DE202007011678U1

DE202007011678U1 - balancer shaft

Info

Publication number: DE202007011678U1
Application number: DE202007011678U
Authority: DE
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2017-08-22

Abstract

Ausgleichswelle (1, 1a, 1b, 1c, 1d) zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten einer Hubkolben-Brennkraftmaschine (13), mit zumindest einem Lagerzapfen (2a, 2b, 2c, 2d), an dessen Außenmantelfläche (3a, 3b, 3c, 3d) die Ausgleichswelle (1a, 1b, 1c, 1d) in einer Gehäuselagerstelle (10) der Hubkolben-Brennkraftmaschine (13) radial gelagert ist, und mit zumindest einem an den Lagerzapfen (2a, 2b, 2c, 2d) axial angrenzenden Unwuchtabschnitt (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Außenmantelfläche (3a, 3b, 3c, 3d) des Lagerzapfens (2a, 2b, 2c, 2d) auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite des Unwuchtabschnitts (4) geometrisch durch einen zylindrischen Abschnitt (5) des Lagerzapfens (2a, 2b, 2c, 2d) und durch einen oder mehrere Axialvorsprünge (7a, 7b, 7c, 7d) gebildet ist, welche Axialvorsprünge (7a, 7b, 7c, 7d) unter Bildung eines radialen Hinterschnitts (6) kragenartig vom zylindrischen Abschnitt (5) ausgehen.balancer shaft (1, 1a, 1b, 1c, 1d) to compensate for inertial forces and / or mass moments a reciprocating internal combustion engine (13), with at least one journal (2a, 2b, 2c, 2d), on the outer circumferential surface (3a, 3b, 3c, 3d), the balance shaft (1a, 1b, 1c, 1d) in a housing bearing point (10) the reciprocating internal combustion engine (13) is mounted radially, and at least one axially adjacent to the journal (2a, 2b, 2c, 2d) Imbalance section (4), characterized in that the outer circumferential surface (3a, 3b, 3c, 3d) of the bearing journal (2a, 2b, 2c, 2d) facing away from the unbalance direction Side of the imbalance section (4) geometrically by a cylindrical Section (5) of the journal (2a, 2b, 2c, 2d) and by a or more axial protrusions (7a, 7b, 7c, 7d) is formed, which axial projections (7a, 7b, 7c, 7d) forming a radial undercut (6) like a collar starting from the cylindrical portion (5).

