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Patent Searching and Data


Title:
BALANCE SHAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/170191
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a balance shaft (1), comprising a shaft (3) having a bearing journal (7), which, over part of or the whole circumference, is radially set back with respect to axial shoulders (13) of shaft sections (14, 15) adjacent to the bearing journal, and comprising a needle bearing (4), which is arranged on the bearing journal and has an outer ring (9), which forms the outer raceway of the needles (6). The outer ring should be provided with axial shoulders (19), the needles being supported both on the axial shoulders of the shaft sections and on the axial shoulders of the outer ring in both axial directions.

Inventors:
KOCH, Sebastian (Krottental 6a, Forchheim, 91301, DE)
DORN, Stefan (Tiefenlesau 18, Hollfeld, 96142, DE)
Application Number:
DE2019/100190
Publication Date:
September 12, 2019
Filing Date:
March 04, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16F15/26
Domestic Patent References:
WO2011012239A22011-02-03
Foreign References:
EP2065603A12009-06-03
DE102007037287A12009-02-12
DE102008026204A12009-12-03
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Ausgleichswelle (1 ), umfassend eine Welle (3) mit einem Lagerzapfen (7), der teil- oder vollumfänglich gegenüber Axialschultern (13) von an den La- gerzapfen (7) angrenzenden Wellenabschnitten (14, 15) radial zurückspringt, und ein auf dem Lagerzapfen (7) angeordnetes Nadellager (4) mit einem Au- ßenring (9), der die Außenlaufbahn der Nadeln (6) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (9) mit Axialschultern (19) versehen ist, wobei die Nadeln (6) sowohl an den Axialschultern (13) der Wellenabschnitte (14, 15) als auch an den Axialschultern (19) des Außenrings (9) in beide Axial- richtungen abgestützt sind.

2. Ausgleichswelle (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (6) jeweils unmittelbar an den Axialschultern (13) der Wellenabschnit- te (14, 15) und an den Axialschultern (19) des Außenrings (9) axial anlaufen.

3. Ausgleichswelle (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Axialschultern (19) des Außenrings (9) durch einen mit dem Außenring gefügten Stützring (20) gebildet ist.

4. Ausgleichswelle (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (9) mit einem Bund (12) versehen ist, der sich axial mit dem Stütz- ring (9) überlappend in radial auswärtiger Richtung erstreckt.

Description:
Ausqieichswelle

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle, umfassend eine Welle mit einem La- gerzapfen, der teil- oder vollumfänglich gegenüber Axialschultern von an den La- gerzapfen angrenzenden Wellenabschnitten radial zurückspringt, und ein auf dem Lagerzapfen angeordnetes Nadellager mit einem Außenring, der die Außenlauf- bahn der Nadeln bildet.

Derartige Ausgleichswellen werden typischerweise in Massenausgleichsgetrieben von Brennkraftmaschinen eingesetzt, um die freien Massenkräfte und/oder - momente zu kompensieren.

Eine nadelgelagerte Welle mit radial zurückspringenden Lagerzapfen ist aus der Motortechnischen Zeitschrift MTZ 06/2008, S. 518-524 bekannt. Die Radiallage- rung der Welle erfolgt mittels Nadellagern an zwei derartigen Lagerzapfen und am antriebseitigen Endabschnitt mittels eine Gleitlagers, das auch die Axiallagerung der Welle übernimmt. Diese Lageranordnung kann dahingehend nachteilig sein, dass sie mit drei Radiallagern statisch überbestimmt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ausgleichswelle mit konstruktiv verbesserter Lagerung anzugeben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Außenring mit Axialschultern verse- hen ist, wobei die Nadeln sowohl an den Axialschultern der Wellenabschnitte als auch an den Axialschultern des Außenrings in beide Axialrichtungen abgestützt sind. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung dient das Nadellager nicht nur als Radiallager, sondern auch als Axiallager der Welle, so dass mit einer zum Nadel- lager separaten Axiallagerstelle die statische Überbestimmtheit der Lageranord- nung bei entsprechenden Bauraum- und/oder Bauteilkostenvorteilen entfällt.

Die Abstützung der Nadeln an den Axialschultern der Wellenabschnitte und/oder an den Axialschultern des Außenrings kann entweder mittelbar über einen die Na- deln halternden Käfig oder im unmittelbaren axialen Anlauf der Nadeln gegen die Axialschultern erfolgen.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbei- spiel einer erfindungsgemäßen Ausgleichswelle dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 die Ausgleichswelle in perspektivischer Darstellung mit montierten Na- dellagern; Figur 2 die Welle gemäß Figur 1 in perspektivischer Darstellung;

Figur 3 die Axial-Radial-Lagerstelle der Ausgleichswelle gemäß Figur 1 als Ein- zelheit im Längsschnitt; Figur 4 das Axial-Radiallager gemäß Figur 3 als isoliertes Einzelteil.

