DE102016210480A1 - Method for producing a mass balance shaft and mass balance shaft produced thereafter - Google Patents

Method for producing a mass balance shaft and mass balance shaft produced thereafter Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Massenausgleichswelle für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einem Massenausgleichsgewicht und zumindest zwei Lagerabschnitten, die von Lagerringen gebildet sind und einen ersten Innendurchmesser D1 aufweisen, wobei das Massenausgleichsgewicht radial außen umlaufende Vertiefungen aufweist, in die die Lagerringe einbringbar sind, wobei ein Endabschnitt des Massenausgleichsgewichtes bis zu einem Lagerabschnitt einen kleineren Außenumfang D2 aufweist als der Innendurchmesser D1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrenschritte: – Überschieben des Lagerringes über den Endabschnitt bis zu dem Lagerabschnitt und – Lagefixieren des Lagerringes in dem Lagerabschnitt. Durch das erfindungsgemäße Herstellverfahren und die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden ein großes Gewichtspotential ausgeschöpft und die Fertigungskosten der Massenausgleichswelle drastisch reduziert.A method for producing a mass balancing shaft for a reciprocating internal combustion engine, having a mass balance weight and at least two bearing sections, which are formed by bearing rings and having a first inner diameter D1, wherein the mass balance weight radially outermost circumferential recesses, in which the bearing rings can be introduced, wherein an end portion of the mass balance weight to a bearing portion has a smaller outer circumference D2 than the inner diameter D1, characterized by the following process steps: - sliding the bearing ring over the end portion to the bearing portion and - fixing the position of the bearing ring in the bearing portion. By the manufacturing method according to the invention and the embodiment according to the invention, a large weight potential is exhausted and the manufacturing costs of the mass balancing shaft are drastically reduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Massenausgleichswelle mit den Merkmalen aus dem Patentanspruch 1 sowie eine danach hergestellte Massenausgleichswelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5.The invention relates to a method for producing a mass balance shaft having the features of claim 1 and a mass balancing shaft produced therewith with the features of patent claim 5.

Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2004 011 820 A1 hingewiesen. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine Massenausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine mit folgenden Merkmalen bekannt:

  • – Lagerabschnitte, an denen Gleitlager angeordnet sind,
  • – Gewichtsabschnitte, an denen Gegengewichte angeordnet sind,
  • – Eine Längsbohrung in ungefähr axialer Richtung durch die Lagerabschnitte und Gewichtsabschnitte zur Versorgung der Gleitlager in den Lagerabschnitten mit Schmierflüssigkeit,
  • – Die Längsbohrung ist exzentrisch zur Drehachse der Massenausgleichswelle angeordnet und
  • – Die Mitte der Längsbohrung ist in Richtung der Gegengewichte versetzt angeordnet.
The technical environment, for example, the German patent application DE 10 2004 011 820 A1 pointed. From this publication, a mass balancing shaft for an internal combustion engine having the following features:
  • - bearing sections, on which plain bearings are arranged,
  • Weight sections on which counterweights are arranged,
  • A longitudinal bore in an approximately axial direction through the bearing sections and weight sections for supplying the sliding bearings in the bearing sections with lubricating fluid,
  • - The longitudinal bore is arranged eccentrically to the axis of rotation of the mass balance shaft and
  • - The center of the longitudinal bore is offset in the direction of the counterweights.

Mit dieser bekannten Massenausgleichswelle wird eine leichtere Massenausgleichswelle dargestellt, die bei gleichen erzeugten Massenkräften und -momenten leichter ist, ohne an Steifigkeit zu verlieren.With this known mass balance shaft, a lighter mass balance shaft is shown, which is lighter at the same mass forces and moments generated without losing rigidity.

Eine weitere gattungsgemäße Massenausgleichswelle ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 200 237 A1 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift wird eine mehrteilige Massenausgleichswelle für eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, die in einem Gehäuse gelagert ist, wobei der Wellenkörper aus mindestens zwei Blechformlagen besteht und in mindestens zwei Blechformlagen einen Hohlraum für die Aufnahme mindestens eines Gewichtes bildet.Another generic mass balance shaft is from the German patent application DE 10 2013 200 237 A1 known. In this publication, a multi-part mass balancing shaft is proposed for an internal combustion engine, which is mounted in a housing, wherein the shaft body consists of at least two sheet metal forming layers and forms a cavity for receiving at least one weight in at least two sheet metal forming positions.