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten einer Hubkolben-Brennkraftmaschine. Die Ausgleichswelle weist zumindest einen Lagerzapfen, an dessen Außenmantelfläche die Ausgleichswelle in einer Gehäuselagerstelle der Hubkolben-Brennkraftmaschine radial gelagert ist, und zumindest einen an den Lagerzapfen axial angrenzenden Unwuchtabschnitt auf.The The invention relates to a balance shaft for balancing mass forces and / or Mass moments of a reciprocating internal combustion engine. The balance shaft has at least one journal, on the outer circumferential surface of the balance shaft in a housing storage location the reciprocating internal combustion engine is mounted radially, and at least one of the bearing journal axially adjacent imbalance section.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Eine derartige Ausgleichswelle geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 10 2004 014 014 A1 hervor. Die dort vorgeschlagene Ausgleichswelle weist zwei Lagerzapfen mit jeweils beidseitig angrenzenden Unwuchtabschnitten auf. Die mit der Ausgleichswelle rotierende Unwuchtwirkung der Unwuchtabschnitte wirkt bekanntermaßen den freien Massenkräften und/oder -momenten der Hub kolben-Brennkraftmaschine gezielt entgegen, indem der Krafteintrag der Unwucht über die Lagerzapfen in zugehörige Gehäuselagerstellen der Hubkolbenbrennkraftmaschine erfolgt. Die relativ zu den Lagerzapfen stillstehende Unwuchtrichtung führt auf der der Unwuchtrichtung zugewandten Seite des Unwuchtabschnitts zur Ausbildung einer Lastzone auf dem Lagerzapfen, während dieser auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite des Unwuchtabschnitts lastfrei oder durch dynamische Einflüsse allenfalls gering belastet ist. Folglich sind massiv ausgebildete Lagerzapfen einer Ausgleichswelle gemäß der zitierten Druckschrift in deren lastfreiem bzw. lastarmem Umfangsbereich mechanisch überdimensioniert. Eine derartige Überdimensionierung ist jedoch gleichbedeutend mit einem nicht erforderlichen Mitführen von Werkstoff und folglich Masse und steht dem weiter zunehmenden Bestreben nach Ressourcen und Umwelt schonendem Leichtbau insbesondere im Automobilbereich unmittelbar entgegen.Such a balance shaft goes out of the class considered as generic DE 10 2004 014 014 A1 out. The balance shaft proposed therein has two bearing journals, each with unbalanced sections adjoining on both sides. The unbalance effect of the imbalance sections rotating with the balance shaft is known to specifically counteract the free inertial forces and / or moments of the stroke piston internal combustion engine, by the force input of the imbalance via the bearing pins into associated housing bearing points of the reciprocating internal combustion engine. The stationary relative to the bearing pin unbalance direction leads to the direction of unbalance facing side of the imbalance section to form a load zone on the journal, while this is on the opposite side of the imbalance unbalanced load or loaded by dynamic influences at best low. Consequently, solidly formed bearing journal of a balance shaft according to the cited document in the no-load or low-load peripheral area are mechanically oversized. However, such over-dimensioning is synonymous with an unnecessary carrying material and consequently mass and is the further increasing desire for resources and environment-friendly lightweight construction, especially in the automotive industry directly.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausgleichswelle der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass der genannte Nachteil mit einfachen Mitteln beseitigt ist. Demnach soll die Ausgleichswelle bei gleicher oder verbesserter Funktion eine gegenüber bekannten Ausführungen deutliche Massenreduzierung aufweisen.Of the The present invention is therefore based on the object, a balance shaft of the aforementioned type so that the said disadvantage eliminated with simple means. Accordingly, the balance shaft with the same or improved function over known designs have significant mass reduction.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach soll die Außenmantelfläche des Lagerzapfens auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite des Unwuchtabschnitts geometrisch durch einen zylindrischen Abschnitt des Lagerzapfens und durch einen oder mehrere Axialvorsprünge gebildet sein, die unter Bildung eines radialen Hinterschnitts kragenartig vom zylindrischen Abschnitt ausgehen. Durch den oder die radialen Hinterschnitte wird der Lagerzapfen auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite des Unwuchtabschnitts, d. h. an seinem lastfreien oder lastarmen Umfangsbereich, gleichsam ausgehöhlt, während der verbleibende zylindrische Abschnitt für eine nach wie vor günstige Struktursteifigkeit des Lagerzapfens in Querrichtung der Ausgleichswelle sorgt. Die Leichtbaukonstruktion der Ausgleichswelle resultiert dabei nur zum Teil auf derjenigen Masse, die der Aushöhlung des Lagerzapfens entspricht. Einen erheblichen und in der Regel weitaus größeren Anteil an der Massenreduzierung hat vielmehr die aus einer solchen Lagerzapfengestaltung unmittelbar folgende Möglichkeit und/oder Notwendigkeit, die ursprüngliche Unwuchtwirkung einer Ausgleichswelle mit massiv zylindrischen Lagerzapfen wiederherzustellen. Dementsprechend kann bzw. muss eine durch die Aushöhlung des Lagerzapfens verursachte Weiteverlagerung des exzentrischen Massenschwerpunkts in Unwuchtrichtung der Ausgleichswelle dadurch kompensiert werden, dass der Ausgleichswelle auch auf der der Unwuchtrichtung zugewandten Seite des Unwuchtabschnitts Material außerhalb des Lagerzapfens entnommen wird.According to the invention this Problem solved by the characterizing features of claim 1, while advantageous Further developments and refinements the dependent claims are removed. Accordingly, the outer circumferential surface of the journal on the side of the imbalance section facing away from the imbalance direction geometrically through a cylindrical portion of the journal and be formed by one or more axial projections under Formation of a radial undercut collar-like from the cylindrical Go out section. By the or the radial undercuts is the bearing pin on the side facing away from the imbalance direction of the Imbalance section, d. H. at its load-free or low-load peripheral area, as it were eroded, while the remaining cylindrical portion for a still favorable structural rigidity of the journal in the transverse direction of the balance shaft provides. The Lightweight construction of the balance shaft results only for Part on the mass corresponding to the excavation of the journal. A substantial and usually much larger share of the mass reduction rather has the immediate from such a bearing journal design following possibility and / or necessity, the original imbalance of a Balance shaft with massive cylindrical bearing pin restore. Accordingly, a must or by the excavation of the Spigot caused wide displacement of the eccentric center of gravity be compensated in unbalance direction of the balance shaft, that the balance shaft also facing on the unbalance direction Side of the imbalance section Material taken outside the trunnion becomes.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung soll der Lagerzapfen, bei entsprechender axialer Anordnung des zylindrischen Abschnitts im Lagerzapfen sowie bei entsprechender Anzahl, Anordnung und Ausbildung der Axialvorsprünge, spiegelsymmetrisch zur Quermittelebene seiner Außenmantelfläche ausgebildet sein. Mit anderen Worten soll der zylindrische Abschnitt axial mittig im Lagerzapfen verlaufen, während zu beiden Seiten des zylindrischen Abschnitts beispielsweise jeweils ein ununterbrochener Axialvorsprung oder mehrere voneinander unabhängige und zum zylindrischen Abschnitt paarweise spiegelsymmetrisch ausgebildete Axialvorsprünge vorgesehen sein können. Wie es an einem später erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert ist, kann es alternativ jedoch auch vorgesehen sein, den zylindrischen Abschnitt axial außermittig im Lagerzapfen und beispielsweise endseitig in diesem anzuordnen, wo bei dann der oder die Axialvorsprünge nur einseitig vom zylindrischen Abschnitt ausgehen.In Advantageous development of the invention, the journal, with a corresponding axial arrangement of the cylindrical portion in the journal and with the appropriate number, arrangement and training the axial projections, be formed mirror-symmetrically to the transverse center plane of its outer circumferential surface. With others Words should the cylindrical portion axially centered in the journal run while on either side of the cylindrical section, for example, respectively an uninterrupted axial projection or more independent and independent to the cylindrical portion in pairs mirror-symmetrical design Axial projections provided could be. How about a later explained embodiment the invention is explained However, it may alternatively be provided, the cylindrical Section axially off-center in the journal and, for example, end to arrange in this where then at or the axial projections only on one side of the cylindrical Go out section.

