18 werden durch Öffnungen 22 in die Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 eingebracht. Das Einbringen ist durch Pfeile in 1 angedeutet.The mass balancing devices 18th are through openings 22 in the reciprocating piston internal combustion engine 10th brought in. The introduction is by arrows in 1 indicated.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine der Massenausgleichvorrichtungen 18. Die Massenausgleichvorrichtung 18 weist zwei Lagerringe 24 und eine Ausgleichswelle 26 auf. 2nd shows a perspective view of one of the mass balancing devices 18th . The mass balancer 18th has two bearing rings 24th and a balance shaft 26 on.

Während des Betriebs der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 rotiert die Massenausgleichvorrichtung 18 um eine Rotationsachse 28 und gleicht die entstehenden Massenkräfte der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 in an sich bekannter Weise durch eine Unwucht der Ausgleichswelle 26 aus.During the operation of the reciprocating piston internal combustion engine 10th rotates the mass balancer 18th about an axis of rotation 28 and equalizes the resulting mass forces of the reciprocating piston internal combustion engine 10th in a manner known per se due to an imbalance of the balance shaft 26 out.

Die Motorringe 20 und die Lagerringe 24 bilden zusammen typischerweise die Lagerung der Massenausgleichvorrichtung 18. Die Motorringe 20 sind im Gehäuse der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 vormontiert und die Lagerringe 24 werden konzentrisch im Inneren der Motorringe 20 montiert.The motor rings 20th and the bearing rings 24th together typically form the bearing of the mass balancer 18th . The motor rings 20th are in the housing of the reciprocating Internal combustion engine 10th pre-assembled and the bearing rings 24th become concentric inside the motor rings 20th assembled.

Beispielsweise können zwischen den Lagerringen 24 und den Motorringen 20 wenigstens ein Wälzkörper, wie zum Beispiel Nadeln, angeordnet sein. Die Lagerung der Massenausgleichvorrichtung 18 kann somit ein Wälzlager sein.For example, between the bearing rings 24th and the engine rings 20th at least one rolling element, such as needles, for example. The storage of the mass balancer 18th can therefore be a roller bearing.

Alternativ kann auch ein Gleitmittel vorgesehen sein und die Lagerung der Massenausgleichvorrichtung 18 als Gleitlager ausgeführt sein.Alternatively, a lubricant and the bearing of the mass balancing device can also be provided 18th be designed as a plain bearing.

Die Lagerringe 24 und die Motorringe 20 können handelsüblich aus einem Lagerstahl, wie zum Beispiel 100 Cr6, gefertigt sein.The bearing rings 24th and the motor rings 20th can be made commercially from a bearing steel, such as 100 Cr6.

Die Ausgleichswelle 26 weist zwei Endabschnitte 30, ein Massenausgleichsgewicht 32 und zwei Lagerabschnitte 34 auf. Die Steifigkeit der Ausgleichswelle 26 kann durch eine Versteifungsrippe 36 erhöht werden.The balance shaft 26 has two end sections 30th , a mass balance weight 32 and two storage sections 34 on. The stiffness of the balance shaft 26 can through a stiffening rib 36 increase.

In der dargestellten Ausführungsform in 2 hat die Ausgleichswelle 26 zudem ein Antriebsabschnitt 38, mit dem die Verbindung zu den Zahnrädern 16 realisiert wird.In the illustrated embodiment in 2nd has the balance shaft 26 also a drive section 38 that connects to the gears 16 is realized.

Die Ausgleichswelle 26 ist einstückig gefertigt und die Lagerabschnitte 34 sind zumindest teilweise durch Vertiefungen 40 auf der der Rotationsachse 28 entfernten Seite der Ausgleichswelle 26 gebildet. Die Vertiefungen 40 können halbkreisförmig sein und beispielsweise durch Fräsen, Drehen, Schleifen und/oder einer ähnlichen mechanischen Bearbeitungsform erzeugt werden.The balance shaft 26 is made in one piece and the bearing sections 34 are at least partially through recesses 40 on the axis of rotation 28 far side of the balance shaft 26 educated. The wells 40 can be semicircular and can be generated, for example, by milling, turning, grinding and / or a similar mechanical processing form.