Auch mit dieser bekannten Massenausgleichswelle ist noch nicht die maximal mögliche Masseneinsparung dargestellt.Even with this known mass balance shaft is not yet the maximum possible mass savings shown.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 2000-186746 A ist eine weitere Massenausgleichswelle bekannt, bei der die Massenausgleichsgewichte sowie die Lagerabschnitte in eine längsgeschlitzte Hohlwelle einbringbar sind.From the Japanese patent application JP 2000-186746 A Another mass balance shaft is known, in which the mass balance weights and the bearing sections can be introduced into a longitudinally slotted hollow shaft.

Weiter ist aus der Internationalen Patentanmeldung mit der Internationalen Veröffentlichungsnummer WO 2006/072118 A1 eine Ausgleichswelleneinheit für Verbrennungskraftmaschinen bekannt, für den Einbau in ein Gehäuse mit nicht geteilten Lagersätzen, wobei mindestens eine Ausgleichswelle mit ihrem mindestens einem Ausgleichsgewicht einstückig ist. Die Ausgleichswelleneinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lagerung der Ausgleichswelle von einer Einschnürung der Ausgleichswelle als Lagerzapfen und von einem gehäusefesten geteilten Lagerring gebildet ist, dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Ausgleichsgewichts ist.Further is from International Patent Application with International Publication Number WO 2006/072118 A1 a balance shaft unit for internal combustion engines, known for installation in a housing with non-shared bearing sets, wherein at least one balance shaft with its at least one balancing weight is integral. The balance shaft unit is characterized in that at least one bearing of the balance shaft is formed by a constriction of the balance shaft as a journal and a housing-fixed split bearing ring whose outer diameter is greater than the outer diameter of the balance weight.

Nachteilig an dieser bekannten Ausgleichswelleneinheit ist die relativ aufwendige Montage.A disadvantage of this known balance shaft unit is the relatively complex assembly.

Massenausgleichswellen werden im Allgemeinen, mit wenigen Ausnahmen, aus einem Stück gefertigt. Vor allem bei wälzgelagerten Massenausgleichswellen werden diese aus einem wälzlagerfähigen Stahl geschmiedet. Zur Gewichtserleichterung gibt es beispielsweise Patentanmeldungen und Patente, welche im unbelasteten Bereich der Lagerung Material einsparen.Mass balance shafts are generally made in one piece, with a few exceptions. Especially with roller bearings mass balancing shafts, these are forged from a rollable steel. To alleviate weight, for example, there are patent applications and patents which save material in the unloaded area of storage.

Durch die Fertigung aus einem Stück sind die Gewichtspotenziale zur Massenverringerung der Massenausgleichswelle nicht vollständig auszuschöpfen. Die Verwendung hochwertiger, kostenintensiver Wälzlagerstähle ist für die gesamte Massenausgleichswelle notwendig. Die üblichen Fertigungsverfahren für Massenausgleichswellen beschränken sich weitgehend auf Schmiederohbauteile.Due to the one-piece production, the weight potentials for mass reduction of the mass balance shaft can not be fully exploited. The use of high-quality, cost-intensive bearing steels is necessary for the entire mass balance shaft. The usual manufacturing methods for balancer shafts are largely limited to forging components.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Massenausgleichswelle darzustellen, die kostengünstig in der Herstellung ist, wobei gleichzeitig das maximale Masseneinsparpotenzial ausgeschöpft ist.Object of the present invention is to present a mass balance shaft, which is inexpensive to manufacture, while the maximum mass savings potential is exhausted.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale im Patentanspruch 1 und hardwaremäßig durch die Merkmale im Patentanspruch 5 gelöst.This object is achieved procedurally by the features in claim 1 and hardware by the features in claim 5.