Die Figuren zeigen eine Ausgleichswelle 1 für ein Massenausgleichsgetriebe, das zum Ausgleich der freien Massenkräfte und -momente zweiter Ordnung einer Brennkraftmaschine in Vierzylinder-Reihenbauweise dient. Der Antrieb der Aus- gleichswelle erfolgt mittels eines - in der Darstellung noch nicht montierten - Ket- ten- oder Zahnrads am antriebseitigen Endabschnitt 2.

Die Ausgleichswelle 1 umfasst die in Figur 2 als Einzelteil dargestellte Welle 3 und zwei als Nadellager 4 und 5 ausgebildete Radiallager, deren Nadeln 6 auf zugehö- rigen Lagerzapfen 7 und 8 der Welle 3 unmittelbar abwälzen. Die Außenlaufbah- nen der Nadeln 6 sind jeweils durch einen Außenring 9 gebildet, der in einem Ge- häuse 10 der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die axiale Positionierung des Au- ßenrings 9 in der Lagerbohrung 11 des Gehäuses 10 erfolgt mittels eines sich ra- dial auswärts erstreckenden Bunds 12, mit dem der Außenring 9 stirnseitig am Gehäuse 10 anschlägt. Jeder Lagerzapfen 7, 8 springt gegenüber Axialschultern 13 der daran angrenzenden Wellenabschnitte 14, 15 und 16 radial teilumfänglich zurück. Der Teilumfang beträgt etwa 200° und verläuft seitens der Unwucht spie- gelsymmetrisch zur Unwuchtebene, die durch die Drehachse 17 der Welle 3 und ihren dazu exzentrischen Massenschwerpunkt aufgespannt wird.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel dient der in den Figuren linke Lagerzapfen 7 sowohl als Radiallager als auch als Axiallager. Dies sei nachfolgend anhand Figur 3, die die Axial-Radial-Lagerstelle der Ausgleichswelle 1 vergrößert zeigt, näher erläutert. Die Axialschultern 13 fassen die in einem Käfig 18 geführten Nadeln 6 mit Axialspiel ein, wobei die Stirnseiten der Nadeln 6 infolge Axialschubs der Welle 3 gegen deren Axialschultern 13 anlaufen. Der Außenring 9 ist mit Axialschultern 19 versehen, die ebenfalls in beide Axialrichtungen als Anlaufflächen für die Stirn- seiten der Nadeln 6 dienen. Damit ist die Welle 3 über den axialen Kraftfluss Axi- alschultern 13 der Wellenabschnitte 14 und 15 - Nadeln 6 - Axialschultern 19 des Außenrings 9 mit vorgegebenem Axialspiel im Gehäuse 10 gelagert. Die in den Figuren 3 und 4 linke Axialschulter 19 des Außenrings 9 ist zwecks Montage der kombinierten Axial-Radial-Lagerstelle durch einen Stützring 20 gebil- det, der mit dem Außenring 9 an einer Position gefügt ist, in der der Stützring 20 axial mit dem Bund 12 des Außenrings 9 überlappt. Bei der Montage wird zu- nächst der Nadelkranz mit dem umfänglich geschlitzten Käfig 18 auf den Lager- zapfen 7 gesetzt, und daraufhin wird der Außenring 9 axial auf den Nadelkranz aufgeschoben. Anschließend wird der Stützring 20 in den Außenring 9 einge- presst. Figur 4 zeigt das auf diese Weise fertig montierte Axial-Radiallager als iso- liertes Einzelteil. Die radiale und axiale Lagerung der Welle 3 erfolgt lediglich an den beiden Lager- zapfen 7 und 8. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Axial-Radial- Lagerstelle über die beiden Wellenabschnitte 15, 16 und den Lagerzapfen 8 mit dem antriebseitigen Endabschnitt 2 verbunden. Alternativ kann der in Figur 1 rech- te Lagerzapfen 8 die Axial-Radial-Lagerstelle bilden, die dann nur über den Wel- lenabschnitt 16 mit dem antriebseitigen Endabschnitt 2 verbunden ist. Liste der Bezuqszahlen

I Ausgleichswelle

2 antriebseitiger Endabschnitt

3 Welle

4 Nadellager

5 Nadellager

6 Nadel

7 Lagerzapfen

8 Lagerzapfen

9 Außenring

10 Gehäuse

I I Lagebohrung

12 Bund

13 Axialschulter eines Wellenabschnitts

14 Wellenabschnitt

15 Wellenabschnitt

16 Wellenabschnitt

17 Drehachse

18 Käfig

19 Axialschulter des Außenrings

20 Stützring