DE19832155A1 - Massenausgleichswelle - Google Patents

Abstract

Eine bekannte Massenausgleichswelle wird beispielsweise durch Gießen, Schmieden oder Bearbeiten aus einer Vollwelle hergestellt. Der Bearbeitungsaufwand ist aber in jedem Fall erheblich, da die Lagerstellen einen im Vergleich zu der Grundwelle und den Ausgleichsgewichten zumindest gleich großen Durchmesser aufweist und dieses alles einstückig gefertigt ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die Ausgleichsgewichte 5a, 5b lösbar mit der Ausgleichswelle 2 verbunden und das Antriebszahnrad 3 der Ausgleichswelle 2 ist einstückig mit dieser ausgebildet. Dadurch ist insbesondere im Bereich der Ausgleichsgewichte 5a, 5b der Aufbau der Massenausgleichswelle erheblich vereinfacht, da diese nunmehr aus separaten Bauteilen gefertigt werden kann. Zur paßgenauen Verbindung eines jeden Ausgleichsgewichtes 5a, 5b mit der Ausgleichswelle 2 ist jedes Ausgleichsgewicht 5a, 5b halbscheibenförmig mit einer angenähert dem Außendurchmesser der Ausgleichswelle 2 entsprechenden halbkreisförmigen Ausnehmung 6 ausgebildet, mit der es an der Ausgleichswelle 2 befestigt wird, wobei der Radius der Ausnehmung 6 mit dem Radius der Ausgleichswelle 2 eine Preßpassung bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der durch die hin- und hergehenden Massen hervorgerufenen Massenkräfte bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, bestehend aus zumindest einer parallel zur Kurbelwelle angeordneten und von dieser angetriebenen Ausgleichswelle, auf der zumindest eine Ausgleichsmasse angeord­ net ist, die in zwei Ausgleichsgewichte aufgeteilt ist, die beidseits eines Lagers angeordnet sind.

Eine derartige Massenausgleichswelle ist aus der DE-PS 25 31 239 bekannt. Dabei ist diese Ausgleichswelle beispielsweise durch Gie­ ßen, Schmieden oder Bearbeiten aus einer Vollwelle hergestellt. Der Bearbeitungsaufwand ist aber in jedem Fall erheblich, da die Lager­ stellen einen im Vergleich zu der Grundwelle und den Ausgleichsge­ wichten zumindest gleich großen Durchmesser aufweist und dieses alles einstückig gefertigt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Massenausgleichs­ welle bereitzustellen, deren Herstellungsaufwand gegenüber dem Stand der Technik verringert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ausgleichsgewichte lös­ bar mit der Ausgleichswelle verbunden sind, und daß das Antriebs­ zahnrad der Ausgleichswelle einstückig mit der Ausgleichswelle aus­ gebildet ist. Dadurch ist insbesondere im Bereich der Ausgleichsge­ wichte der Aufbau der Massenausgleichswelle erheblich vereinfacht, da diese nunmehr aus separaten Bauteilen gefertigt werden kann. Dadurch, daß die eigentliche Ausgleichswelle im wesentlichen kreis­ zylindrisch (bis auf die Zähne des Antriebszahnrads) ausgebildet ist, treten an dieser keine zu berücksichtigende Unwuchten auf und die Ausgleichsgewichte können mit vorbestimmten Massen genau gefer­ tigt werden.