Der erfindungsgemäße Vorschlag ist, die Massenausgleichswelle aus mehreren Komponenten zusammen zu bauen, wobei der Materialeinsatz im Wesentlichen auf die Ausgleichsgewichte reduziert ist. In die Ausgleichsgewichte sind radial außenumlaufend Vertiefungen (Fertigung durch Drehen und/oder Fräsen und/oder Schleifen, usw.) eingebracht, die zur Aufnahme der Lagerwände dienen, welche eingefädelt und lagefixiert werden. Die Lagerringe werden von dem Massenausgleichsgewicht sowohl axial als auch radial lagefixiert. Damit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte durchführbar sind, weisen die Endabschnitte des Massenausgleichsgewichts jeweils bis zu einem Lagerabschnitt einen kleineren Außenumfang D2 auf als der Innendurchmesser D1 eines Lagerrings. Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung einer Massenausgleichswelle durch folgende Verfahrensschritte:

  • – Überschieben des Lagerrings über den Endabschnitt bis zu dem Lagerabschnitt und
  • – Lagefixieren des Lagerrings in dem Lagerabschnitt.
The proposal according to the invention is to build the balancer shaft from several components together, wherein the material use is substantially reduced to the balancing weights. In the balancing weights recesses (manufacturing by turning and / or milling and / or grinding, etc.) are introduced radially outward circumferential, which serve to receive the bearing walls, which are threaded and fixed in position. The bearing rings are fixed in position by the mass balance weight both axially and radially. In order for the method steps according to the invention to be carried out, the end sections of the mass balance weight each have up to one bearing section a smaller outer circumference D 2 than the inner diameter D 1 of a bearing ring. According to the invention, the mass balancing shaft is produced by the following method steps:
  • - Sliding the bearing ring over the end portion to the bearing section and
  • - Fixing the bearing ring in the bearing section.

Gemäß Patentanspruch 2 kann das lagefixieren durch reinen Formschluss erfolgen.According to claim 2, the position fixing can be done by pure positive engagement.

Darüber hinaus kann das Lagefixieren gemäß Patentanspruch 3 auch durch Löten oder durch Schweißen oder durch Kleben erfolgen.In addition, the position fixing according to claim 3 can also be done by soldering or by welding or by gluing.

Eine besonders kostengünstige Variante ist eine Lagefixierung gemäß Patentanspruch 4 dadurch erzielt, dass die Lagefixierung durch ein vorgespanntes elastisches Element zwischen dem Lagerring und dem Massenausgleichsgewicht erfolgt.A particularly cost-effective variant is a positional fixing achieved in accordance with claim 4, characterized in that the positional fixing takes place by a prestressed elastic element between the bearing ring and the mass balance weight.

Eine weitere Massenreduzierung wird bei einer Massenausgleichswelle gemäß Patentanspruch 5 dadurch erzielt, dass sich die Lagerringe zu zumindest 180° radial außen um das Massenausgleichsgewicht erstrecken, d. h. dass der nichttragende Anteil des Lagerrings eingespart werden kann.A further mass reduction is achieved in a mass balance shaft according to claim 5, characterized in that the bearing rings extend at least 180 ° radially outward to the mass balance weight, d. H. that the non-bearing portion of the bearing ring can be saved.

Zum Erreichen von funktional benötigter Steifigkeit können, gemäß Patentanspruch 6, auch Rippen bevorzugt Längsrippen am Massenausgleichsgewicht angeordnet sein. Hierfür können aus Gewichtsgründen auch leichtere Werkstoffe, wie beispielsweise Aluminium, Faserverbundwerkstoffe (CFK, GFK), usw., verwendet werden, was ein zusätzliches Gewichtseinsparungspotenzial bietet.To achieve functionally required rigidity, according to claim 6, ribs may also preferably be arranged on the mass balance weight of longitudinal ribs. For lighter weight materials, such as aluminum, fiber composites (CFRP, GFRP), etc., can be used for this, which offers an additional weight saving potential.

Bevorzugt sind die Lagerringe gemäß Patentanspruch 7 aus Lagerstahl, wie z. B. 100 Cr6.Preferably, the bearing rings according to claim 7 of bearing steel, such as. B. 100 Cr6.