Die Lagerringe 24 und die Ausgleichswelle 26 sind separate Bauteile, wobei die Lagerringe 24 in den Lagerabschnitten 34 der Ausgleichswelle 26 vorgesehen sind. Die Lagerringe 24 und der zugehörige Lagerabschnitt 34 bilden jeweils ein Lager der Ausgleichswelle 26.The bearing rings 24th and the balance shaft 26 are separate components, the bearing rings 24th in the storage sections 34 the balance shaft 26 are provided. The bearing rings 24th and the associated storage section 34 each form a bearing of the balance shaft 26 .

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Lagerringe 24 und zwei Lagerabschnitte 34 und daher zwei Lager vorgesehen. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Lager vorgesehen sein.In the exemplary embodiment shown there are two bearing rings 24th and two storage sections 34 and therefore provided two camps. Of course, more than two bearings can also be provided.

Die Lagerringe 24 werden über die Endabschnitte 30 in die Lagerabschnitte 34 eingebracht und sind konzentrisch zueinander an der Ausgleichswelle 26 montiert. Die Mittelpunkte der Lagerringe 24 liegen auf der Rotationsachse 28.The bearing rings 24th are about the end sections 30th into the storage sections 34 introduced and are concentric with each other on the balance shaft 26 assembled. The center points of the bearing rings 24th lie on the axis of rotation 28 .

Die Lagerringe 24 sind passend zu den Lagerabschnitten 34 gefertigt, haben einen Innenradius 46 und einen Innendurchmesser, und sind an den Lagerabschnitten 34 befestigt. Dies kann unter anderem durch Fügen, also insbesondere durch Löten, Schweißen, oder Kleben geschehen.The bearing rings 24th are suitable for the bearing sections 34 manufactured, have an inner radius 46 and an inner diameter, and are on the bearing portions 34 attached. This can be done, among other things, by joining, in particular by soldering, welding, or gluing.

3 zeigt die erfindungsgemäße Massenausgleichvorrichtung 18 in einem Querschnitt durch einen der Endabschnitte 30. 3rd shows the mass balancing device according to the invention 18th in a cross section through one of the end sections 30th .

Der Endabschnitt 30 ist lediglich auf einer Seite der Rotationsachse 28, in 3 unterhalb der Rotationsachse 28 vorgesehen.The end section 30th is only on one side of the axis of rotation 28 , in 3rd below the axis of rotation 28 intended.

Dagegen ist das Antriebsende 38 konzentrisch zur Rotationsachse 28 ausgeführt, wie zum Beispiel in den 4 und 5 zu erkennen ist. Zwischen dem Antriebsende 38 und dem Endabschnitt 30 ist somit eine Stufe 35 ausgebildet.In contrast, the drive end is 38 concentric to the axis of rotation 28 executed, such as in the 4th and 5 can be seen. Between the drive end 38 and the end section 30th is therefore a level 35 educated.

Alternativ ist vorstellbar, dass das Antriebsende 38 mit einem Versatz zur Rotationsachse 28 ausgebildet ist.Alternatively, it is conceivable that the drive end 38 with an offset to the axis of rotation 28 is trained.

In 3 ist gut zu erkennen, dass der Endabschnitt 30 den Punkt der Ausgleichswelle 26 aufweist, der am weitesten von der Rotationsachse 28 entfernt ist. Dieser Punkt wird daher im Rahmen dieser Erfindung auch radial äußerster Punkt genannt.In 3rd it is easy to see that the end section 30th the point of the balance shaft 26 which is farthest from the axis of rotation 28 is removed. This point is therefore also called the radially outermost point in the context of this invention.

Wenn die Ausgleichswelle 26 um die Rotationsachse 28 rotiert wird, beschreibt die Bahn des äußersten Punktes einen Kreis, der sämtliche Punkte der Ausgleichswelle 26 und insbesondere den gesamten Antriebsabschnitt 38 einschließt. Dieser Kreis wird im Rahmen dieser Erfindung daher Hüllkreis 42 genannt.If the balance shaft 26 around the axis of rotation 28 is rotated, the path of the outermost point describes a circle that all points of the balance shaft 26 and in particular the entire drive section 38 includes. This circle therefore becomes an enveloping circle in the context of this invention 42 called.

In anderen Worten umfasst ein Zylinder mit dem Hüllkreis 42 als Grundfläche und der Länge der Ausgleichswelle 26 die Ausgleichswelle 26 und insbesondere den Antriebsabschnitt 38 vollständig.In other words, a cylinder with the enveloping circle 42 as the base area and the length of the balancer shaft 26 the balance shaft 26 and in particular the drive section 38 Completely.

