DE10320747B4 - Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben Download PDF

Info

Publication number
DE10320747B4
DE10320747B4 DE10320747A DE10320747A DE10320747B4 DE 10320747 B4 DE10320747 B4 DE 10320747B4 DE 10320747 A DE10320747 A DE 10320747A DE 10320747 A DE10320747 A DE 10320747A DE 10320747 B4 DE10320747 B4 DE 10320747B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hollow body
balance weight
balance
functional elements
hub
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10320747A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10320747A1 (de
Inventor
Torsten Dipl.-Ing. Harms
Frank Dipl.-Ing. Rohwer
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE10320747A priority Critical patent/DE10320747B4/de
Priority to US10/556,121 priority patent/US7533646B2/en
Priority to PCT/EP2004/004541 priority patent/WO2004099648A1/de
Priority to EP04730235A priority patent/EP1623140A1/de
Publication of DE10320747A1 publication Critical patent/DE10320747A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10320747B4 publication Critical patent/DE10320747B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16F15/268Hollow shafts
    • 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
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/064Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable
    • F16D1/072Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable involving plastic deformation
    • 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
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/0852Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping between the mating surfaces of the hub and shaft
    • F16D1/0858Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping between the mating surfaces of the hub and shaft due to the elasticity of the hub (including shrink fits)
    • 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
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • 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
    • F16F2226/00Manufacturing; Treatments
    • F16F2226/04Assembly or fixing methods; methods to form or fashion parts
    • 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
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49231I.C. [internal combustion] engine making

Abstract

Ausgleichswelle (1) für eine Brennkraftmaschine, welche aus einem Hohlkörper (2) besteht, und ein Ausgleichsgewicht (5) sowie auf dem Hohlkörper (2) angeordnete Funktionselemente aufweist, wobei das Ausgleichsgewicht (5) am Außenumfang (4) des Hohlkörpers (2) angeordnet und befestigt ist, wobei der Hohlkörper (2) der Ausgleichswelle (1) rohrförmig ausgebildet ist und wobei das Ausgleichsgewicht (5) an einer Nabe (12) angeformt ist, die den Hohlkörper (2) lokal umschließt und an diesem befestigt ist, wobei der Hohlkörper (2) einenends mit einem Anbindungsbauteil (10) für Antriebsbauteile wie Kettenräder oder Zentrifugen einstückig verbunden ist, wobei das Anbindungsbauteil (10) den Hohlkörper (2) verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) mit dem Anbindungsbauteil (10) mittels Reibschweißen verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zur Herstellung derselben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.
  • Eine gattungsgemäße Ausgleichswelle bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren zu deren Herstellung ist aus der DE 21 13 193 A bekannt. Die dort beschriebene Ausgleichswelle ist als rohrförmiger Hohlkörper ausgebildet und trägt sowohl ein Ausgleichsgewicht als auch ein Zahnrad als Anbindungsbauteil für Antriebsbauteile, wobei letzteres das eine Ende des Hohlkörpers verschließt. Das Ausgleichgewicht ist an einer Nabe angeformt, die auf den rohrförmigen Hohlkörper aufgeschoben und dort befestigt wird.
  • In der DE 198 32 987 A1 ist eine Ausgleichswelle rohrförmig ausgebildet, welche in ihrem Inneren ein Ausgleichsgewicht aufweist, das sich nahezu über deren gesamten Länge hinweg erstreckt. Der Rohrteil ist dabei am Umfang mit zwei Ausnehmungen versehen, die jeweils ein zentral liegendes Loch aufweisen. Jedes Loch wird von einem Stift durchsetzt, der gleichermaßen das Ausgleichsgewicht durchragt. Der Stift dient dabei zur Befestigung des Ausgleichsgewichts am Rohrteil. Das Rohrteil ist beiderends durch einen Deckel mittels Einpressen oder Löten verschlossen. Bei der beschriebenen Ausgleichswelle ist die Befestigung sehr beschwerlich, da der Stift entweder von dem Inneren der Ausgleichswelle aus gekontert werden muss oder, falls der Stift bereits in dem Ausgleichsgewicht angeordnet ist, das Ausgleichsgewicht umständlich hin und hergeschoben werden muss, bis der Stift durch das Loch in der Rohrteilwandung eingefädelt ist und dann von außen gekontert werden kann. Des Weiteren sind die praktischen Anforderungen an eine Ausgleichswelle selten so, wie sie aus der bekannten Druckschrift entnehmbar sind. Meist ist nämlich die lokale Anordnung des Ausgleichsgewichts gewünscht. Um seine Funktion erfüllen zu können, muss dabei das Ausgleichsgewicht eine bestimmte Größe besitzen. Je größer dieses jedoch zu sein hat, desto mehr Volumen wird das Ausgleichsgewicht beanspruchen. Um dies bei der bekannten Ausgleichswelle zu erreichen, muss der Durchmesser des Rohrteils mit der Steigerung der lokalen Platzbeanspruchung des Ausgleichsgewichts in entsprechender Weise steigen. Resultat daraus ist, dass eine derartige Ausgleichswelle einen so enormen Bauraum beansprucht, wie er bei den modernen Motoren heutzutage in aller Regel nicht zur Verfügung steht.