Die Fertigungsverfahren des Massenausgleichsgewichts gemäß Patentanspruch 8 beschränkt sich somit nicht nur auf das bekannte Schmieden, sondern ermöglichen ein breites Feld an Herstellungsverfahren wie Gießen und Sintern.The production method of the mass balance weight according to claim 8 thus not limited to the known forging, but allow a wide range of manufacturing processes such as casting and sintering.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Massenausgleichswelle gemäß Patentanspruch 10 für jede beliebige Hubkolbenbrennkraftmaschine vorgesehen werden, bevorzugt wird sie in drei- oder vierzylindrigen Hubkolbenbrennkraftmaschinen vorgesehen.Of course, the mass balancing shaft according to the invention can be provided according to claim 10 for any reciprocating internal combustion engine, it is preferably provided in three- or four-cylinder reciprocating internal combustion engines.

Insgesamt ergeben sich somit durch die erfindungsgemäße Herstellung und Ausgestaltung der Massenausgleichswelle folgende Vorteile:

  • – Maximale Ausnutzung des Gewichtseinsparpotenzials,
  • – Es ist die Verwendung preisgünstiger, handelsüblicher Lagerringe möglich,
  • – Es sind die Verwendung und der Einsatz günstigerer Werkstoffe für das Massenausgleichsgewicht möglich und dies unabhängig vom Fertigungsverfahren (Schmieden, Gießen, usw.),
  • – Eine aufwendige Bearbeitung der Lagerlaufbahn auf der Ausgleichswelle kann eingespart werden (Härten, Schleifen, Finishen),
  • – Es ist die Verwendung leichter Materialien zur Funktionserreichung wie z. B. von Rippen, bevorzugt Längsrippen, für die Steifigkeit möglich.
Overall, the following advantages thus result from the production and configuration of the mass balance shaft according to the invention:
  • - maximum utilization of the weight saving potential,
  • - It is possible to use low-cost, commercially available bearing rings,
  • - The use and the use of cheaper materials for the mass balance weight are possible and this regardless of the manufacturing process (forging, casting, etc.),
  • - A complex processing of the bearing raceway on the balance shaft can be saved (hardening, grinding, finishing),
  • - It is the use of lightweight materials to achieve such. B. of ribs, preferably longitudinal ribs, for the rigidity possible.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von drei Ausführungsbeispielen in fünf Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments in five figures.

1 zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Massenausgleichswelle zur Verdeutlichung des Herstellverfahrens. 1 shows a three-dimensional view of a mass balancing shaft according to the invention to illustrate the manufacturing process.

2 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Massenausgleichswelle. 2 shows a cross section through a mass balance shaft according to the invention.

3a zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel. 3a shows a first preferred embodiment.

3b zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel. 3b shows a second preferred embodiment.

4 zeigt eine besonders bevorzugte Möglichkeit zur Lagefixierung eines Lagerrings an einem Massenausgleichsgewicht. 4 shows a particularly preferred possibility for fixing the position of a bearing ring on a mass balance weight.

1 zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Massenausgleichswelle 1 zur Verdeutlichung des Herstellverfahrens. Die Massenausgleichswelle 1 ist für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine vorgesehen, mit einem Massenausgleichsgewicht 2 mit zwei Lagerabschnitten 4, 4', die von Lagerringen 3, 3' gebildet sind und einen ersten Innendurchmesser D1 (dargestellt in 2) aufweisen. Das Massenausgleichsgewicht 2 weist zwei radial außen umlaufende, nicht bezifferte Vertiefungen auf, in die die Lagerringe 3, 3' einbringbar sind. Die radial umlaufenden Vertiefungen bilden mit den Lagerringen 3, 3' die Lagerabschnitte 4, 4'. Endabschnitte 5, 5' des Massenausgleichsgewichts 2 weisen bis zu den radial außen umlaufenden Vertiefungen einen kleineren Außenumfang D2 (dargestellt in 2) auf, als der Innendurchmesser D1. Das Verfahren zur Herstellung der Massenausgleichswelle 1 ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