Der Radius 44 des Hüllkreises 42 ist größer als der Innenradius 46 des Lagerrings 24.The radius 44 of the enveloping circle 42 is larger than the inner radius 46 of the bearing ring 24th .

Beispielsweise sind die Motorringe 20 bereits in dem Gehäuse der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 vormontiert. Um die Massenausgleichvorrichtung 18 in die Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 einbringen zu können, ist es daher notwendig, dass der Radius 44 des Hüllkreises 42 geringfügig kleiner ist als der Innenradius des Motorrings 20.For example, the motor rings 20th already in the housing of the reciprocating piston internal combustion engine 10th pre-assembled. To the mass balancer 18th in the reciprocating piston internal combustion engine 10th To be able to introduce, it is therefore necessary that the radius 44 of the enveloping circle 42 is slightly smaller than the inner radius of the motor ring 20th .

Außerdem hat der Endabschnitt 30 eine maximale Ausdehnung 51, die einen Umfangskreis 48 definiert, d. h. einen Kreis mit dem Radius der halben maximalen Ausdehnung 51.It also has the end section 30th a maximum expansion 51 that have a perimeter 48 defined, ie a circle with the radius of half the maximum extent 51 .

Die maximale Ausdehnung 51 des Endabschnittes 30 und damit der Durchmesser des Umfangskreises 48 ist geringfügig, zum Beispiel um 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm, kleiner als der Innendurchmesser des Lagerrings 24.The maximum extension 51 of the end section 30th and thus the diameter of the circumferential circle 48 is slight, for example around 0, 1 to 3 mm, preferably 0.5 mm, smaller than the inside diameter of the bearing ring 24th .

4 zeigt die Massenausgleichvorrichtung 18 fertig montiert in einer perspektivischen Ansicht. Im Bereich zwischen den Lagerringen 24 und der Oberseite der Lagerabschnitten 34, d. h. der Rotationachse 28 zugewandten Seite, ist ein elastisches Bauteil 52, zum Beispiel ein Clip vorgesehen. 4th shows the mass balancer 18th fully assembled in a perspective view. In the area between the bearing rings 24th and the top of the bearing sections 34 , ie the axis of rotation 28 facing side, is an elastic component 52 , for example a clip is provided.

Das elastische Bauteil 52 besteht insbesondere aus einem elastischen Material, wie Gummi oder einem elastischen Thermoplast.The elastic component 52 consists in particular of an elastic material, such as rubber or an elastic thermoplastic.

Alternativ kann das elastische Bauteil 52 auch aus einem federnden Stahl und/oder Blech sein und/oder als Feder ausgeführt sein.Alternatively, the elastic component 52 also be made of resilient steel and / or sheet metal and / or be designed as a spring.

Die Außenkontur des elastischen Bauteils 52 entspricht in Form und Größe dem Bereich der Massenausgleichvorrichtung 18 zwischen der Oberseite des Lagerabschnitts 34 und der Innenwand des Lagerrings 24 und stellt somit einen Formschluss zwischen der Ausgleichswelle 26 und dem Lagerring 24 dar.The outer contour of the elastic component 52 corresponds in shape and size to the area of the mass balancer 18th between the top of the bearing section 34 and the inner wall of the bearing ring 24th and thus creates a positive connection between the balance shaft 26 and the bearing ring 24th represents.

Die 5 bis 10 zeigen die Massenausgleichvorrichtung 18 während verschiedenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage der Massenausgleichvorrichtung 18. Der Weg des Mittelpunktes des Lagerrings 24 ist in diesen Figuren durch Pfeile verdeutlicht.The 5 to 10th show the mass balancer 18th during various steps of the method according to the invention for assembling the mass balancing device 18th . The path of the center of the bearing ring 24th is shown in these figures by arrows.

Zu Beginn des Verfahrens wird, wie in 5 zu sehen, der Lagerring 24 mit einem Versatz 56, hier zweiter Versatz 56 genannt, zur Rotationsachse 28 an einem Ende der Ausgleichswelle 26 platziert.At the beginning of the procedure, as in 5 to see the bearing ring 24th with an offset 56 , here second offset 56 called, to the axis of rotation 28 at one end of the balancer shaft 26 placed.

Der Versatz ist dabei der Abstand vom Mittelpunkt des Lagerrings 24 zur Rotationsachse 28.The offset is the distance from the center of the bearing ring 24th to the axis of rotation 28 .

