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Die Erfindung betriff eine Unwuchtwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1.
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Eine solche Unwuchtwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits der
EP 2 017 486 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Unwuchtwelle weist wenigstens einen Lagersitz auf, welcher auch als Lagerabschnitt, Lagerstelle oder Lagerbereich bezeichnet wird. Mittels des Lagersitzes ist die Unwuchtwelle um eine Drehachse drehbar zu lagern. Ferner weist die Unwuchtwelle wenigstens einen Unwuchtbereich auf, durch welchen zumindest eine Unwucht der Unwuchtwelle gezielt gebildet ist. Beispielsweise ist der Unwuchtbereich exzentrisch zur Drehachse angeordnet, sodass durch den Unwuchtbereich die genannte Unwucht gebildet ist.
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Die Unwuchtwelle wird beispielsweise als Ausgleichswelle eines Massenausgleichs verwendet, mittels welchem Massenkräfte, welche bei einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine auftreten, zumindest teilweise ausgeglichen werden können. Der Massenausgleich umfasst beispielsweise ein Gehäuseelement, an welchem die Unwuchtwelle über den Lagersitz um die Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbar zu lagern ist. Dabei ist die Unwuchtwelle über den Lagersitz in radialer Richtung der Unwuchtwelle an dem Gehäuseelement abstützbar beziehungsweise abgestützt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Unwuchtwelle der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Gewicht der Unwuchtwelle besonders gering gehalten werden kann und bei gleichzeitiger Realisierung einer besonders hohen Steifigkeit der Unwuchtwelle.
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Diese Aufgabe wird durch eine Unwuchtwelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Unwuchtwelle der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das Gewicht der Unwuchtwelle besonders gering gehalten werden kann bei gleichzeitiger Realisierung einer besonders hohen Steifigkeit der Unwuchtwelle, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Lagersitz jeweils zur axialen Richtung der Unwuchtwelle sowie über Kreuz verlaufende Stege aufweist, welche jeweilige, sich an die Stege anschließende Teilbereiche des Lagersitzes in radialer Richtung nach außen überragen. Mit anderen Worten weist der Lagersitz wenigstens zwei Stege auf, welche über Kreuz verlaufen, sich jeweils schräg zur axialen Richtung der Unwuchtwelle erstrecken und somit beispielsweise ein Kreuz bilden. Da die sich an das Kreuz beziehungsweise an die Stege anschließenden Teilbereiche in radialer Richtung der Unwuchtwelle nach innen hin gegenüber den Stegen zurückversetzt sind, sind durch die Teilbereiche Materialentfernungen beziehungsweise Aussparungen gebildet, sodass der Materialeinsatz beziehungsweise Materialbedarf der Unwuchtwelle und somit ihr Gewicht besonders gering gehalten werden können. Im Vergleich zu vollständig massiv ausgeführten Lagersitzen stellen die Teilbereiche Materialentfernungen dar, sodass das Gewicht der Unwuchtwelle besonders gering gehalten werden kann. Da sich die Stege, welche auch als Lagerstege bezeichnet werden, überkreuzen beziehungsweise überschneiden, kann eine besonders hohe Steifigkeit realisiert werden, da die Stege beispielsweise als Versteifungsrippen fungieren. Ferner kann der Bauraumbedarf der Unwuchtwelle besonders gering gehalten werden.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass Unwuchtwellen mit vollständig ausgeführtem, das heißt vollständig massivem Lagersitz den Nachteil einer besonders hohen Masse und somit eines besonders hohen Gewichts aufweisen, was wiederum Nachteile in Bezug auf Trägheit, Reibung und Gewicht mit sich bringt. Diese Nachteile können bei der erfindungsgemäßen Unwuchtwelle vermieden werden, da die Teilbereiche Materialentfernungen beziehungsweise Aussparungen darstellen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Unwuchtwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Lagersitz, welcher jeweils schräg zur axialen Richtung der Unwuchtwelle und über Kreuz verlaufende Stege aufweist, welche jeweilige, sich an die Stege anschließende Teilbereiche des Lagersitzes in radialer Richtung nach außen überragen; und
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2 eine schematische Draufsicht der Unwuchtwelle.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Unwuchtwelle, welche beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. In seinem vollständig hergestellten Zustand umfasst das Kraftfahrzeug beispielsweise eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug einen beispielsweise als Lanchester-Massenausgleich ausgebildeten Massenausgleich, mittels welchem Massenkräfte, insbesondere zweiter Ordnung, die bei einem Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine auftreten und durch die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine bewirkt werden, zumindest teilweise ausgeglichen werden können.
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Der Massenausgleich umfasst beispielsweise wenigstens ein Gehäuseelement, an welchem die Unwuchtwelle 10 um eine Drehachse 14 relativ zu dem Gehäuseelement drehbar gelagert beziehungsweise zu lagern ist. Üblicherweise umfasst der Massenausgleich wenigstens zwei Unwuchtwellen, von denen in 1 die mit 10 bezeichnete Unwuchtwelle stellvertretend gezeigt ist. Die Unwuchtwelle 10 wird auch als Ausgleichswelle bezeichnet und genutzt, um die Massenkräfte, insbesondere zweiter Ordnung, zumindest teilweise ausgleichen zu können.