  • Weiterhin ist in der DE 199 57 508 C1 eine Vorrichtung zum Fügen von Fügeteilen auf einem Hohlprofil mittels fluidischen Innenhochdruckes dargestellt, wodurch zwischen dem Hohlprofil und den Fügeteilen ein sehr starker Pressverbund hergestellt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ausgleichswelle dahingehend weiterzubilden, dass eine bauraumsparende Gestaltung der Welle ermöglicht wird, die bedarfsgerecht an der gewünschten Stelle der Ausgleichswelle ein ausreichendes Ausgleichsgewicht aufweist. Dem Genüge tra gend, ist es weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Ausgleichswelle in möglichst einfacher Weise herstellbar ist.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 hinsichtlich der Ausgleichswelle und durch die Merkmale des Anspruchs 6 hinsichtlich des Verfahrens gelöst.
  • Aufgrund dessen, dass erfindungsgemäß das Ausgleichsgewicht am Außenumfang des Hohlkörpers angeordnet und befestigt ist, kann der das Basisteil der Ausgleichswelle bildende Hohlkörper bzgl. seines Durchmessers relativ klein und die Wandstärke sehr gering (etwa 2mm) gestaltet werden, was eine erhebliche Gewichtsverringerung der gesamten Welle ergibt. Des Weiteren wird durch die lokale Platzierung des Ausgleichsgewichts am Außenumfang die Länge des Hohlkörpers nicht vergrößert, so dass insgesamt der für den Hohlkörper benötigte Bauraum besonders gering ist und nur anstelle der Platzierung des Ausgleichsgewichts genügend Bauraum im Motor vorgesehen sein muss. Zudem ist das Ausgleichsgewicht ohne weiteres zugänglich und in einfacher Weise an der richtigen Stelle des Hohlkörpers platzierbar, wobei die axiale Position auch für die Funktionselemente frei wählbar ist, und kann mit allen geeigneten Mitteln am Hohlkörper ohne großen Aufwand befestigt werden. Das Ausgleichsgewicht ist an einer Nabe angeformt, die den Hohlkörper lokal umschließt und an diesem befestigt ist. Durch die Nabe wird nur ein geringer Bauraum beansprucht, währenddessen sie für das Ausgleichsgewicht durch die Umschließung des Hohlkörpers eine größere Anbindungsfläche für eine Befestigung an dem Hohlkörper anbietet, so dass insgesamt ein verbesserter Halt des Ausgleichsgewichts auf dem Hohlkörper erreicht wird.
  • Der Hohlkörper ist einenends mit einem Anbindungsbauteil für Antriebsbauteile, wie Kettenräder oder Zentrifugen, einstückig verbunden, wobei das Anbindungsbauteil den Hohlkörper verschließt. Infolge der Einstückigkeit der Verbindung ergibt sich an der Verbindungsstelle eine hohe Festigkeit für das Gesamtbauteil der Ausgleichswelle. Gleichzeitig wird durch diese Verbindung die Ausgleichswelle einenends verschlossen, wonach diese nur nach an dem gegenüberliegenden Ende verschlossen zu werden braucht. Dies erfolgt beispielsweise mit einem Deckel, wodurch insgesamt verhindert wird, dass in das Innere des Hohlkörpers Feuchtigkeit eintritt, die zu einer Korrosion der Ausgleichswelle führen kann. Die Einstückigkeit der Verbindung und die Massivität des Anbindungsbauteils weist die Ausgleichswelle eine hohe Stabilität gegenüber dem Eingriff der Antriebsbauteile auf.