Zur paßgenauen Verbindung eines jeden Ausgleichsgewichtes mit der Ausgleichswelle ist jedes Ausgleichsgewicht halbscheibenförmig mit einer angenähert dem Außendurchmesser der Ausgleichswelle ent­ sprechenden halbkreisförmigen Ausnehmung ausgebildet ist, mit der es an der Ausgleichswelle befestigt wird, wobei der Radius der Aus­ nehmung mit dem Radius der Ausgleichswelle eine Preßpassung bil­ det. Dabei ist die Preßpassung so bemessen, daß das Ausgleichsge­ wicht bei einem üblichen Befestigungsverfahren mit der Ausnehmung auf die Ausgleichswelle gepreßt wird. Dadurch wird eine vollflächige Kraftübertragung zwischen den beiden genannten Bauteilen gewähr­ leistet.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Ausgleichsgewicht mit zu­ mindest einer Befestigungsschraube auf der Ausgleichswelle festge­ legt. Diese Schraubenverbindung verursacht einen geringen Bearbei­ tungsaufwand, da die entsprechenden Öffnungen beispielsweise als Bohrungen gefertigt werden können, wobei dann in eine Bohrung ein Gewinde eingearbeitet wird. So ist es im Rahmen der Erfindung ins­ besondere vorgesehen, das Gewinde in die Ausgleichswelle einzuar­ beiten und die entsprechende Schraube durch die Bohrung in dem Ausgleichsgewicht hindurch in das Gewinde einzuschrauben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Antriebszahnrad an die Ausgleichswelle angestaucht. Dieses stellt eine weitere Redu­ zierung des Herstellungsaufwandes dar, da somit von einer gänzlich zylindrischen Ausgleichswelle ausgegangen werden kann, wobei hin­ zukommt, daß ein an eine Welle angestauchtes Antriebszahnrad kostengünstiger als ein separat gefertigtes Zahnrad, das in geeig­ neter Weise an der Welle befestigt wird, herstellbar ist. Hierbei ist es weiterhin vorgesehen, eine dem Antriebszahnrad benachbarte Lager­ stelle ebenfalls so zu stauchen, daß diese einen geringfügig größeren Durchmesser als die übrige Ausgleichswelle aufweist. Diese Stauch­ vorgänge können gleichzeitig oder unmittelbar aufeinanderfolgend vorgenommen werden. Dabei ermöglicht die Fertigung dieser Lager­ stelle mit einem geringfügig größeren Durchmesser das problemlose Aufschieben einer entsprechenden Lagerschale über die ansonsten in ihrem freien Bereich unbearbeitete Ausgleichswelle.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Lagerstellen der Ausgleichs­ welle im Bereich von Tragholmen des Kurbelgehäuses angeordnet. Die Tragholme stellen besonders steif ausgebildete Bereiche des Kurbelgehäuses dar, die vom Zylinderkopfflanschbereich bis zum Öl­ wannenflanschbereich der Brennkraftmaschine reichen. Dadurch, daß die Ausgleichswelle genau in dem Bereich der Tragholme gelagert ist, ist eine insgesamt sehr steife Ausbildung zur Reduzierung der Schall­ abstrahlung gegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeich­ nungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestell­ tes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Massenausgleichs­ welle, die in das teilweise dargestellte Kurbelgehäuse 1 einer selbst­ zündenden Brennkraftmaschine vorzugsweise in Reihenbauart ein­ gesetzt ist. Dabei ist die erfindungsgemäße Massenausgleichswelle insbesondere zum Ausgleich der Massenkräfte oder der Massen­ momente zweiter Ordnung einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine aus­ gelegt und wird somit mit doppelter Kurbelwellendrehzahl von der Kurbelwelle angetrieben. Dabei sind zwei entsprechende Massenaus­ gleichswellen in einer Brennkraftmaschine vorgesehen, die gegen­ sinnig rotieren.

Die Massenausgleichswelle weist eine Ausgleichswelle 2 auf, die im Rohzustand eine zylindrische Vollwelle ist. Endseitig ist dann diese Vollwelle ein Antriebszahnrad 3 und eine benachbarte Lagerstelle 4a angestaucht. Diese Lagerstelle 4a ist soweit gestaucht, daß nach der Bearbeitung dieses Bereiches hier der Durchmesser ca. 3 mm größer als der der zweiten bearbeiteten Lagerstelle 4b zwischen den Aus­ gleichsgewichten 5a, 5b ist. Dadurch ist es problemlos möglich, die Lagerschale für die Lagerstelle 4a über die Ausgleichswelle 2 zu schieben, während der neben der Lagerstelle 4b liegende Bereich der Ausgleichswelle 2 zur Befestigung der Ausgleichsmassen 5a, 5b ge­ nau so wie der Lagerstellenbereich 4b bearbeitet wird. Somit kann hier die zugehörige Lagerschale auch problemlos aufgeschoben wer­ den.

