DE10322308B4 - Ausgleichswellenlager - Google Patents

Abstract

Getriebewelle (1) für einen Masse-Ausgleich mit mindestens zwei mit Abstand a angeordneten Wellenlagern (2.1, 2.1') und mindestens einer mit Bezug zu einer Symmetrieachse (3) der Welle (1) asymmetrisch angeordneten Ausgleichsmasse (4), die zwischen den zwei Wellenlagern (2.1, 2.1') angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (4) über mindestens zwei Masse-Lager (5, 5') mit der Getriebewelle (1) beidseitig im Bereich der Wellenlager (2.1, 2.1') verbunden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Getriebewelle für einen Masse-Ausgleich mit mindestens zwei mit Abstand a angeordneten Wellenlagern und mindestens einer mit Bezug zu einer Symmetrieachse der Welle asymmetrisch angeordneten Ausgleichsmasse, die zwischen den zwei Wellenlagern angeordnet ist.
• Es ist bereits eine Grundwelle aus der DE 197 23 378 A1 bekannt, bei der ein Ausgleichsgewicht mittels eines Verbindungselements lösbar befestigt und ein die Getriebewelle antreibendes Antriebsrad formschlüssig auf der Grundwelle festgelegt ist, wobei das Verbindungselement das Ausgleichsgewicht radial durchsetzt und sich in das formschlüssige Verbindungsteil der Grundwelle erstreckt. Das Ausgleichsgewicht erstreckt sich dabei im Wesentlichen in radialer Richtung und ist mit Bezug auf die axiale Position im Bereich eines Wellenlagers angeordnet.
• Aus der DE 198 32 987 A1 ist eine Getriebewelle bekannt, deren Ausgleichsmasse über die Länge der Welle verteilt innerhalb der Hohlwelle angeordnet ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebewelle derart auszubilden und anzuordnen, dass die Biegebelastung der Wellenlager optimiert wird.
• Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Ausgleichsmasse über mindestens zwei Masse-Lager mit der Getriebewelle beidseitig im Bereich der Wellenlager verbunden ist. Hierdurch wird erreicht, dass die durch die Ausgleichsmasse generierten Lagerkräfte an der Welle unmittelbar im Bereich der Wellenlager angreifen. Die durch die generierten Radialkräfte erzeugte Biegebelastung der Welle und die Belastung der Wellenlager wird damit auf ein Minimum reduziert.
• Hierzu ist es vorteilhaft, dass neben den als drehfeste Steckverbindung ausgebildeten Masse-Lagern der Kraftfluss zwischen der Ausgleichsmasse und der Getriebewelle zumindest in radialer Richtung unterbrochen ist. Durch die Unterbrechung des Kraftflusses in radialer Richtung zumindest im Bereich zwischen den beiden Masse-Lagern, wird eine ungünstige Hebelwirkung der resultierenden Beschleunigungskraft der Masse verhindert.
• Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass zwischen dem Masse-Lager und dem Wellenlager ein Lagerabstand L vorgesehen ist, wobei das Verhältnis des Lagerabstands L zum Abstand A maximal 0,4, insbesondere 0,01–0,2 ist. Durch Reduktion dieses Verhältnisses auf ein Minimum wird der resultierende Hebelarm der Massekraft proportional reduziert.
• Ferner ist es vorteilhaft, dass die Getriebewelle und die Ausgleichsmasse einteilig ausgebildet sind, wobei der Kraftfluss zwischen der Ausgleichsmasse und der Getriebewelle durch eine einen Spalt bildende Ausnehmung gewährleistet ist. Die Ausbildung des Spalts zwischen der Ausgleichsmasse und der Welle im Bereich zwischen den beiden Masse-Lagern kann zum einen bei der Herstellung berücksichtigt werden oder, wenn dies nicht gewährleistet ist, muss dieser Spalt nachträglich nach dem Gießen erzeugt werden.
• Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Steckverbindung als Welle-Ring-Verbindung mit einem Polygon- oder einem Zahnprofil ausgebildet ist. Die Verwendung eines Zahnprofils würde im Falle einer Nut- und Federverbindung sehr einfach und kostengünstig gewährleistet werden. Daneben ist die Ausbildung als Polygon-Profil hinsichtlich der zu berücksichtigenden Relativbewegungen mit Rücksicht auf einen akustischen Eintrag vorteilhaft.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die Ausgleichsmasse einen die Steckverbindung teilweise bildenden Lagerring aufweist, der auf die Welle aufsteckbar ist. Die Ausbildung als Lagerring gewährleistet eine einfache Herstellung durch Räumen des Innenprofils, so dass beide Ringe synchron auf den jeweiligen Wellenabschnitt aufgeschoben werden können.
• Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass der Lagerring als Wellenschulter ausgebildet und die Welle in axialer Richtung fixierbar ist. Bei entsprechend axialer Fixierung des Lagerrings auf der Welle ist eine zusätzliche Wellenschulter zur axialen Lagerung der Welle nicht erforderlich. Die Herstellung der Welle wird bei Auslassung einer Wellenschulter erheblich vereinfacht.
• Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Welle einen die Steckverbindung teilweise bildenden Wellenabschnitt aufweist und der Lagerring durch die Steckverbindung in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung festsetzbar ist. Bei der Verwendung einer zusätzlichen Wellenschulter müsste die Steckverbindung bzw. das Masselager lediglich den Kraftfluss in Umfangsrichtung sowie in radialer Richtung gewährleisten. Die axiale Fixierung der Ausgleichsmasse würde in diesem Fall durch die Wellenschulter gewährleistet.
• Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in der Figur dargestellt.
• Dabei zeigt die Figur eine Getriebewelle 1 mit einem stirnseitig angeordneten ersten Wellenlager 2.1 und einem ebenfalls stirnseitig angeordneten zweiten Wellenlager 2.1'. Zwischen beiden Wellenlagern 2.1, 2.1' erstreckt sich die als Ausgleichswelle ausgebildete Getriebewelle 1 sowie eine Ausgleichsmasse 4. Die Ausgleichsmasse 4 ist dabei über eine Steckverbindung 5, die als Masse-Lager dient, mit der Ausgleichsmasse 4 verbunden. Hierzu weist die Ausgleichsmasse 4 stirnseitig, beidseitig einen Lagerring 5.2 auf, der mit einem profilierten Wellenabschnitt 5.1, 5.1' der Getriebewelle 1 eine drehfeste Verbindung bildet.
• Der so aufgesteckte Lagerring 5.2 bildet zudem eine Wellenschulter, die zur axialen Lagerung der Getriebewelle 1 dient.
• Zwischen der Getriebewelle 1 und der Ausgleichsmasse 4 ist ein Spalt 3.4 vorgesehen, so dass im Bereich zwischen beiden Masse-Lagern 5, 5' der Kraftfluss in radialer Richtung unterbrochen ist.
• Die beiden Wellenlager 2.1, 2.1' weisen dabei einen Abstand A auf. Daneben weist das jeweilige Masse-Lager 5, 5' und das dazugehörige ebenfalls stirnseitig angeordnete Wellenlager 2.1, 2.1' einen Lagerabstand L auf. Das Verhältnis der beiden Abstände A zu L beträgt dabei 11,25, so dass L gleich 8,8% von A ist.
• In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Getriebewelle 1 und die Ausgleichsmasse 4 einteilig hergestellt, wobei der Spalt 3.4 in Form einer Ausnehmung nachträglich eingebracht ist.