  • Zumindest eines der offenen Enden des Hohlkörpers ist mit einem das Ende verschließenden Anbindungsbauteil für Antriebsbauteile, wie Kettenräder oder Zentrifugen, reibverschweißt. Durch den Einsatz des Reibschweißens wird mit geringer Taktzeit und relativ geringem Aufwand eine äußerst haltbare Verbindung des Hohlkörpers mit dem Anbindungsbauteil geschaffen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgleichswelle nach Anspruch 2 ist das Ausgleichsgewicht in einer Presspassung mit dem Hohlkörper verbunden. Durch die Presspassung wird eine sichere Befestigung des Ausgleichsgewichts mit relativ einfachen Mitteln, ohne zusätzliche Befestigungselemente erzielt. Für das Erreichen einer solchen Presspassung ist beispielsweise thermisches Aufschrumpfen oder Magnetumformen sowie das Aufpressen des Ausgleichsgewichts mit einem gegenüber dem Außendurchmesser des Hohlkörpers Untermaß aufweisenden Innendurchmesser der Nabe denkbar.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Funktionselemente gemäß dem Anspruch 3 als einzelne Bauteile auf dem Hohlkörper angeordnet und mit diesem in einer Presspassung verbunden. Hierbei können die gleichen Vorteile wie bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 2 angeführt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgleichswelle gemäß Anspruch 4 werden das Ausgleichsgewicht und/oder die Funktionselemente zusätzlich formschlüssig mit dem Hohlkörper verbunden. Dies führt zu einem weiter verbesserten Halt des Ausgleichsgewichts und der Funktionselemente auf dem Hohlkörper gegenüber mechanischen Belastungen in axialer oder radialer Richtung.
  • In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgleichswelle nach Anspruch 5 ist der Hohlkörper an der Stelle seiner Verbindung mit dem Ausgleichsgewicht plastisch aufgeweitet, wobei das Ausgleichsgewicht an dieser Stelle elastisch rückfedernd aufgeweitet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders starke Pressverbindung zwischen Hohlkörper und Ausgleichsgewicht für einen unverrückbaren Halt des Ausgleichsgewichts bei axialen und auch bei sehr hohen radialen mechanischen Beanspruchungen, insbesondere bei hoher Drehzahl der Ausgleichswelle und hohen Schwungmassen des Ausgleichsgewichts während des Betriebes der Ausgleichswelle.
  • Hier setzt auch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 6 an, wobei das Ausgleichsgewicht mittels einer Nabe, an der es angeformt ist, auf den Hohlkörper geschoben und anschließend an diesem befestigt. Durch das Aufschieben wird eine einfache Positionierung des Ausgleichsgewichts auf dem Hohlkörper erreicht, wobei zur anschließenden Fixierung auf dem Hohlkörper nur ein geringer apparativer Aufwand für die Halterung bzw. Einspannung erforderlich ist, da der Hohlkörper das Ausgleichsgewicht nach dem Aufschieben bereits trägt. Erfindungsgemäß erfolgt die Befestigung des Ausgleichsgewichts durch partielles Aufweiten des Hohlkörpers mittels fluidischen Innenhochdrucks, wobei der Hohlkörper an der Stelle des aufgeschobenen Ausgleichgewichts und/oder der Funktionselemente lokal plastisch und das Ausgleichsgewicht und/oder die Funktionselemente elastisch zurückfedernd aufgeweitet werden. Durch die Verwendung eines fluidischen Innenhochdrucks zur Erzielung der Presspassung zwischen dem Hohlkörper und dem Ausgleichsgewicht und/oder den Funktionselementen wird deren Positionierung weiter erleichtert, da ein Aufschieben des Ausgleichsgewichts und/oder der Funktionselemente mit Übermaß des Nabeninnendurchmessers bzw. des Bohrungsdurchmessers besonders leichtgängig ist. Zudem ist mittels der Fluiddrucksteuerung des Innenhochdrucks der gewünschte Pressverbund exakt einstellbar, weil bei dessen Herstellung in vorteilhafter Weise durch eine geeignete Drucksteuerung die Wandstärken und die Materialeigenschaften der Fügepartner hinsichtlich ihrer Bruchfestigkeit berücksichtigt werden können, so dass bei der Herstellung der Ausgleichswelle die Prozesssicherheit unbedingt gewährleistet ist. Des Weiteren kann der Fügevorgang schnell und mit relativ geringem apparativem Aufwand erfolgen.