Außerdem ist es insbesondere im Hinblick auf eine Ausbildung des Lagerzapfens als hydrodynamische Gleitlagerstelle zweckmäßig, wenn die Anzahl, Anordnung und Ausbildung der Axialvorsprünge derart gewählt wird, dass die Außenmantelfläche des Lagerzapfens eine über dessen Umfang konstante Breite aufweist. Unabhängig von der lokalen Belastung des Lagerzapfens in Unwuchtrichtung wird hierdurch der Aufbau eines tragfähigen Schmierfilms im Gleitlager gewährleistet.In addition, it is particularly useful with regard to a design of the journal as a hydrodynamic sliding bearing point when the An number, arrangement and design of the axial projections is selected such that the outer circumferential surface of the journal has a constant width over its circumference. Regardless of the local load of the journal in unbalance direction, the construction of a viable lubricating film is ensured in the sliding bearing.

Weiterhin sollen die Anzahl, Anordnung und Ausbildung der Axialvorsprünge auch derart gewählt werden können, dass die Außenmantelfläche des Lagerzapfens eine über dessen Umfang veränderliche Breite aufweist, wobei die Außenmantelfläche auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite des Unwuchtabschnitts gegenüber der der Unwuchtrichtung zugewandten Seite des Unwuchtabschnitts deutlich verjüngt ist. Eine derartige Gestaltung der Außenmantelfläche schöpft konsequent das eingangs erläuterte Leichtbaupotenzial aus, das sich durch die allenfalls nur geringe Belastung des Lagerzapfens auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite des Unwuchtabschnitts bietet. Eine diesbezüglich besonders vorteilhafte Ausführung des Lagerzapfens ist dann gegeben, wenn die minimale Breite der verjüngten Außenmantelfläche im wesentlichen der Breite des zylindrischen Abschnitts entspricht.Farther should the number, arrangement and design of the axial projections also be chosen like this can, that the outer circumferential surface of the journal one over its scope changeable Width, wherein the outer circumferential surface on the unbalance direction facing away from the imbalance section across from the unbalance direction facing side of the imbalance section clearly rejuvenated is. Such a design of the outer jacket surface consistently draws the beginning explained Lightweight construction potential, which is at best only small Load of the bearing pin facing away from the imbalance direction Side of the imbalance section offers. A particularly advantageous in this regard execution of the journal is given when the minimum width of the tapered Outer lateral surface substantially corresponds to the width of the cylindrical portion.