  • – Überschieben der Lagerringe 3, 3' über die Endabschnitte 5, 5' bis zu dem Lagerabschnitt 4, 4' und
  • – Lagefixieren der Lagerringe 3, 3' in den Lagerabschnitten 4, 4'.
1 shows a three-dimensional view of a mass balance shaft according to the invention 1 to illustrate the manufacturing process. The mass balance shaft 1 is intended for a reciprocating internal combustion engine, with a mass balance weight 2 with two bearing sections 4 . 4 ' that of bearing rings 3 . 3 ' are formed and a first inner diameter D1 (shown in FIG 2 ) exhibit. The mass balance weight 2 has two radially outwardly encircling, not numbered recesses into which the bearing rings 3 . 3 ' can be introduced. The radial circumferential recesses form with the bearing rings 3 . 3 ' the storage sections 4 . 4 ' , end 5 . 5 ' of the mass balance weight 2 have up to the radially outer circumferential recesses a smaller outer circumference D2 (shown in FIG 2 ), as the inner diameter D1. The method of manufacturing the mass balance shaft 1 is characterized by the following process steps:
  • - Sliding the bearing rings 3 . 3 ' over the end sections 5 . 5 ' up to the storage section 4 . 4 ' and
  • - Fixing the bearing rings 3 . 3 ' in the storage sections 4 . 4 ' ,

Die Lagerringe 3, 3' sind vor dem Fügen groß dargestellt, der Fügevorgang ist jeweils durch einen Pfeil symbolisch dargestellt ist. In der lagefixierten Stellung in den radial außen umlaufenden Vertiefungen sind die Lagerringe 3, 3' klein dargestellt und bilden somit jeweils einen Lagerabschnitt 4, 4'.The bearing rings 3 . 3 ' are shown large before joining, the joining process is shown symbolically by an arrow. In the position-fixed position in the radially outer circumferential Recesses are the bearing rings 3 . 3 ' represented small and thus each form a storage section 4 . 4 ' ,

In einem ersten Ausführungsbeispiel kann die Lagefixierung der Lagerringe 3, 3' durch reinen Formschluss erfolgen. Auch ist eine Lagefixierung durch Verlöten oder Verschweißen oder Verkleben der Lagerringe 3, 3' am Massenausgleichsgewicht 2 möglich. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann das Lagefixieren durch ein vorgespanntes elastisches Element 6 (dargestellt in 4, zwischen dem Lagerring 3, 3' und dem Massenausgleichsgewicht 2) erfolgen.In a first embodiment, the positional fixing of the bearing rings 3 . 3 ' done by pure positive engagement. Also, a position fixation by soldering or welding or bonding of the bearing rings 3 . 3 ' at the mass balance weight 2 possible. In a particularly preferred embodiment, the position fixing by a prestressed elastic element 6 (shown in 4 , between the bearing ring 3 . 3 ' and the mass balance weight 2 ) respectively.

Weiter weist das Massenausgleichsgewicht 2 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine sich in axialer Richtung erstreckende Versteifungsstrebe 7 auf. Die Versteifungsstrebe 7 kann beispielsweise aus einem Leichtmetall oder einem Faserverbundwerkstoff, wie CFK (kohlefaserverstärkter Kunststoff) oder GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) bestehen.Next has the mass balance weight 2 in the present embodiment, an axially extending stiffening strut 7 on. The stiffening strut 7 For example, may consist of a light metal or a fiber composite material, such as CFRP (carbon fiber reinforced plastic) or GRP (glass fiber reinforced plastic).

Als Lagerung der Massenausgleichswelle kann sowohl ein Wälzlager als auch ein Gleitlager vorgesehen werden.As storage of the mass balance shaft, both a rolling bearing and a sliding bearing can be provided.

Bevorzugt sind die Lagerringe 3, 3' aus einem Lagerstahl gefertigt. Weiter ist das Massenausgleichsgewicht 2 durch Gießen oder Sintern oder Schmieden herstellbar.The bearing rings are preferred 3 . 3 ' made of a bearing steel. Next is the mass balance weight 2 produced by casting or sintering or forging.