  • In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 7 wird die Wandung der Durchgangsöffnung der Nabe und/oder die Wandung der Bohrung, mit der das Ausgleichsgewicht und/oder die Funktionselemente auf den Hohlkörper aufgeschoben werden, nichtrotationssymmetrisch ausgebildet, wobei mittels fluidischem Innenhochdrucks der Hohlkörper, durch zumindest teilweise Anlage an nichtrotationssymmetrischen Flächen der Wandung der Durchgangsöffnung der Nabe und/oder der Wandung der Bohrung, mit dem Ausgleichsgewicht und/oder den Funktionselementen formschlüssig verbunden wird. Durch die Ausbildung der Innenseite der Nabe bzw. der Bohrung in nichtrotationssymmetrischer Form, beispielsweise in ovaler Gestaltung oder gebildet durch Mulden bzw. Längsrillen bei der Herstellung oder durch nachträgliche Bearbeitung, wird im Zusammenspiel mit dem Innenhochdruck, der das Hohlkörpermaterial fließen lässt und dieses an die nichtrotationssymmetrischen Flächen der Bohrungswandung oder der Wandung der Nabendurchgangsöffnung zwingt, wo es irreversibel verbleibt, in einfacher Weise eine Formschlüssigkeit erzielt. Diese Formschlüssigkeit erhöht noch weiter den durch den Reibschluss des Pressverbundes von Hohlkörper und Ausgleichsgewicht und/oder Funktionselementen ohnehin erzielten starken Halt der Fügepartner aneinander. Mit der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, eine Ausgleichswelle nach Anspruch 4 herzustellen.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; dabei zeigt:
  • 1 in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Ausgleichswelle mit einem Anbindungsbauteil,
  • 2 in einer Frontansicht ein Ausgleichgewicht für eine erfindungsgemäße Ausgleichswelle gemäß 1,
  • 3 in einem Längsschnitt abschnittsweise eine erfindungsgemäße Ausgleichswelle mit auf ihr gelagerten Funktionselementen.
  • In 1 ist eine Ausgleichswelle 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt, wobei die Welle 1 aus einem rohrförmigen Hohlkörper 2 besteht, der seinerseits aus einem Rohrabschnitt eines gezogenen Rohres besteht. Der Hohlkörper 2 kann jedoch auch aus einer gerollten Platine hergestellt werden, die an ihrem Stoß längsnahtgeschweißt ist. An einem Ende 3 der Ausgleichswelle 1 ist auf dem Außenumfang 4 des Hohlkörpers 2 ein Ausgleichsgewicht 5 angeordnet und dort befestigt. Zum anderen Ende 6 der Ausgleichswelle 1 hin, trägt der Hohlkörper 2 ein Funktionselement in Form einer Lagerhülse 7, die sich einenends an einer Stirnseite 8 des Ausgleichsgewichts 5 abstützt. Das ausgleichsgewichtsferne Ende 9 des Hohlkörpers 2 ist mit einem Anbindungsbauteil 10 einstückig verbunden.
  • Das Anbindungsbauteil 10, das massiv ausgebildet ist, bildet eine Fortsetzung der axialen Erstreckung des Hohlkörpers 2. Das Anbindungsbauteil 10, das ein Drehteil, ein Warmpress-, ein Sinter- oder ein Kaltfließpressteil sein kann, dient zur Anbindung für Antriebsbauteile, wie Kettenräder oder Zentrifugen.