Der Lagerring 24 ist zum Beispiel zum Endabschnitt 30 hin versetzt.The bearing ring 24th is for example to the end section 30th moved there.

Anschließend wird der Lagerring 24 in axialer Richtung über die Ausgleichswelle 26 geführt wird, d. h. dass die Ausgleichswelle 26 in den Lagerring 24 eingeführt wird.Then the bearing ring 24th in the axial direction via the balance shaft 26 is performed, that is, the balance shaft 26 in the bearing ring 24th is introduced.

Während der zweite Versatz 56 beibehalten wird, wird der Lagerring 24 also über das Antriebsende 38 bewegt (siehe 6). Dies ist möglich, da der Umfangskreis des Antriebsende 38 kleiner ist als der Innendurchmesser des Lagerrings 24, wenn der Lagerring 24 den ersten Versetzungspunkt 54 erreicht.During the second offset 56 is maintained, the bearing ring 24th so about the drive end 38 moved (see 6 ). This is possible because the circumference of the drive end 38 is smaller than the inside diameter of the bearing ring 24th when the bearing ring 24th the first point of transfer 54 reached.

Ist ein erster Versetzungspunkt 54 erreicht (7), wird die axiale Bewegung zunächst unterbrochen. Der Versetzungspunkt 54 liegt im Bereich der Stufe 35, zum Beispiel derart, dass der gesamte Lagerring 24 das Antriebsende 38 passiert hat.Is a first point of transfer 54 reached ( 7 ), the axial movement is initially interrupted. The point of transfer 54 is in the range of the level 35 , for example such that the entire bearing ring 24th the drive end 38 happened.

Im nächsten Verfahrensschritt (siehe 8) wird der Lagerring 24 in radialer Richtung in Bezug zur Rotationsachse 28 bzw. zur Ausgleichswelle 26 bewegt und somit der Versatz verändert.In the next step (see 8th ) becomes the bearing ring 24th in the radial direction with respect to the axis of rotation 28 or to the balance shaft 26 moved and thus the offset changed.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Lagerring 24 weiter zum Endabschnitt 30 hin bewegt, wodurch der Versatz vergrößert wird. Der nun erreichte Versatz wird im Rahmen dieser Erfindung als erster Versatz 58 bezeichnet.In the embodiment shown, the bearing ring 24th continue to the end section 30th moved towards, which increases the offset. The offset now achieved is the first offset within the scope of this invention 58 designated.

Der gestrichelt eingezeichnete Lagerring 24 zeigt, dass das Versetzen des Lagerrings 24 vom zweiten Versatz 56 zum ersten Versatz 58 auch mit der Bewegung entlang der Ausgleichswelle 26 gekoppelt sein kann, zum Beispiel, in dem der Lagerring 24 verkippt und bewegt wird.The bearing ring shown in dashed lines 24th shows that moving the bearing ring 24th from the second offset 56 for the first offset 58 also with the movement along the balance shaft 26 can be coupled, for example, in which the bearing ring 24th is tilted and moved.

Schließlich wird der Lagerring 24 unter Beibehaltung des ersten Versatzes 58 weiter in axialer Richtung bewegt bis der Lagerring 24 einen zweiten Versetzungspunkt 60 erreicht hat, wie in 9 gezeigt ist.Finally, the bearing ring 24th while maintaining the first offset 58 moved further in the axial direction until the bearing ring 24th a second point of dislocation 60 has achieved as in 9 is shown.

Diese Bewegung ist möglich, da der Umfangskreis 48 des Endabschnittes 30 kleiner ist als der Innendurchmesser des Lagerrings 24.This movement is possible because of the perimeter 48 of the end section 30th is smaller than the inside diameter of the bearing ring 24th .

Der zweite Versetzungspunkt 60 liegt so, dass der Lagerring 24 in axialer Richtung mit dem Lagerabschnitt 34 übereinstimmt.The second point of transfer 60 lies so that the bearing ring 24th in the axial direction with the bearing section 34 matches.

Dann wird, wie 10 dargestellt, der Lagerring 24 in radialer Richtung in Bezug zur Rotationsachse 28 und zur Ausgleichswelle 26 versetzt bis der Mittelpunkt des Lagerrings 24 auf der Rotationsachse 28 liegt.Then how 10th shown, the bearing ring 24th in the radial direction with respect to the axis of rotation 28 and to the balance shaft 26 offset to the center of the bearing ring 24th on the axis of rotation 28 lies.