2 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Massenausgleichswelle 2 im Bereich eines Lagerabschnitts 4, 4'. An das Massenausgleichsgewicht 2 sind eine Versteifungsstrebe 7 und ein Lagerring 3 angeordnet. Ein Innendurchmesser des Lagerrings ist mit D1 beziffert, die Endabschnitte 5, 5' des Massenausgleichsgewichts 2 weisen bis zu den Lagerabschnitten 4, 4' gegenüber dem Innendurchmesser D1 einen kleineren Außenumfang D2 auf. 2 shows a section through the mass balance shaft according to the invention 2 in the area of a storage section 4 . 4 ' , To the mass balance weight 2 are a stiffening brace 7 and a bearing ring 3 arranged. An inner diameter of the bearing ring is denoted by D1, the end sections 5 . 5 ' of the mass balance weight 2 pointing up to the bearing sections 4 . 4 ' opposite to the inner diameter D1 on a smaller outer circumference D2.

Darüber hinaus ist ein Hüllkreis gestrichelt dargestellt. Der Hüllkreis beschreibt den Raum, den die Massenausgleichswelle 1 bei einer Drehung benötigt. Es liegt eine optimale Ausnutzung des Massenausgleichsgewichtes vor, wenn der Bereich, über den der Lagerring geschoben wird, im Bereich der Unwuchtmasse die Kontur des Hüllkreises aufweist. Der Hüllkreis ist der maximal mögliche Durchmesser zum Fügen der Massenausgleichswelle in die Außendurchmesser der Lager.In addition, an envelope is shown in dashed lines. The enveloping circle describes the space that the mass balance shaft 1 needed for one turn. There is an optimal utilization of the mass balance weight, if the area over which the bearing ring is pushed, in the region of the imbalance mass has the contour of the enveloping circle. The enveloping circle is the maximum possible diameter for joining the mass balance shaft in the outer diameter of the bearing.

3a zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Massenausgleichswelle 1 für ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Lagerringe 3, 3' nicht um 360° um das Massenausgleichsgewicht 2, sondern ca. 270° und sind nochmals gewichtsreduziert, d. h. dass in nicht belasteten Bereichen des Lagerrings 3, 3' kein nicht benötigtes Material vorliegt. 3a shows a three-dimensional view of a mass balance shaft according to the invention 1 for a first preferred embodiment. In this embodiment, the bearing rings extend 3 . 3 ' not 360 ° around the mass balance weight 2 but about 270 ° and are again reduced in weight, ie that in non-loaded areas of the bearing ring 3 . 3 ' no unneeded material is available.

Dem gegenüber zeigt 3b das gleiche Massenausgleichsgewicht 2 wie 3a, jedoch mit Lagerringen 3, 3', die sich um 360° um das Massenausgleichsgewicht 2 erstrecken.Opposite shows 3b the same mass balance weight 2 as 3a , but with bearing rings 3 . 3 ' , which is 360 ° around the mass balance weight 2 extend.

4 zeigt eine besonders bevorzugte Möglichkeit der Lagefixierung der Lagerringe 3, 3' an dem Massenausgleichsgewicht 2 durch ein vorgespanntes, elastisches Element 6. Dargestellt ist wiederum eine dreidimensionale Aufsicht auf die erfindungsgemäße Massenausgleichswelle 1 mit zwei lagefixierten Lagerringen 3, 3' durch jeweils ein vorgespanntes elastisches Element 6. 4 shows a particularly preferred possibility of fixing the position of the bearing rings 3 . 3 ' at the mass balance weight 2 by a prestressed, elastic element 6 , Shown in turn is a three-dimensional view of the mass balance shaft according to the invention 1 with two position-fixed bearing rings 3 . 3 ' in each case by a prestressed elastic element 6 ,

Das elastische Element 6 ist rechts oberhalb der Massenausgleichswelle 1 ebenfalls dreidimensional als separates Bauteil vergrößert dargestellt. Unterhalb der Massenausgleichswelle 1 ist ein Schnitt durch eine Lagestelle 4, 4' der Massenausgleichswelle 1 dargestellt. Aus dieser Schnittdarstellung ist ersichtlich, wie das elastische Element 6 auf der Versteifungsstrebe 7 abgestützt ist und den Lagerring 3 auf dem Massenausgleichsgewicht 2 unter Vorspannung lagefixiert.The elastic element 6 is right above the mass balance shaft 1 also shown three-dimensionally enlarged as a separate component. Below the mass balance shaft 1 is a section through a location 4 . 4 ' the mass balance shaft 1 shown. From this sectional view can be seen how the elastic element 6 on the stiffening strut 7 is supported and the bearing ring 3 on the mass balance weight 2 fixed in position under pretension.