  • Zur Herstellung der Ausgleichswelle 1 wird zuerst die Lagerhülse 7 und anschließend das Ausgleichsgewicht 5 an die gewünschte Position geschoben. Während dies über die Bohrung 11 der Lagerhülse 7 bewerkstelligt wird, ist das Ausgleichsgewicht 5 an eine Nabe 12 angeformt, wie auch in 2 verdeutlicht ist, so dass das Ausgleichsgewicht 5 mit der Durchgangsöffnung 13 der Nabe 12 auf den Hohlkörper 2 aufgeschoben wird. Anschließend wird die Lagerhülse 7 und das Ausgleichsgewicht 5 mit dem Hohlkörper 2 unter Bildung einer Presspassung verbunden. Die Lagerhülse 7 und das Ausgleichsgewicht 5 können dabei separat voneinander oder gleichzeitig miteinander mit dem Hohlkörper 2 verbunden werden. Die Erzeugung der Presspassung kann beispielsweise durch Räumen des Hohlkörpers 2 erfolgen. Hier soll jedoch vorteilhafterweise der Fügevorgang mittels fluidischem Innenhochdruckes, der im Innern des Hohlkörpers 2 erzeugt wird, ausgeführt werden. Zu dem Innenhochdruckfügen sind mehrere Techniken denkbar. Beispielsweise kann der Hohlkörper 2 mit der aufgeschobenen Lagerhülse 7 und dem aufgeschobenen Ausgleichsgewicht 5 in eine Innenhochdruckumformmatrize eingelegt werden, wobei die Matrize außerhalb der zu erzeugenden Fügestellen die negative Kontur der Ausgleichswelle 1 aufweist. Am Ort der aufgeschobenen Fügeteile, d. h. der Lagerhülse 7 und des Ausgleichsgewichtes 5, ist die Matrize derart ausgebildet, dass die Fügeteile dort mit vorgegebenem Spiel gelagert sind. Schließlich wird im gesamten Hohlkörper 2 ein fluidischer Innenhochdruck erzeugt, der den Hohlkörper 2 nur an den Fügestellen plastisch aufwei tet, währenddessen es außerhalb der Fügestellen durch die Anlage des Hohlkörpers 2 an der Gravur der Umformmatrize zu keinem unkontrollierten Verformen des Hohlkörpers 2 kommt. Der Außenumfang 4 des Hohlkörpers 2 legt sich durch die plastische Aufweitung des Hohlkörpers 2 an der Wandung der Durchgangsöffnung 13 der Nabe an, wie auch gleichzeitig an der Bohrungswandung der Lagerhülse 7. Der Hohlkörper 2 wird nun weiter kurzfristig aufgeweitet, wodurch über seine jeweilige Anlage die Lagerhülse 7 und das Ausgleichsgewicht 5 bzw. die Nabe 12 plastisch aufgeweitet wird. Nach Entspannen des Druckfluids innerhalb des Hohlkörpers 2 federt das Material der Lagerhülse 7 und der Nabe 12 bzw. des Ausgleichsgewichts 5 zurück, währenddessen der Hohlkörper 2 in seiner aufgeweiteten plastischen Ausbildung verbleibt. Hierbei entsteht eine extrem hohe Presspassung. Eine weitere denkbare Möglichkeit des Einsatzes der Innenhochdrucktechnik besteht darin, dass zwei verfahrbare Stempel jeweils in das linke und das rechte Ende des Hohlkörpers 2 eingefahren werden, bis sie einen festgelegten axialen Abstand zueinander einnehmen. Durch diesen Abstand wird ein Zwischenraum begrenzt, der in Fügelage unterhalb der Fügeteile zu liegen kommt. Anschließend wird über einen der Stempel oder beide Stempel Druckfluid in den Zwischenraum eingeleitet und ein Hochdruck erzeugt. Mittels dieses Hochdrucks wird der Hohlkörper 2 nur an der Stelle der Fügeteile plastisch aufgeweitet. Eine weitere, besonders vorteilhafte Variante der Innenhochdrucktechnik besteht in dem Einschieben einer Aufweitlanze in den Hohlkörper 2, wobei innerhalb der Aufweitlanze ein axialer Druckfluidkanal verläuft, von dem aus radiale kurze Kanäle, bzw. es ist auch die Abzweigung von nur einem einzelnen Kanal denkbar, abgehen und am Außenmantel der Aufweitlanze ausmünden. Die Mündungsöffnungen sind dabei axial durch Ringdichtungen seitlich begrenzt und schließen dabei einen Aufweitraum ein. Beim Einschieben der Aufweitlanze in den Hohlkörper 2 schmiegen sich die Ringdichtungen an der Innenseite des Hohlkörpers 2 an. Nach Erreichen einer gewünschten Einschiebelänge befindet sich der jeweilige Aufweitraum unterhalb der Fügestelle des jeweiligen Fügeteils. Sodann kann die Aufweitung des Hohlkörpers 2 durch Einleiten eines Druckfluides über die erwähnten Kanäle erfolgen. Bei der Anordnung von mehreren Aufweiträumen können die Fügeteile gleichzeitig gefügt werden oder bei der Anordnung von nur einem Aufweitraum sequentiell mit dem Hohlkörper 2 gefügt werden. Die letztgenannte Variante der Innenhochdrucktechnik benötigt nur geringen apparativen Aufwand und ermöglicht eine besonders schnelle Herstellung der Ausgleichswelle 1. Alsdann wird der mit der Lagerhülse 7 und dem Ausgleichsgewicht 5 gefügte Hohlkörper 2 an seinem Ende 9 mit dem Anbindungsbauteil 10 reibverschweißt, wodurch zwischen diesem und dem Hohlkörper eine einstückige Verbindung entsteht. Das Anbindungsbauteil 10 verschließt dabei den Hohlkörper 2. Alternativ ist jedoch auch denkbar, den Hohlkörper 2 ohne die Fügeteile in einem ersten Arbeitsschritt schon mit dem Anbindungsbauteil 10 zu verbinden, wonach das Fügen mit den Fügeteilen gemäß der ersten und dritten Variante der Innenhochdrucktechnik vonstatten gehen kann.