Auch in diesem Verfahrensschritt ist es denkbar, dass die Bewegung entlang der Ausgleichswelle 26 zusammen mit dem radialen Versatz vollführt wird.It is also conceivable in this method step that the movement along the balance shaft 26 is carried out together with the radial offset.

Der Lagerring 24 hat dann seine endgültige Position im Lagerabschnitt 34 erreicht und kann am Lagerabschnitt 34 befestigt werden, zum Beispiel durch ein geeignetes Fügeverfahren oder durch einen geeigneten Formschluss.The bearing ring 24th then has its final position in the storage section 34 reached and can at the storage section 34 be fastened, for example by a suitable joining process or by a suitable form fit.

Außerdem kann der Lagerring 24 und der Lagerabschnitt 34 ein Lager bilden.In addition, the bearing ring 24th and the storage section 34 to form a camp.

Der Lagerring 24 kann somit in den Lagerabschnitt 34 geführt werden, obwohl der Durchmesser des Hüllkreises 42 größer ist als der Innendurchmesser des Lagerrings 24. Dadurch kann die Masse des Endabschnitts 30 weiter von der Rotationsachse 28 entfernt angeordnet werden, wodurch bei gleichbleibender Unwucht Gewicht an der Ausgleichswelle 26 eingespart werden kann.The bearing ring 24th can thus in the storage section 34 out, although the diameter of the enveloping circle 42 is larger than the inside diameter of the bearing ring 24th . This allows the mass of the end section 30th further from the axis of rotation 28 be arranged away, whereby weight remains on the balance shaft while maintaining unbalance 26 can be saved.

Es ist auch möglich, dass der Lagerring 24 zu Beginn bis zum ersten Versetzungspunkt 54 ohne Versatz geführt wird.It is also possible that the bearing ring 24th from the beginning to the first point of transfer 54 is performed without offset.

Für die Montage der Massenausgleichvorrichtung ist die relative Bewegung zwischen Ausgleichswelle 26 und Lagerring 24 entscheidend. In den einzelnen Verfahrensschritten kann eine Bewegung der Ausgleichswelle 26 durch eine Bewegung des Lagerrings 24 und umgekehrt ersetzt werden.For the assembly of the mass balancing device is the relative movement between balancing shaft 26 and bearing ring 24th crucial. Movement of the balancer shaft can occur in the individual process steps 26 by moving the bearing ring 24th and vice versa.

Claims (12)