Unabhängig davon, ob die Außenmantelfläche eine über den Umfang des Lagerzapfens veränderliche oder konstante Breite aufweist, ist es als Alternative nicht nur zu einer hydrodynamischen, sondern auch zu einer mechanischen Gleitlagerung ferner vorgesehen, dass die Außenmantelfläche des Lagerzapfens als Lagersitz für ein Wälzlager dient, mittels welchem die Ausgleichswelle in der Gehäuselagerstelle der Hubkolben-Brennkraftmaschine gelagert ist. Eine radiale bauraumsparende und kostengünstige Radiallagerung der Ausgleichswelle ist insbesondere dann gegeben, wenn das Wälzlager als Nadelhülse ausgebildet ist, wobei die Außenmantelfläche des Lagerzapfens in diesem Fall als Innenlaufbahn für die Nadeln der Nadelhülse dient. Bei der Nadelhülse handelt es sich bekanntermaßen um eine Baueinheit, bestehend aus einem spanlos geformten dünnwandigen Außenring, einem Käfig und darin angeordneten Nadeln.Independently of, whether the outer circumferential surface over the Scope of the trunnion variable or constant width, it is not only an alternative to a hydrodynamic, but also to a mechanical plain bearing further provided that the outer circumferential surface of the journal as a bearing seat for a rolling bearing serves, by means of which the balance shaft in the housing bearing point the reciprocating internal combustion engine is mounted. A radial space-saving and cost-effective Radial bearing of the balance shaft is given in particular then when the rolling bearing as a needle sleeve is formed, wherein the outer circumferential surface of the Bearing pin in this case serves as an inner raceway for the needles of the needle sleeve. At the needle sleeve it is known to a structural unit, consisting of a chipless shaped thin-walled Outer ring, a cage and needles disposed therein.

Darüber hinaus soll es sich bei der Hubkolben-Brennkraftmaschine um eine Vierzylinder-Reihenmaschine mit zwei gegenläufig mit doppelter Kurbelwellendrehzahl rotierenden Ausgleichswellen handeln. Diese dem Fachmann auch als Lancaster-Ausgleich bekannte Anordnung der Ausgleichswellen dient zum Ausgleich der freien Massenkräfte zweiter Ordnung.Furthermore it should be in the reciprocating internal combustion engine to a four-cylinder inline engine with two in opposite directions act with double crankshaft speed rotating balance shafts. This known to those skilled in the art as Lancaster compensation arrangement the balance shafts serves to equalize the free mass forces second Order.

Schließlich sollen die vorgenannten Merkmale und Ausgestaltungen auch beliebig miteinander kombiniert werden können, sofern es möglich und zweckmäßig ist.Finally, should the aforementioned features and configurations also combined with each other can be if possible and is appropriate.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Ausgleichswellen perspektivisch und teilweise vereinfacht dargestellt sind. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:Further Features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which embodiments of the invention balance shafts are shown in perspective and partially simplified. Unless differently mentioned, are the same or functionally identical features or components provided with the same reference numbers. Show it:

1 einen Ausschnitt einer Ausgleichswelle mit in der Breite konstanter Außenmantelfläche eines spiegelsymmetrischen Lagerzapfens; 1 a section of a balancing shaft with a width in the outer circumferential surface of a mirror-symmetrical journal;

2 einen Ausschnitt einer Ausgleichswelle mit in der Breite konstanter Außenmantelfläche eines nicht spiegelsymmetrischen Lagerzapfens; 2 a section of a balance shaft with a width in the outer circumferential surface of a non-mirror-symmetrical journal;

3 einen Ausschnitt einer Ausgleichswelle mit in der Breite veränderlicher Außenmantelfläche eines spiegelsymmetrischen Lagerzapfens; 3 a section of a balance shaft with a width-variable outer circumferential surface of a mirror-symmetrical journal;