  • Eine zusätzliche Erhöhung des Haltes der Fügeteile, insbesondere des Ausgleichsgewichts 5 auf dem Hohlkörper 2, und damit der Betriebssicherheit der Ausgleichswelle 1 kann durch die Ausbildung eines Formschlusses erreicht werden. Hierzu werden an der Wandung der ansonsten kreiszylindrischen Durchgangsöffnung 13 der Nabe 12 axial verlaufende Rillen 14 ausgebildet, die nichtrotationssymmetrische Flächen der Durchgangsöffnung 13 darstellen. Nachdem nun das Ausgleichsgewicht 5 mit der den Hohlkörper 2 lokal umschließenden Nabe 12 auf dem Hohlkörper 2 aufgeschoben und entsprechend positioniert wurde, wird – wie gehabt – ein fluidischer Innenhochdruck erzeugt, der den Hohlkörper 2 plastisch auf weitet. Dabei wird das Hohlkörpermaterial in die Rillen 14 verdrängt, wo es zumindest teilweise eine Anlage findet und sich in den Rillen 14 verkrallt. Der gewünschte Formschluss ist somit erreicht. Ein derartig ausgebildeter Formschluss ist auch bei jedem der aufgeschobenen Funktionselemente denkbar. Durch die Erhöhung des Haltes des Ausgleichgewichts 5 und der Funktionselemente auf dem Hohlkörper 2 über den Formschluss kann auf andere arbeitsintensivere haltfördernde Bearbeitungsverfahren wie ein Raustrahlen der Wandung der Durchgangsöffnung 13 der Nabe 12 bzw. der Wandung der Bohrung 11 der Funktionselemente eingespart werden.
  • Abrundend sei hier noch auf 3 verwiesen, in der ein rohrförmiger Hohlkörper 2 dargestellt ist, auf den ein Ausgleichsgewicht 5 mit seiner Nabe 12 eine Lagerhülse 7 und ein Kettenrad 15 mit Spiel aufgeschoben und schließlich mit Innenhochdruck gefügt sind. Gleichfalls können auch Sensorringe auf dem Hohlkörper 2 gefügt werden.

Claims (7)

  1. Ausgleichswelle (1) für eine Brennkraftmaschine, welche aus einem Hohlkörper (2) besteht, und ein Ausgleichsgewicht (5) sowie auf dem Hohlkörper (2) angeordnete Funktionselemente aufweist, wobei das Ausgleichsgewicht (5) am Außenumfang (4) des Hohlkörpers (2) angeordnet und befestigt ist, wobei der Hohlkörper (2) der Ausgleichswelle (1) rohrförmig ausgebildet ist und wobei das Ausgleichsgewicht (5) an einer Nabe (12) angeformt ist, die den Hohlkörper (2) lokal umschließt und an diesem befestigt ist, wobei der Hohlkörper (2) einenends mit einem Anbindungsbauteil (10) für Antriebsbauteile wie Kettenräder oder Zentrifugen einstückig verbunden ist, wobei das Anbindungsbauteil (10) den Hohlkörper (2) verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) mit dem Anbindungsbauteil (10) mittels Reibschweißen verbunden ist.
  2. Ausgleichswelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (5) in einer Presspassung mit dem Hohlkörper (2) verbunden ist.
  3. Ausgleichswelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionselemente als einzelne Bauteile auf dem Hohlkörper (2) angeordnet und mit diesem in einer Presspassung verbunden sind.
  4. Ausgleichswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (5) und/oder die Funktionselemente zusätzlich formschlüssig mit dem Hohlkörper (2) verbunden sind.