Massenausgleichvorrichtung (18) für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine (10) mit wenigstens einem Lagerring (24), einer Ausgleichswelle (26) und einer Rotationsachse (28), wobei die Ausgleichswelle (26) zwei Endabschnitte (30) und wenigstens ein zwischen den Endabschnitten (30) vorgesehenes Massenausgleichsgewicht (32) aufweist, wobei der radial äußerste Punkt bei Rotation der Ausgleichswelle (26) um die Rotationsachse (28) einen Hüllkreis (42) definiert, wobei der Radius (44) des Hüllkreises (42) größer ist als der Innenradius (46) des Lagerrings (24).Mass balancing device (18) for a reciprocating piston internal combustion engine (10) with at least one bearing ring (24), a balancing shaft (26) and a rotation axis (28), the balancing shaft (26) having two end sections (30) and at least one between the end sections ( 30) provided mass balance weight (32), the radially outermost point when the balance shaft (26) rotates about the axis of rotation (28) defines an enveloping circle (42), the radius (44) of the enveloping circle (42) being larger than the inside radius (46) of the bearing ring (24). Massenausgleichvorrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswelle (26) wenigstens eine Vertiefung (40) aufweist, die zumindest teilweise einen Lagerabschnitt (34) bildet, der dazu ausgebildet ist, den Lagerring (24) aufzunehmen.Mass balancing device (18) after Claim 1 , characterized in that the balance shaft (26) has at least one recess (40) which at least partially forms a bearing section (34) which is designed to receive the bearing ring (24). Massenausgleichvorrichtung (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswelle (26) eine maximale Ausdehnung (51) im Bereich zwischen dem Lager und dem nächstgelegen der Endabschnitte (30), insbesondere eine maximale Ausdehnung der gesamten Ausgleichswelle aufweist, die kleiner ist als der Innenradius (46) des Lagerrings (24).Mass balancing device (18) after Claim 2 , characterized in that the balance shaft (26) has a maximum extension (51) in the area between the bearing and the closest of the end sections (30), in particular a maximum extension of the entire balance shaft, which is smaller than the inner radius (46) of the bearing ring (24). Massenausgleichvorrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Massenausgleichvorrichtung (18) einen Motorring (20) aufweist, der den Lagerring (24) umgibt, wobei zumindest ein Wälzkörper zwischen dem Lagerring (24) und dem Motorring (20) vorgesehen ist.Mass balancing device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that the mass balancing device (18) has a motor ring (20) which surrounds the bearing ring (24), at least one rolling element between the bearing ring (24) and the motor ring (20) is provided. Massenausgleichvorrichtung (18) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (44) des Hüllkreises (42) kleiner ist als der Innenradius des Motorrings (20).Mass balancing device (18) after Claim 4 , characterized in that the radius (44) of the enveloping circle (42) is smaller than the inner radius of the motor ring (20). Massenausgleichvorrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (24) und/oder der Motorring (20) aus einem Lagerstahl gefertigt ist.Mass balancing device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing ring (24) and / or the motor ring (20) is made of a bearing steel. Massenausgleichvorrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswelle (26) einstückig gefertigt ist.Mass balancing device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that the balancing shaft (26) is made in one piece. Verfahren zur Montage einer Massenausgleichvorrichtung (18) für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine (10), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Ausgleichswelle (26), zumindest einem Lagerring (24) und einer Rotationsachse (28), mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen der Ausgleichswelle (26) und des separaten Lagerrings (24), b) Einführen der Ausgleichswelle (26) in den Lagerring (24) bis zu einem ersten Versetzungspunkt (54), c) Versetzen des Lagerrings (24) am ersten Versetzungspunkt (54) in radialer Richtung bis der Mittelpunkt des Lagerrings (24) einen ersten Versatz (58) zur Rotationsachse (28) hat, d) Bewegen des Lagerrings (24) entlang der Ausgleichswelle (26) bis zu einem zweiten Versetzungspunkt (60), und e) Versetzen des Lagerrings (24) am zweiten Versetzungspunkt (60) in radialer Richtung der Rotationsachse (28) bis der Lagerring (24) und die Rotationsachse (28) konzentrisch sind.Method for assembling a mass balancing device (18) for a reciprocating piston internal combustion engine (10), in particular according to one of the preceding claims, with a balancing shaft (26), at least one bearing ring (24) and a rotation axis (28), with the following steps: a) providing the balance shaft (26) and the separate bearing ring (24), b) inserting the balance shaft (26) into the bearing ring (24) up to a first displacement point (54), c) displacing the bearing ring (24) at the first displacement point (54) in the radial direction until the center of the bearing ring (24) has a first offset (58) to the axis of rotation (28), d) moving the bearing ring (24) along the balance shaft (26) to a second point of displacement (60), and e) displacement of the bearing ring (24) at the second displacement point (60) in the radial direction of the axis of rotation (28) until the bearing ring (24) and the axis of rotation (28) are concentric. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (24) bis zum ersten Versetzungspunkt (54) zumindest teilweise konzentrisch und/oder zumindest teilweise mit einem zweiten Versatz (56) des Mittelpunkts des Lagerrings zur Rotationsachse (28) der Massenausgleichvorrichtung (18) bewegt wird.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the bearing ring (24) is moved at least partially concentrically to the first offset point (54) and / or at least partially with a second offset (56) from the center point of the bearing ring to the axis of rotation (28) of the mass balancing device (18). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Versatz (58) größer ist als der zweite Versatz (56).Procedure according to Claim 9 , characterized in that the first offset (58) is greater than the second offset (56). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (24) im Bereich des ersten Versetzungspunkts (54) gegenüber der Ausgleichswelle (26) gekippt wird, um den ersten Versatz (58) zu erreichen.Procedure according to one of the Claims 8 to 10th , characterized in that the bearing ring (24) is tilted in the region of the first offset point (54) with respect to the balance shaft (26) in order to achieve the first offset (58). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (24) an der Ausgleichswelle (26) durch Fügen, insbesondere durch Löten, Schweißen und/oder Kleben, mittels eines elastisches Bauteils (52), insbesondere eines elastischen Clips, und/oder mittels eines Lagers befestigt wird.Procedure according to one of the Claims 8 to 11 , characterized in that the bearing ring (24) is fastened to the balance shaft (26) by joining, in particular by soldering, welding and / or gluing, by means of an elastic component (52), in particular an elastic clip, and / or by means of a bearing .
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