4 eine Gesamtdarstellung einer wälzgelagerten Ausgleichswelle und 4 an overall view of a roller bearing balanced shaft and

5 eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Massenausgleich in schematischer Darstellung. 5 a reciprocating internal combustion engine with mass balance in a schematic representation.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings

In den 1 bis 3 sind für das Verständnis der Erfindung wesentliche Abschnitte von stark vereinfacht dargestellten Ausgleichswellen 1a, 1b und 1c offenbart, die zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten einer Hubkolben-Brennkraftmaschine dienen. Dargestellt sind Lagerzapfen 2a, 2b und 2c, an deren Außenmantelflächen 3a, 3b und 3c die Ausgleichswellen 1a, 1b, 1c jeweils in einer hier nicht dargestellten Gehäuselagerstelle der Hubkolben- Brennkraftmaschine radial gelagert sind. Beidseitig der Lagerzapfen 2a, 2b, 2c verlaufen axial an diese angrenzende Unwuchtabschnitte 4, deren Unwucht den freien Massenkräften und/oder -momenten der Hubkolben-Brennkraftmaschine in bekannter Weise definiert entgegenwirkt. Die Lagerzapfen 2a, 2b, 2c lassen sich, geometrisch betrachtet, jeweils in einen gestrichelt dargestellten zylindrischen Abschnitt 5 und einen oder mehrere Axialvorsprünge unterteilen, die auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite der Unwuchtabschnitte 4 kragenartig von den zylindrischen Abschnitten 5 ausgehen. Diese geometrische Betrachtung gilt in analoger Weise für die Kontur der Außenmantelflächen 3a, 3b, 3c der Lagerzapfen 2a, 2b, 2c.In the 1 to 3 are essential for the understanding of the invention essential sections of balance shafts shown greatly simplified 1a . 1b and 1c disclosed, which serve to compensate for inertial forces and / or mass moments of a reciprocating internal combustion engine. Shown are trunnions 2a . 2 B and 2c , on the outer circumferential surfaces 3a . 3b and 3c the balance shafts 1a . 1b . 1c are each mounted radially in a housing bearing point not shown here, the reciprocating internal combustion engine. Both sides of the journals 2a . 2 B . 2c run axially to these adjacent imbalance sections 4 whose imbalance counteracts the free inertial forces and / or moments of the reciprocating internal combustion engine in a known manner. The journals 2a . 2 B . 2c can be geometrically considered, each in a cylindrical section shown in dashed lines 5 and divide one or more axial projections, which on the side facing away from the imbalance direction of the imbalance sections 4 collar-like from the cylindrical sections 5 out. This geometric consideration applies analogously to the contour of the outer circumferential surfaces 3a . 3b . 3c the journal 2a . 2 B . 2c ,

Der in 1 dargestellte Lagerzapfen 2a ist spiegelsymmetrisch zur Quermittelebene seiner Außenmantelfläche 3a ausgebildet, indem der zylindrische Abschnitt 5 axial mittig zur Außenmantelfläche 3a verläuft und von beiden Seiten des zylindrischen Abschnitts 5 jeweils ein über den Umfangsbereich ununterbrochener und einen radialen Hinterschnitt 6 bildender Axialvorsprung 7a ausgeht. Wie eingangs erläutert, sind die radialen Hinterschnitte 6 mit einer die Masse reduzierenden Aushöhlung eines massiv zylindrischen Lagerzapfens gleichzusetzen, wobei die Massenreduzierung zu einer zusätzlichen Verlagerung des Massenschwerpunkts in Unwuchtrichtung der Ausgleichswellen 1a, 1b, 1c führt. Diese zusätzliche Verlagerung kann oder muss durch entsprechendes Entfernen von Material an den Unwuchtabschnitten 4, gleichbedeutend mit einer über die Aushöhlung der Lagerzapfen 2a, 2b und 2c hinausgehenden Massenreduzierung, kompensiert werden.The in 1 illustrated journal 2a is mirror-symmetric to the transverse median plane of its Au ßenmantelfläche 3a formed by the cylindrical section 5 axially centered to the outer surface 3a runs and from both sides of the cylindrical section 5 one continuous over the peripheral area and one radial undercut 6 forming axial projection 7a emanates. As explained above, the radial undercuts 6 to equate with a mass-reducing cavity of a solid cylindrical journal, the mass reduction to an additional shift of the center of mass in unbalance direction of the balance shafts 1a . 1b . 1c leads. This additional displacement may or must be done by appropriately removing material at the imbalance sections 4 , synonymous with one about the hollowing of the journals 2a . 2 B and 2c Beyond mass reduction, be compensated.