  5. Ausgleichswelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) an der Stelle seiner Verbindung mit dem Ausgleichsgewicht (5) plastisch auf geweitet ist, und dass das Ausgleichsgewicht (5) an dieser Stelle elastisch rückfedernd auf geweitet ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Ausgleichswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Ausgleichsgewichts (5) durch partielles Aufweiten des Hohlkörpers (2) mittels fluidischen Innenhochdrucks erfolgt, wobei der Hohlkörper (2) an der Stelle des aufgeschobenen Ausgleichgewichts (5) und/oder der Funktionselemente lokal plastisch und das Ausgleichsgewicht (5) und/oder die Funktionselemente elastisch zurückfedernd auf geweitet werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Durchgangsöffnung (13) der Nabe (12) und/oder der Wandung der Bohrung (11), mit der das Ausgleichsgewicht (5) und/oder die Funktionselemente auf den Hohlkörper (2) aufgeschoben werden, nichtrotationssymmetrisch ausgebildet wird, und dass mittels fluidischen Innenhochdrucks der Hohlkörper (2) durch zumindest teilweise Anlage an nichtrotationssymmetrischen Flächen der Wandung der Durchgangsöffnung (13) der Nabe (12) und/oder der Wandung der Bohrung (11) mit dem Ausgleichsgewicht (5) und/oder den Funktionselementen formschlüssig verbunden wird.
DE10320747A 2003-05-09 2003-05-09 Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben Expired - Fee Related DE10320747B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10320747A DE10320747B4 (de) 2003-05-09 2003-05-09 Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben
US10/556,121 US7533646B2 (en) 2003-05-09 2004-04-29 Balancing shaft for an internal combustion engine and a method for the production thereof
PCT/EP2004/004541 WO2004099648A1 (de) 2003-05-09 2004-04-29 Ausgleichswelle für eine brennkraftmaschine und ein verfaren zur herstellung derselben
EP04730235A EP1623140A1 (de) 2003-05-09 2004-04-29 Ausgleichswelle für eine brennkraftmaschine und ein verfaren zur herstellung derselben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10320747A DE10320747B4 (de) 2003-05-09 2003-05-09 Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10320747A1 DE10320747A1 (de) 2004-12-09
DE10320747B4 true DE10320747B4 (de) 2007-02-01

Family

ID=33426712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10320747A Expired - Fee Related DE10320747B4 (de) 2003-05-09 2003-05-09 Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7533646B2 (de)
EP (1) EP1623140A1 (de)
DE (1) DE10320747B4 (de)
WO (1) WO2004099648A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061167A1 (de) 2008-12-09 2010-06-10 Daimler Ag Verbundbauteil sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005007143B4 (de) * 2004-10-30 2019-12-05 Tower Automotive Hydroforming Gmbh & Co. Kg Hohlwelle mit darauf durch Innenhochdruckumformen befestigten Funktionselementen und Verfahren zu deren Herstellung
DE102007019008A1 (de) * 2007-04-21 2008-10-23 Schaeffler Kg Verfahren zur Herstellung einer gesenkgeschmiedeten Ausgleichswelle
DE102010032530A1 (de) 2010-07-28 2012-02-02 Gkn Sinter Metals Holding Gmbh Anordnung eines Ausgleichsgewichts an einer Ausgleichswelle
DE102012216418B4 (de) 2012-09-14 2022-02-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Unwuchtwelle
US20160223068A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-04 Caterpillar Inc. Modularized Idler Shaft
DE102015223975B4 (de) 2015-12-02 2020-11-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine
DE102018106766A1 (de) 2018-03-22 2019-09-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Unwuchtwelle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2113193A1 (de) * 1971-03-18 1972-09-28 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Massenausgleich zweiter Ordnung fuer Hubkolbenmaschinen
DE19723378A1 (de) * 1996-06-13 1998-01-02 Volkswagen Ag Ausgleichswelle für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE19832987A1 (de) * 1997-07-23 1999-02-04 Aisin Seiki Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine
DE19957508C1 (de) * 1999-11-30 2001-01-04 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zum Fügen von Fügeteilen auf Hohlprofile mittels fluidischen Innenhochdruckes

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR819193A (fr) 1936-06-18 1937-10-12 Procedes Dabeg Soc D Expl Des Système d'équilibrage d'appareils ou organes rotatifs et plus particulièrement des moteurs à deux temps à simple effet et à cylindres multiples
