DE20022434U1

DE20022434U1 - Lagerung einer schnellaufenden Welle und Verbrennungskraftmaschine mit einer so gelagerten Ausgleichswelle

Info

Publication number: DE20022434U1
Application number: DE20022434U
Authority: DE
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2010-10-14
Also published as: AT4394U1; WO2001027482A1

Description

STEYR-DAIMLER-PUCH H- ^{Juni 2001}

Fahrzeugtechnik AG & CO KG DEGD-75825.8

LAGERUNG EINER SCHNELLAUFENDEN WELLE UND VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE MIT EINER SO GELAGERTEN AUSGLEICHS WELLE

Die Erfindung betrifft die Lagerung einer schnellaufenden und kein oder ein geringes Drehmoment übertragenden Welle in Gehäuseteilen mittels zwei Radiallagem und mindestens einem Spurlager, wobei eine Stirnfläche der Welle eine Druckkammer begrenzt, die in einem ein Radiallager aufnehmenden Gehäuseteil ausgebildet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um die Vorgelegewelle eines Getriebes, die im direkten Gang unbelastet mitläuft, oder insbesondere um eine Ausgleichswelle einer Verbrennungskraftmaschine handeln.

Vor allem Ausgleichswellen rotieren mit sehr hoher Drehzahl (meist mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl) und übertragen kein Drehmoment.

Bei gleichförmiger Bewegung (keine Änderung der Motordrehzahl) tritt bei diesen als einziges Moment die Lagerreibung auf, die sehr gering ist. Ausgleichswellen werden meist über Zahnräder angetrieben und in Gleitlagern gelagert. Unter diesen Bedingungen führt die minimale Ungleichförmigkeit der Drehzahl eines Verbrennungsmotors zu Anlagewechseln an den Zahnflanken und in den Lagern, insbesondere im Spurlager. Das wird als Klap-

pergeräusch hoher Frequenz wahrgenommen, als sehr störend empfunden und verringert ausserdem die Lebensdauer.

Zwar ist es aus dem DE GM 23 17 204 bekannt, eine Welle in Gehäuseteilen mittels zwei Lagern, von denen eines auch als Spurlager dient, zu lagern, wobei eine kreisringförmige Stirnfläche der Welle eine Druckkammer begrenzt, die in einem die Lager aufnehmenden Gehäuseteil ausgebildet ist. Dabei handelt es sich jedoch um die Entlastung eines Lagers von den bei einer Reibschweissmaschine erheblichen Achsialkräften durch eine eigens dafür bestimmte Druckleitung, die mit der zu dem die Belastung des Lagers verursachenden Arbeitskolben verbunden ist.

Um die Nachteile der oben genannten Lagerung unbelasteter Wellen zu beheben, ist erfmdungsgemäß vorgesehen, daß mindestens eine Stirnfläche der Welle so mit einer Druckkraft beaufschlagt ist, daß das Spurlager belastet wird, der Gehäuseteil eine Bohrung für die Zufuhr von Schmieröl zum Radiallager aufweist, und daß die Druckkammer von aus dem Radiallager austretendem Schmieröl mit Druckmedium versorgt wird. Durch diese Druckkraft wird die Belastung des Spurlagers etwas erhöht, wodurch auch das Reibungsmoment geringfügig erhöht und eine Dämpfungswirkung ausgeübt wird. Das reicht aus, um Schwingungen und Klappergeräusche zu minimieren. Auch Schwingungen der Welle in achsialer Richtung werden so gedämpft. Solche können bei Antrieb der Welle über schrägverzahnte Zahnräder auftreten, weil das pulsierende Antriebsmoment des Motors auch eine axiale Kraftkomponente hervorruft.

Dadurch, dass die Druckkammer von aus dem Radiallager austretendem Schmieröl mit Druckmedium versorgt wird, bedarf sie keiner eigenen Druckmediumzufuhr. Da bei hydrodynamischer Schmierung immer eine gewisse Menge, bei steigender Drehzahl sogar eine wachsende Menge, Flüssigkeit nach getaner Arbeit aus dem Schmierspalt austritt, ist die Ölversorgung der Druckkammer immer sichergestellt und dem steigenden Bedarf angepasst.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Druckkammer weiters durch einen auf dem Gehäuseteil angebrachten Deckel zu begrenzen (Anspruch 2). In Weiterbildung der Erfindung schließlich kann im Deckel ein Druckbegrenzungsventil, vorgesehen sein, das den Druck in der Druckkammer begrenzt (Anspruch 3). So kann unter allen Betriebsbedingungen der für die optimale Dämpfung nötige, im allgemeinen relativ geringe Druck genau eingehalten werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1: Einen Achsialschnitt einer ersten Ausführungsform der Er