Der in 2 dargestellte Lagerzapfen 2b unterscheidet sich von dem Lagerzapfen 2a dadurch, dass der zylindrische Abschnitt 5 bezüglich der Außenmantelfläche 3b hier nicht axial mittig, sondern endseitig angeordnet ist. Der folglich zur Quermittelebene der Außenmantelfläche 3b nicht spiegelsymmetrisch ausgebildete Lagerzapfen 2b weist dementsprechend lediglich einen Axialvorsprung 7b und einen durch diesen gebildeten radialen Hinterschnitt 6 auf.The in 2 illustrated journal 2 B is different from the journal 2a in that the cylindrical section 5 with respect to the outer circumferential surface 3b not axially centered here, but arranged at the end. The consequently to the transverse center plane of the outer circumferential surface 3b not mirror-symmetrical bearing pin 2 B has accordingly only an axial projection 7b and a radial undercut formed therethrough 6 on.

Während die Außenmantelflächen 3a, 3b der in den 1 und 2 dargestellten Lagerzapfen 2a, 2b eine über deren Umfang konstante Breite aufweisen, ist die Außenmantelfläche 3c des Lagerzapfens 2c gemäß 3 auf der der Unwuchtrichtung abgewandten Seite der Unwuchtabschnitte 4 deutlich verjüngt, wobei hier die minimale Breite der Außenmantelfläche 3c der Breite 8 des zylindrischen Abschnitts 5 entspricht. Der zur Quermittelebene seiner Außenmantelfläche 3c wiederum spiegelsymmetrisch ausgebildete Lagerzapfen 2c weist auf jeder Seite des zylindrischen Abschnitts 5 jeweils zwei voneinander getrennte und paarweise spiegelsymmetrisch zur Quermittelebene ausgehende Axialvorsprünge 7c mit den zugehörigen radialen Hinterschnitten 6 auf.While the outer circumferential surfaces 3a . 3b in the 1 and 2 illustrated journal 2a . 2 B have a constant width over the circumference, is the outer circumferential surface 3c of the journal 2c according to 3 on the side of the imbalance sections facing away from the imbalance direction 4 clearly tapered, in which case the minimum width of the outer circumferential surface 3c the width 8th of the cylindrical section 5 equivalent. The transverse center plane of its outer circumferential surface 3c in turn mirror-symmetrical bearing pin 2c points to each side of the cylindrical section 5 two mutually separate and pairwise mirror-symmetrical to the transverse center plane outgoing axial projections 7c with the associated radial undercuts 6 on.

4 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgleichswelle 1d in vollständiger Darstellung. Die Ausgleichswelle 1d wird an einem Antriebsabschnitt 9 beispielsweise über ein Kettenrad oder ein Zahnrad angetrieben und umfasst zwei Lagerzapfen 2d, an deren Außenmantelflächen 3d die Ausgleichswelle 1d in hier nur angedeuteten Gehäuselagerstellen 10 der Hubkolben-Brennkraftmaschine mittels Wälzlagern 11 radial gelagert ist. Die Ausbildung der Lagerzapfen 2d mit axial mittig angeordnetem zylindrischen Abschnitt 5 und davon beidseitig ausgehenden Axialvorsprüngen 7d ist identisch und entspricht geometrisch dem in 3 dargestellten Lagerzapfen 2c, wobei deren Außenmantelflächen 3d je weils als Innenlaufbahn für die Nadeln der hier jeweils als Nadelhülse ausgebildeten Wälzlager 11 dienen. 4 shows a balance shaft according to the invention 1d in full representation. The balance shaft 1d is at a drive section 9 for example, driven by a sprocket or a gear and includes two journals 2d , on the outer circumferential surfaces 3d the balance shaft 1d in here only indicated housing bearing points 10 the reciprocating internal combustion engine by means of rolling bearings 11 is mounted radially. The formation of the journals 2d with axially centrally disposed cylindrical portion 5 and on both sides outgoing axial projections 7d is identical and corresponds geometrically to the in 3 illustrated journal 2c , wherein the outer circumferential surfaces 3d depending Weil as inner raceway for the needles of here each designed as a needle sleeve bearings 11 serve.