DE975104C (de) * 1954-02-13 1961-08-10 Daimler Benz Ag Vorrichtung zum Massenausgleich 2. Ordnung fuer eine schnellaufende Vierzylinder-Viertaktbrennkraftmaschine
DE2922509A1 (de) 1979-05-31 1980-12-04 Mannesmann Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung von nockenwellen
US5259268A (en) * 1987-02-10 1993-11-09 Gesenkschmiede Schneider Gmbh Hollowshaft and method for the production thereof
DE3906115C1 (de) * 1989-02-28 1989-11-30 Gkn Cardantec International Gesellschaft Fuer Antriebstechnik Mbh, 4300 Essen, De
US5483932A (en) * 1994-04-21 1996-01-16 Simpson Industries, Inc. Hollow balance shaft
TW323324B (de) * 1996-02-06 1997-12-21 Honda Motor Co Ltd
US5857388A (en) * 1996-07-09 1999-01-12 Simpson Industries, Inc. Balance shafts having minimal mass
US6237442B1 (en) * 1996-07-09 2001-05-29 Simpson Industries, Inc. High value static unbalance-type balance shafts
DE19837091C2 (de) 1998-08-17 2001-10-31 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften einer Brennkraftmaschine
AT5222U1 (de) 1999-10-19 2002-04-25 Steyr Daimler Puch Ag Ausgleichswelleneinheit für hubkolbenmaschinen
US6682437B2 (en) * 2001-01-13 2004-01-27 Metaldyne Machining And Assembly Company, Inc. Static unbalance-type balance shafts with axis alignment preservation
JP3984010B2 (ja) * 2001-08-22 2007-09-26 本田技研工業株式会社 エンジンのバランサー装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2113193A1 (de) * 1971-03-18 1972-09-28 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Massenausgleich zweiter Ordnung fuer Hubkolbenmaschinen
DE19723378A1 (de) * 1996-06-13 1998-01-02 Volkswagen Ag Ausgleichswelle für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE19832987A1 (de) * 1997-07-23 1999-02-04 Aisin Seiki Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine
DE19957508C1 (de) * 1999-11-30 2001-01-04 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zum Fügen von Fügeteilen auf Hohlprofile mittels fluidischen Innenhochdruckes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061167A1 (de) 2008-12-09 2010-06-10 Daimler Ag Verbundbauteil sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
DE10320747A1 (de) 2004-12-09
US7533646B2 (en) 2009-05-19
EP1623140A1 (de) 2006-02-08
US20070251489A1 (en) 2007-11-01
WO2004099648A1 (de) 2004-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0766029B1 (de) Magnetventil sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP2134585B1 (de) Zahnstange oder gewindestange
EP3320230B1 (de) Pendelspanner mit einstellbarem axialspiel und riemenantrieb
DE102006031517A1 (de) Schalteinrichtung für eine druckölbetätigte Nockenwellenstellvorrichtung, sowie Montageverfahren zum Einbau derselben in eine Brennkraftmaschine
DE102005037480A1 (de) Steuerventil und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102008025781A1 (de) Verstellbare Nockenwellenanordnung
EP0328007B1 (de) Gebaute Getriebewelle
EP1456547B1 (de) Hohlwelle
DE3209980C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle
DE10309407B4 (de) Schaltgabel mit einem gabelförmigen Grundkörper aus Blech und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102018103387A1 (de) Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung
EP0922868A2 (de) Axialgelenk
DE10320747B4 (de) Ausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben
DE102008062041A1 (de) Verstellbare Nockenwellenanordnung
EP1969259B1 (de) Schaltanordnung mit einer schaltgabel
DE10330449B3 (de) Nockenwellenversteller
EP0315136B1 (de) Verfahren zur Herstellung von aufgebauten Kurbelwellen durch Aufweiten von in geteilten Zapfen angeordneten Hülsen
DE19840681B4 (de) Mehrteilige Schaltwelle für ein Zahnräderwechselgetriebe
DE102010032236A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hohlkolbens und entsprechender Hohlkolben
DE3206791C2 (de) Nockenwellenbaugruppe
EP2076688B1 (de) Verfahren zum kalibrieren einer elastomerfeder eines lagers
DE10360719A1 (de) Schaltgabel
DE102005056183A1 (de) Zusammengesetzte Kurbelwelle
DE10322250B4 (de) System mit Hilfsnockenwelle und mindestens zwei Lagern und Verfahren zur Herstellung eines Systems mit Hilfsnockenwelle und mindestens zwei Lagern
EP3165721B1 (de) Nockenwelle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE

8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee