DE19832155A1

DE19832155A1 - Weight force leveling shaft with weights able to be detached from it and with its drive gear wheel made in one with it

Info

Publication number: DE19832155A1
Application number: DE1998132155
Authority: DE
Inventors: Lothar Bauer
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-01-20

Abstract

The leveling shaft (2) has leveling weights (5a,5b) attached to but removable from it. Its drive gear wheel (3) is made in one with it. Each leveling weight is in the form of a half-disk. There are corresponding recesses (6) in the shaft, in which the leveling weights are fixed. The recess and the shaft are a press fit with each other.

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.The invention relates to a device for compensating for the back and forth masses caused mass forces a reciprocating piston internal combustion engine, consisting of at least one arranged parallel to and driven by the crankshaft Balancing shaft on which at least one balancing mass is arranged net, which is divided into two counterweights, the two sides a bearing are arranged.

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.Such a balancing shaft is from DE-PS 25 31 239 known. This balance shaft is, for example, by Gie ß, forging or machining made from a solid shaft. The Processing effort is significant in any case, since the bearings put one in comparison to the fundamental wave and the compensation ge weight at least the same diameter and this everything is made in one piece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Massenausgleichs welle bereitzustellen, deren Herstellungsaufwand gegenüber dem Stand der Technik verringert ist.The invention has for its object a mass balance Provide wave, the manufacturing cost of the State of the art is reduced.

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.This object is achieved in that the counterweights solve bar are connected to the balance shaft, and that the drive the balancer shaft gear in one piece with the balancer shaft is formed. This is particularly in the area of the compensation ge the structure of the mass balance shaft is considerably simplified, since this can now be made from separate components. The fact that the actual balance shaft is essentially circular is cylindrical (except for the teeth of the drive gear), there are no unbalances to be taken into account and the Balance weights can be precisely fed with predetermined masses be done.

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.For the precise connection of each balance weight with the Each balance weight is half disc-shaped with a balance shaft one approximates the outer diameter of the balancer shaft speaking semicircular recess is formed with the it is attached to the balance shaft, the radius of the off Take with the radius of the balancer shaft a press fit bil det. The press fit is dimensioned so that the compensation Ge important in a conventional fastening method with the recess is pressed onto the balancer shaft. This makes a full-surface Power transmission between the two components mentioned accomplishes.

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 a development of the invention, the counterweight is too at least one fastening screw on the balance shaft sets. This screw connection causes little machining processing effort, since the corresponding openings, for example, as Bores can be made, then in a hole Thread is incorporated. So it is within the scope of the invention specially provided to thread the thread into the balancer shaft and screw the corresponding screw through the hole in the Screw the balance weight into the thread.

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 a further embodiment of the invention, the drive gear upset on the balance shaft. This represents another Redu ornamentation of the manufacturing effort, since it is entirely cylindrical balance shaft can be assumed, where comes to that a drive gear up against a shaft less expensive than a separately manufactured gear, which is suitable is attached to the shaft in a manner that can be produced. Here it is further provided a bearing adjacent to the drive gear also place so that it is slightly larger Has diameter than the rest of the balance shaft. This upsetting Operations can take place simultaneously or in immediate succession be made. The production of these bearings is possible make the problem with a slightly larger diameter Slip on a corresponding bearing shell over the otherwise in unprocessed balancer shaft in its free area.

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.In a development of the invention, the bearings are the compensation shaft arranged in the region of support bars of the crankcase. The support bars are particularly rigid areas of the Crankcase represents that from the cylinder head flange area to the oil pan flange area of the internal combustion engine are sufficient. As a result of that the balance shaft is mounted exactly in the area of the support bars, is an overall very rigid training to reduce noise given radiation.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeich nungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestell tes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are the drawing tion description can be seen in the one shown in the figure tes embodiment is described in more detail.

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.The single figure shows a mass balancing shaft according to the invention, which is set in the partially illustrated crankcase 1 of a self-igniting internal combustion engine, preferably in series. The mass balance shaft according to the invention is especially designed to balance the mass forces or the second order mass moments of a 4-cylinder internal combustion engine and is thus driven by the crankshaft at twice the crankshaft speed. Two corresponding mass balance shafts are provided in an internal combustion engine, which rotate against sensible.

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.The mass balance shaft has a balance shaft 2 , which is a cylindrical solid shaft in the raw state. At the end, this solid shaft is a drive gear 3 and an adjacent bearing 4 a upset. This bearing 4 a is compressed so far that after processing this area, the diameter is about 3 mm larger than that of the second machined bearing 4 b between the counterweights 5 a, 5 b. This makes it easily possible to slide the bearing shell for bearing 4 a over the balancer shaft 2 , while the area of the balancer shaft 2 lying next to the bearing 4 b for fastening the balancing masses 5 a, 5 b is processed exactly as the bearing point area 4 b becomes. This means that the associated bearing shell can also be easily slid on.

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.After the balancer shaft 2 in the area of the later drive gear 3 is compressed, the tooth plan ken are of course machined in the usual way and hardened if necessary.

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.As already mentioned, there is a second processing area where the second bearing 4 b and the compensation weights 5 a, 5 b arranged next to it are arranged. The remaining area of the balancing shaft remains unprocessed. The counterweights 5 a, 5 b are made semi-disc-shaped with a semicircular recess 6 , the radius of the recess 6 forming an interference fit with the radius of the balancer shaft machined at this point (an approx. 0.2 mm smaller machining radius). From the weights 5 are secured equal to a, 5 b to the balance shaft 2 by means of screws 7, which through radial bores through the shims 5 a, 5 b in incorporated in the balance shaft 2 threads are screwed.

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.The masses of the two balancing weights 5 a, 5 b are distributed symmetrically with respect to the bearing point 4 b, so that there is no skewing of the balancing shaft 2 in the bearing and thus no edge impact. The location of the middle bearing 4 b is chosen so that the ses is at least approximately in the middle (based on the length) of the internal combustion engine and in the region of a support beam 8 , which extends to the cylinder head of the internal combustion engine, is arranged. A very rigid training is also achieved here. The bearings 4 a, 4 b are otherwise supplied with lubricating oil in the usual way through holes in the crankcase.

Claims

1. Device for balancing the mass forces caused by the reciprocating masses in a reciprocating internal combustion engine, consisting of at least one shaft arranged parallel to the crank and driven by this balancer shaft, on which at least one balancing mass is arranged, which is divided into two balancing weights is arranged on both sides of a bearing, characterized in that the balance weights ( 5 a, 5 b) are detachably connected to the balance shaft ( 2 ) and that the drive gear ( 3 ) of the balance shaft ( 3 ) integrally with the balance shaft ( 2 ) is formed.

2. Device according to claim 1, characterized in that each balance weight ( 5 a, 5 b) is semi-disc-shaped with an approximately the outer diameter of the balance shaft ( 2 ) corresponding semicircular recess ( 6 ) with which it is on the balance shaft ( 2 ) is attached, the radius of the recess ( 6 ) with the radius of the balancer shaft ( 2 ) forms an interference fit.

3. Apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that the balance weight ( 5 a, 5 b) with at least one fastening screw ( 7 ) on the balance shaft ( 2 ) is fixed.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive gear ( 3 ) to the balancer shaft ( 2 ) is upset.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the drive gear ( 3 ) neigh disclosed bearing ( 4 a) has a larger diameter than the rest of the balancer shaft ( 2 ), this increase in diameter being produced by upsetting.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing points ( 4 a, 4 b) in the region of support bars ( 8 a, 8 b) of the crankcase ( 1 ) are arranged.