findung,

Fig.2: einen schematischen Achsialschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in zwei Varianten.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Gehäuses mit 1 bezeichnet. Das ist beispielsweise der untere Teil des Gehäuses eines Verbrennungsmotors. Ein rechter Gehäuseteil 2 nimmt ein rechtes Radiallager 4 auf und ein linker Gehäuseteil 3 ein linkes Radiallager 5. In diesen beiden Lagern ist eine schnell drehende

und kein oder ein geringes Drehmoment übertragende Welle 6, hier eine Ausgleichswelle gelagert. Sie wird von einem hier mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle in Verbindung stehenden Zahnrad 8 angetrieben, daß mit einem mit der Welle 6 drehfest verbundenen Zahnrad 7 zusammenwirkt. Dieses ist hier einstückig mit einer Nabe 9 und zwei Ausgleichsmassen 10 auf der Welle 6 angeordnet.

Die Radiallager 4, 5 werden von Lagerbüchsen 12, 13 gebildet, die gleichzeitig mit der Nabe 9 zusammenwirkende Spurlager bilden. Dazu weist die Lagerbüchse 13 einen Kragen 14 auf, der im Zusammenwirken mit der Nabe 9 das hier relevante Spurlager bildet. In dem rechten Gehäuseteil. 2 (wie auch im linken Gehäuseteil 3) ist eine Bohrung 15 für die Zufuhr von Schmieröl vorgesehen, die mit einem Ringkanal 16 in Verbindung steht, von dem das Schmieröl durch nicht sichtbare Löcher in den Schmierspalt zwischen der Welle 6 und der Lagerbüchse 12 gelangt.

Der rechte Gehäuseteil 2 besitzt für die Aufnahme der Lagerbüchse 12 eine Sackbohrung 17, die sich über die Länge der Lagerbüchse 12 hinaus erstreckt und so einen Druckraum 18 bildet, in den das Öl aus dem Schmierspalt unter einem gewissen Druck gelangt. Da der Druckraum 18 ansonsten hermetisch abgeschlossen ist, übt der in ihm herrschende Druck eine Druckkraft 20 auf die Stirnfläche 19 der Welle 6 aus. Diese Druckkraft wird von der Welle 6 über die Nabe 9 übertragen, die sich in dem Spurlager 14 im linken Gehäuseteil 3 abstützt. Die durch den erhöhten Auflagerdruck in dem Spurlager 14 geringfügig erhöhten Reibungswiderstände üben zu einem guten Teil die erfindungsgemäße Wirkung aus. Auch der im Druckraum 18 ausgebildete Ölpolster wirkt dahingehend.

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Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Teile sind gleich bezeichnet. Es ist angedeutet, daß die Welle 6 wesentlich länger als im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sein kann. Der Unterschied zu Fig. 1 besteht darin, daß der Antrieb der Welle 6 über ein ausserhalb des linken Gehäuseteiles 3 liegendes 2'ahnrad 27 erfolgt und daß an Stelle der Sackbohrung im rechten Gehäuseteil 2 ein Deckel 28 vorgesehen und mit angedeuteten Schrauben 29 befestigt ist. An diesem Deckel 28 ist entweder ein Überdruckventil bzw Druckbegrenzungsventil 30 angebracht das den Druck im Druclcraum 18 auf einen optimalen der Dämpfungswirkung entsprechenden Druck hält. Wird dieser überschritten, so gibt das Überdruckventil 30 den Weg aus der Druckkammer 18 über einen Ablauf 31 in einen nicht dargestellten Ölsumpf frei. Diese Lösung wird gewählt, wenn der durch die Bohrung 15 (Fig. 1) dem Lager zugefuhrte Öldruck sehr hoch ist und stark schwankt.

Alternativ kann der Druclcraum 18 auch von einer Ölpumpe 34 aus über ein Druckbegrenzungsventil 30' (z.B. eine Druckwaage) mit Öl versorgt und auf dem richtigen Druck gehalten werden.

Claims

1. Lagerung einer schnellaufenden und kein Drehmoment übertragenden Welle (6) in Gehäuseteilen mittels zwei Radiallagern (4, 5) und mindestens einem Spurlager (14), wobei eine Stirnfläche (19) der Welle eine Druckkammer (18) begrenzt, die in einem ein Radiallager (4) aufnehmenden Gehäuseteil (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (19) der Welle (6) so mit einer Druckkraft (20) beaufschlagt ist, daß das Spurlager (14) bei astet wird, der Gehäuseteil (2) eine Bohrung (15) für die Zufuhr von Schmieröl zum Radiallager (4) aufweist, und daß die Druckkammer (18) von aus dem Radiallager (4) austretendem Schmieröl mit Druckmedium versorgt wird.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer weiters von einem auf dem Gehäuseteil (2) angebrachten Deckel (28) gebildet ist.

3. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckbegrenzungsventil (30, 30') vorgesehen ist, das den Druck in der Druckkammer (18) begrenzt (Fig. 2).