Im Hinblick auf ausgeführte Ausgleichswellen sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff „zylindrischer Abschnitt" weniger ein Zylinder im streng geometrischen Sinn (wie insbesondere in 3 dargestellt) zu verstehen ist, sondern vielmehr auch ein Lagerzapfenabschnitt, der im wesentlichen die Form eines Zylinders aufweist. So können beispielsweise Ausformschrägen, die zur Herstellung gegossener oder geschmiedeter Ausgleichswellen erforderlich sind, dazu führen, dass die Breite des zylindrischen Abschnitts 5 im verjüngten Umfangsbereich des Lagerzapfens 2c oder 2d die Breite des in 3 gestrichelt dargestellten Bereichs unterschreitet. Entsprechendes gilt für Fasen oder dergleichen, so dass sich beispielsweise die in 3 dargestellte minimale Breite der Außenmantelfläche 3c tatsächlich aus der Breite 8 des zylindrischen Abschnitts 5 abzüglich der Fasen und/oder der Ausformschrägen ergäbe.With regard to compensating shafts, it should be expressly pointed out that the term "cylindrical section" means less than one cylinder in the strictly geometrical sense (in particular in 3 shown), but rather also a journal portion, which has substantially the shape of a cylinder. For example, draft angles required to produce cast or forged balancer shafts can result in the width of the cylindrical section 5 in the tapered peripheral region of the journal 2c or 2d the width of the in 3 Dashed area below falls below. The same applies to chamfers or the like, so that, for example, in 3 illustrated minimum width of the outer circumferential surface 3c actually out of the width 8th of the cylindrical section 5 minus the chamfers and / or the draft angles would result.

Zur Versteifung der Ausgleichswelle 1d dienen von den Lagerzapfen 2d ausgehende Streben 12, die eine Deformation der Ausgleichswelle 1d auch bei sehr hohen Drehzahlen insbesondere im Hinblick auf eine unzulässige Verkippung der Lagerzapfen 2d in den Nadelhülsen 11 in ertragbaren Grenzen hält.For stiffening the balance shaft 1d serve from the journals 2d outgoing struts 12 that is a deformation of the balancer shaft 1d even at very high speeds, especially with regard to an impermissible tilting of the journals 2d in the needle sleeves 11 keeps within sustainable limits.

Die bevorzugte Anwendung der Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine in 4-Zylinder-Reihenbauweise mit einem auch als Lancaster-Ausgleich bekannten Massenausgleichsgetriebe zum Ausgleich freier Massenkräfte zweiter Ordnung. Eine solches Massenausgleichsgetriebe geht aus dem in 5 dargestellten Getriebeschema der dort mit 13 bezeichneten Hubkolben-Brennkraftmaschine hervor. Diese umfasst in bekannter Art und Weise einen in einem Zylinder 14 oszillierenden Kolben 15, dessen Längsbewegung über ein Pleuel 16 in eine Rotation einer Kurbelwelle 17 umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 17 treibt – hier über eine Zwischenwelle 18 – zwei Ausgleichswellen 1 mit Unwuchten 19 an, wobei die Ausgleichswellen 1 parallel zur Kurbelwelle 17 mit doppelter Kurbelwellendrehzahl gegenläufig rotieren.The preferred application of the invention relates to a reciprocating internal combustion engine in 4-cylinder series construction with a known as Lancaster compensation mass balancing gear to compensate for free mass forces second order. Such a mass balance gear goes out of the in 5 shown transmission scheme of there with 13 designated reciprocating internal combustion engine. This includes in a known manner one in a cylinder 14 oscillating piston 15 , whose longitudinal movement via a connecting rod 16 in a rotation of a crankshaft 17 is implemented. The crankshaft 17 drives - here on an intermediate wave 18 - two balance shafts 1 with imbalances 19 on, with the balance shafts 1 parallel to the crankshaft 17 Rotate in opposite directions with double crankshaft speed.