Zusammenfassung der Erfindung:Summary of the invention:

Der erfindungsgemäße Vorschlag ist, die Massenausgleichswelle 1 aus mehreren Komponenten zusammen zu bauen wobei im Wesentlichen der Materialeinsatz auf das Massenausgleichsgewicht 2 reduziert ist. Die Lagerringe 3, 3' sind in radial außen umlaufend in Vertiefungen eingebracht, welche erfindungsgemäß eingefädelt werden. Die Lagerringe 3, 3' werden axial und radial von dem Ausgleichsgewicht 2 lagefixiert. Die Lagerringe 3, 3' erstrecken sich zu mindestens 180° über den Umfang des Ausgleichsgewichts 2.The proposal according to the invention is the mass balance shaft 1 consisting of several components together to build essentially the material used on the mass balance weight 2 is reduced. The bearing rings 3 . 3 ' are circumferentially introduced in recesses radially outward, which are threaded according to the invention. The bearing rings 3 . 3 ' be axial and radial of the balance weight 2 fixed in position. The bearing rings 3 . 3 ' extend to at least 180 ° over the circumference of the balance weight 2 ,

Eine Verbindung des Ausgleichsgewichts 2 mit den Lagerringen 3, 3' ist durch Formschluss, Fügen, Löten, Schweißen oder Kleben möglich. Eine spezielle Art des Formschlusses ist die Verbindung der Lagerringe 3, 3' mit dem Massenausgleichsgewicht 2 durch einen Clip, dargestellt durch das elastische Element 6, welcher die Lagerringe 3, 3' zum Massenausgleichsgewicht 2 in Position hält und fixiert (siehe. 4).A compound of the balance weight 2 with the bearing rings 3 . 3 ' is possible by positive locking, joining, soldering, welding or gluing. A special type of positive connection is the connection of the bearing rings 3 . 3 ' with the mass balance weight 2 by a clip, represented by the elastic element 6 , which the bearing rings 3 . 3 ' to the mass balance weight 2 holds in place and fixes (see. 4 ).

Das Massenausgleichsgewicht 2 kann somit aus einem Material, welches nicht wälzlagerfähig sein muss, hergestellt werden. Somit ist eine breite Werkstoffpalette gegeben, die sich nicht nur auf Stahl begrenzt. Aus Funktionssicht des Massenausgleichsgewichts 2 ist es anzustreben, einen Werkstoff mit möglichst hoher Dichte zu wählen.The mass balance weight 2 can thus be made of a material that does not have to be able to roll. Thus, a wide range of materials is given, which is not limited to steel. From functional view of the mass balance weight 2 It is desirable to choose a material with the highest possible density.

Zum Erreichen einer funktional bedingten Steifigkeit können falls nötig, z. B. auch Versteifungsstreben 7 am Ausgleichsgewicht 2 angebracht werden. Hierfür können auch leichtere Werkstoffe wie Aluminium, CFK etc., als die für das Massenausgleichsgewicht 2 eingesetzt werden, was zusätzliches Gewichtspotenzial bietet. To achieve a functionally induced stiffness, if necessary, z. B. also stiffening struts 7 at the balance weight 2 be attached. For this purpose, lighter materials such as aluminum, CFRP, etc., than those for the mass balance weight 2 be used, which offers additional weight potential.

Das Fertigungsverfahren des Massenausgleichsgewichts 2 beschränkt sich somit nicht nur auf Schmieden von Wälzlagerstahl, sondern ermöglicht ein breites Feld: Guss, Sintern, mechanisch gefertigt, Umformung.The manufacturing process of the mass balance weight 2 Thus, not only is it limited to forging bearing steel, but it also enables a broad field: casting, sintering, mechanically manufactured, forming.