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Die Unwuchtwelle 10 weist ferner zwei in axialer Richtung der Unwuchtwelle 10 voneinander beabstandet angeordnete Lagersitze 12 auf, mittels welchen die Unwuchtwelle um die Drehachse 14 relativ zu dem Gehäuseelement drehbar an dem Gehäuseelement zu lagern beziehungsweise gelagert ist. Mit anderen Worten ist die Unwuchtwelle 10 im fertig hergestellten Zustand des Massenausgleichs mittels der Lagersitze 12 an dem Gehäuseelement um die Drehachse 14 relativ zu dem Gehäuseelement drehbar gelagert. Dabei ist die Unwuchtwelle 10 über die Lagersitze 12 drehbar an dem Gehäuseelement drehbar gelagert, wobei die Unwuchtwelle 10 über die Lagersitze 12 in radialer Richtung der Unwuchtwelle 10 an dem Gehäuseelement absützbar beziehungsweise abgestützt ist.
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Ferner weist die Unwuchtwelle 10 Unwuchtbereiche 16a–c auf, durch welche jeweilige Unwuchten der Unwuchtwelle 10 gebildet sind. Beispielsweise ist der jeweilige Unwuchtbereich 16a–c exzentrisch zur Drehachse 14 angeordnet, sodass durch den jeweiligen Unwuchtbereich 16a–c eine jeweilige Unwucht der Unwuchtwelle 10 gezielt gebildet ist. Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass der Unwuchtbereich 16b in axialer Richtung der Unwuchtwelle 10 zwischen den Lagersitzen 12 angeordnet ist. Dabei ist der Unwuchtbereich 16a auf einer dem Unwuchtbereich 16b abgewandten Seite des bezogen auf die Bildebene von 1 linken Lagersitzes 12 angeordnet. Ferner ist der Unwuchtbereich 16c auf einer dem Unwuchtbereich 16b abgewandten Seite des bezogen auf die Bildebene von 1 rechten Lagersitzes 12 angeordnet.
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Um nun das Gewicht der Unwuchtwelle 10 besonders gering zu halten sowie eine besonders hohe Steifigkeit der Unwuchtwelle 10 realisieren zu können, weist der jeweilige Lagersitz 12 vorliegend zwei jeweils schräg zur axialen Richtung der Unwuchtwelle 10 und somit zur Drehachse 14 sowie über Kreuz verlaufende Stege 18 und 20 auf, welche aufgrund dessen, dass sich die Stege 18 und 20 überkreuzen beziehungsweise überschneiden, ein besonders gut aus 2 erkennbares, jeweiliges Kreuz 22 des jeweiligen Lagersitzes 12 bilden. Da die Stege 18 und 20 und somit das jeweilige Kreuz 22 nicht etwa in axialer Richtung neben dem jeweiligen Lagersitz 12 angeordnet sind, sondern Bestandteile des jeweiligen Lagersitzes 12 sind, ist die Unwuchtwelle 10 in ihrem an dem Gehäuseelement drehbar gelagerten Zustand über die jeweiligen Stege 18 und 20 und somit über das jeweilige Kreuz 22 drehbar an dem Gehäuseelement gelagert und insbesondere in radialer Richtung der Unwuchtwelle 10 an dem Gehäuseelement abgestützt.
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Die Stege 18 und 20 und somit das jeweilige Kreuz 22 überragen dabei jeweilige, sich an die Stege 18 und 20 anschließende Teilbereiche 24 des jeweiligen Lagersitzes 12 in radialer Richtung der Unwuchtwelle 10 nach außen hin. Im Vergleich zu vollständig massiv ausgeführten Lagersitzen sind durch die Teilbereiche 24 Materialentfernungen und somit Aussparungen gebildet, welche vorzugsweise in einem nicht beziehungsweise gering belasteten Lagerbereich des Lagersitzes 12 angeordnet sind. Dabei ist der unbelastete beziehungsweise gering belastete Lagerbereich derart ausgeführt, dass sich die Stege 18 und 20 überschneiden und somit das jeweilige Kreuz 22 bilden. Infolge der Materialentfernung kann das Gewicht der Unwuchtwelle 10 besonders gering gehalten werden. Ferner fungieren die Stege 18 und 20 als Versteifungsrippen, sodass gleichzeitig eine besonders hohe Steifigkeit der Unwuchtwelle 10 dargestellt werden kann.
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Da die Unwuchtwelle 10 über die Stege 18 und 20 in radialer Richtung, insbesondere an dem Gehäuseelement, abstützbar ist, werden die Stege 18 und 20 auch als Lagerstege bezeichnet, welche vorliegend zumindest im Wesentlichen in Form eines Kreuzes angeordnet sind beziehungsweise verlaufen. Hierdurch kann eine besonders hohe Steifigkeit der Unwuchtwelle 10 dargestellt werden. Die in 1 und 2 veranschaulichte Ausführung der Unwuchtwelle 10 hält den einzusetzenden Materialbedarf gering und schafft gleichzeitig im Vergleich zu herkömmlichen Unwuchtwellen eine Versteifung der Unwuchtwelle 10.
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Der Steg (18, 20) ist durch spanende Bearbeitung der Teilbereiche (22, 24) gebildet. Er kann aber auch direkt aus dem Schmiedeprozess entstehen, wodurch eine spanende Bearbeitung der Teilbereiche (2, 24) entfällt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Unwuchtwelle
- 12
- Lagersitz
- 14
- Drehachse
- 16a–c
- Unwuchtbereich
- 18
- Steg
- 20
- Steg
- 22
- Kreuz
- 24
- Teilbereiche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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