1, 1a–d1, 1a-d: Ausgleichswellebalancer shaft
2a–d2a-d: Lagerzapfenpivot
3a–d3a-d: AußenmantelflächeOuter casing surface
44: Unwuchtabschnittunbalanced section
55: zylindrischer Abschnittcylindrical section
66: radialer Hinterschnittradial undercut
7a–d7a-d: Axialvorsprungaxial projection
88th: Breite des zylindrischen Abschnittswidth of the cylindrical section
99: Antriebsabschnittdriving section
1010: GehäuselagerstelleHousing bearing
1111: Wälzlager/NadelhülseRolling bearings / needle roller bearing
1212: Strebestrut
1313: Hubkolben-BrennkraftmaschineReciprocating internal combustion engine
1414: Zylindercylinder
1515: Kolbenpiston
1616: Pleuelpleuel
1717: Kurbelwellecrankshaft
1818: Zwischenwelleintermediate shaft
1919: Unwuchtunbalance

Claims

Balance shaft ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) for balancing mass forces and / or mass moments of a reciprocating internal combustion engine ( 13 ), with at least one journal ( 2a . 2 B . 2c . 2d ), on the outer circumferential surface ( 3a . 3b . 3c . 3d ) the balance shaft ( 1a . 1b . 1c . 1d ) in a housing storage location ( 10 ) of the reciprocating internal combustion engine ( 13 ) is mounted radially, and at least one of the bearing pin ( 2a . 2 B . 2c . 2d ) axially adjacent imbalance section ( 4 ), characterized in that the outer circumferential surface ( 3a . 3b . 3c . 3d ) of the journal ( 2a . 2 B . 2c . 2d ) on the side of the imbalance section facing away from the imbalance direction ( 4 ) geometrically through a cylindrical section ( 5 ) of the journal ( 2a . 2 B . 2c . 2d ) and by one or more axial projections ( 7a . 7b . 7c . 7d ), which axial projections ( 7a . 7b . 7c . 7d ) forming a radial undercut ( 6 ) collar-like from the cylindrical portion ( 5 ) go out.

Balance shaft ( 1a . 1c . 1d ) according to claim 1, characterized by the axial arrangement of the cylindrical portion ( 5 ) in the journal ( 2a . 2c . 2d ) as well as the number, arrangement and design of the axial projections ( 7a . 7c . 7d ) such that the journal ( 2a . 2c . 2d ) mirror-symmetrical to the transverse center plane of its outer circumferential surface ( 3a . 3c . 3d ) is trained.

Balance shaft ( 1a . 1b ) according to claim 1, characterized by the number, arrangement and design of the axial projections ( 7a . 7b ) such that the outer circumferential surface ( 3a . 3b ) of the journal ( 2a . 2 B ) has a constant width over its circumference.

Balance shaft ( 1c . 1d ) according to claim 1, characterized by the number, arrangement and design of the axial projections ( 7c . 7d ) such that the outer circumferential surface ( 3c . 3d ) of the journal ( 2c . 2d ) has a variable width over its circumference, wherein the outer circumferential surface ( 3c . 3d ) on the side of the imbalance section facing away from the imbalance direction ( 4 ) with respect to the unbalance direction facing side of the imbalance section ( 4 ) is significantly rejuvenated.

Balance shaft ( 1c . 1d ) according to claim 4, characterized in that the minimum width of the outer circumferential surface ( 3c . 3d ) substantially the width ( 8th ) of the cylindrical section ( 5 ) corresponds.

Balance shaft ( 1d ) according to claim 1, characterized in that the outer circumferential surface ( 3d ) of the journal ( 2d ) as a bearing seat for a rolling bearing ( 11 ), by means of which rolling bearing ( 11 ) the balance shaft ( 1d ) in the housing storage location ( 10 ) of the reciprocating internal combustion engine ( 13 ) is stored.

Balance shaft ( 1d ) according to claim 6, characterized in that the rolling bearing ( 11 ) is formed as a needle sleeve, wherein the outer circumferential surface ( 3d ) of the journal ( 2d ) serves as an inner race for the needles of the needle sleeve.

Balance shaft ( 1 ) according to claim 1, characterized in that it is in the reciprocating internal combustion engine ( 13 ) to a four-cylinder in-line engine with two counter-rotating with double crankshaft speed balance shafts ( 1 ).