Claims (8)

1. Getriebewelle (1) für einen Masse-Ausgleich mit mindestens zwei mit Abstand a angeordneten Wellenlagern (2.1, 2.1') und mindestens einer mit Bezug zu einer Symmetrieachse (3) der Welle (1) asymmetrisch angeordneten Ausgleichsmasse (4), die zwischen den zwei Wellenlagern (2.1, 2.1') angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (4) über mindestens zwei Masse-Lager (5, 5') mit der Getriebewelle (1) beidseitig im Bereich der Wellenlager (2.1, 2.1') verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben den als drehfeste Steckverbindung (5) ausgebildeten Masse-Lagern (5, 5') der Kraftfluss zwischen der Ausgleichsmasse (4) und der Getriebewelle (1) zumindest in radialer Richtung unterbrochen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Masse-Lager (5) und dem Wellenlager (2.1) ein Lagerabstand l vorgesehen ist, wobei das Verhältnis des Lagerabstands l zum Abstand a maximal 0,4, insbesondere 0,01 bis 0,2 ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewelle (1) und die Ausgleichsmasse (4) einteilig ausgebildet sind, wobei der Kraftfluss zwischen der Ausgleichsmasse (4) und der Getriebewelle (1) durch eine einen Spalt (3.4) bildende Ausnehmung gewährleistet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung (5) als Welle-Ring-Verbindung mit einem Polygon- oder einem Zahnprofil ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (4) einen die Steckverbindung teilweise bildenden Lagerring (5.2) aufweist, der auf die Welle (1) aufsteckbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (5.2) als Wellenschulter ausgebildet und die Welle (1) in axialer Richtung fixierbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) einen die Steckverbindung (5) teilweise bildenden Wellenabschnitt (5.1) aufweist und der Lagerring (5.2) durch die Steckverbindung (5) in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung festsetzbar ist.