Nachdem die Ausgleichswelle 2 im Bereich des späteren Antriebs­ zahnrades 3 gestaucht ist, werden selbstverständlich die Zahnplan­ ken maschinell in gewohnter Weise hergestellt und ggf. gehärtet.

Wie schon erwähnt, liegt ein zweiter Bearbeitungsbereich dort, wo die zweite Lagerstelle 4b und die daneben angeordneten Ausgleichsge­ wichte 5a, 5b angeordnet sind. Der übrige Bereich der Ausgleichs­ welle bleibt unbearbeitet. Die Ausgleichsgewichte 5a, 5b sind halb­ scheibenförmig mit einer halbkreisförmigen Ausnehmung 6 gefertigt, wobei der Radius der Ausnehmung 6 mit dem Radius der an dieser Stelle bearbeiteten Ausgleichswelle eine Preßpassung bildet (ein ca. 0,2 mm geringerer Bearbeitungsradius). Befestigt werden die Aus­ gleichsgewichte 5a, 5b auf der Ausgleichswelle 2 durch Schrauben 7, die durch radiale Bohrungen durch die Ausgleichsscheiben 5a, 5b in in die Ausgleichswelle 2 eingearbeitete Gewinde hineingeschraubt werden.

Die Massen der beiden Ausgleichsgewichte 5a, 5b sind im Bezug zu der Lagerstelle 4b symmetrisch verteilt, so daß kein Schiefstellen der Ausgleichswelle 2 im Lager und somit kein Kantenschlag auftritt. Die Lage des mittleren Lagers 4b ist im übrigen so gewählt, daß die­ ses zumindest angenähert in der Mitte (bezogen auf die Länge) der Brennkraftmaschine angeordnet ist und im Bereich eines Tragholmes 8, der sich bis zum Zylinderkopf der Brennkraftmaschine erstreckt, angeordnet ist. Dadurch wird hier auch eine sehr steife Ausbildung erreicht. Die Lagerstellen 4a, 4b werden im übrigen durch Bohrungen im Kurbelgehäuse in gewohnter Weise mit Schmieröl versorgt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Ausgleich der durch die hin- und hergehenden Massen hervorgerufenen Massenkräfte bei einer Hubkolben-Brenn­ kraftmaschine, bestehend aus zumindest einer parallel zur Kurbel­ welle angeordneten und von dieser angetriebenen Ausgleichswelle, auf der zumindest eine Ausgleichsmasse angeordnet ist, die in zwei Ausgleichsgewichte aufgeteilt ist, die beidseits eines Lagers ange­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsgewichte (5a, 5b) lösbar mit der Ausgleichswelle (2) verbunden sind und daß das Antriebs­ zahnrad (3) der Ausgleichswelle (3) einstückig mit der Ausgleichs­ welle (2) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ausgleichsgewicht (5a, 5b) halb­ scheibenförmig mit einer angenähert dem Außendurchmesser der Ausgleichswelle (2) entsprechenden halbkreisförmigen Ausnehmung (6) ausgebildet ist, mit der es an der Ausgleichswelle (2) befestigt wird, wobei der Radius der Ausnehmung (6) mit dem Radius der Aus­ gleichswelle (2) eine Preßpassung bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht (5a, 5b) mit zumindest einer Befestigungsschraube (7) an der Ausgleichswelle (2) festgelegt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (3) an die Aus­ gleichswelle (2) angestaucht ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Antriebszahnrad (3) benach­ barte Lagerstelle (4a) einen größeren Durchmesser als die übrige Ausgleichswelle (2) aufweist, wobei diese Durchmesservergrößerung durch Stauchen hergestellt wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen (4a, 4b) im Bereich von Tragholmen (8a, 8b) des Kurbelgehäuses (1) angeordnet sind.