Die Lagerringe 3, 3' sind handelsüblich, welche vorwiegend aus Lagerstahl wie z. B. 100 Cr6 sind.The bearing rings 3 . 3 ' are commercially available, which consists mainly of bearing steel such. B. 100 Cr6 are.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
MassenausgleichswelleMass balance shaft
22
MassenausgleichsgewichtCounterbalancing weight
3, 3'3, 3 '
Lagerringbearing ring
4, 4'4, 4 '
Lagerabschnittbearing section
5, 5'5, 5 '
Endabschnittend
66
elastisches Elementelastic element
77
VersteifungsstrebeVersteifungsstrebe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Verfahren zur Herstellung einer Massenausgleichswelle (1) für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einem Massenausgleichsgewicht (2) und zumindest zwei Lagerabschnitten (4, 4'), die von Lagerringen (3, 3') gebildet sind und einen ersten Innendurchmesser D1 aufweisen, wobei das Massenausgleichsgewicht (2) radial außen umlaufende Vertiefungen (4) aufweist, in die die Lagerringe (3, 3') einbringbar sind, wobei ein Endabschnitt (5, 5') des Massenausgleichsgewichtes (2) bis zu einem Lagerabschnitt (4, 4') einen kleineren Außenumfang D2 aufweist als der Innendurchmesser D1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrenschritte: – Überschieben des Lagerringes (3, 3') über den Endabschnitt (5, 5') bis zu dem Lagerabschnitt (4, 4') und – Lagefixieren des Lagerringes (3, 3') in dem Lagerabschnitt (4, 4').Method for producing a mass balance shaft ( 1 ) for a reciprocating internal combustion engine, with a mass balance weight ( 2 ) and at least two storage sections ( 4 . 4 ' ) of bearing rings ( 3 . 3 ' ) are formed and have a first inner diameter D1, wherein the mass balance weight ( 2 ) radially outer circumferential recesses ( 4 ) into which the bearing rings ( 3 . 3 ' ) are insertable, wherein an end portion ( 5 . 5 ' ) of the mass balance weight ( 2 ) to a storage section ( 4 . 4 ' ) has a smaller outer circumference D2 than the inner diameter D1, characterized by the following method steps: - Sliding the bearing ring ( 3 . 3 ' ) over the end portion ( 5 . 5 ' ) to the storage section ( 4 . 4 ' ) and - fixing the position of the bearing ring ( 3 . 3 ' ) in the storage section ( 4 . 4 ' ). Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagefixieren des Lagerringes (3, 3') durch Formschluss erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that the fixing of the position of the bearing ring ( 3 . 3 ' ) is done by positive locking. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagefixieren des Lagerringes (3, 3') durch Löten oder Schweißen oder Kleben erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that the fixing of the position of the bearing ring ( 3 . 3 ' ) by soldering or welding or gluing. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagefixieren des Lagerringes (3, 3') durch ein vorgespanntes elastisches Element (6) zwischen dem Lagerring (3, 3') und dem Massenausgleichsgewicht (2) erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that the fixing of the position of the bearing ring ( 3 . 3 ' ) by a prestressed elastic element ( 6 ) between the bearing ring ( 3 . 3 ' ) and the mass balance weight ( 2 ) he follows. Massenausgleichswelle nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lagerringe (3, 3') zu zumindest 180° radial außen um das Massenausgleichsgewicht (2) erstrecken.Mass balance shaft according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the bearing rings ( 3 . 3 ' ) at least 180 ° radially outward around the mass balance weight ( 2 ). Massenausgleichswelle nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenausgleichsgewicht (2) in axialer Richtung eine Versteifungsstrebe (7) aufweist.Mass balance shaft according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the mass balance weight ( 2 ) in the axial direction, a stiffening strut ( 7 ) having. Massenausgleichswelle nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerringe (3, 3') aus einem Lagerstahl sind.Mass balance shaft according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the bearing rings ( 3 . 3 ' ) are made of a bearing steel. Massenausgleichswelle nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenausgleichsgewicht (2) durch Gießen oder Sintern oder Schmieden herstellbar ist.Mass balance shaft according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the mass balance weight ( 2 ) can be produced by casting or sintering or forging. Massenausgleichswelle nach einem der Patentansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstrebe (7) aus einem Leichtmetall oder einem Faserverbundwerkstoff ist.Mass balance shaft according to one of the claims 6 to 8, characterized in that the stiffening strut ( 7 ) is made of a light metal or a fiber composite material. Massenausgleichswelle nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswelle (1) für eine Brei- oder eine vierzylindrige Brennkraftmaschine vorgesehen ist.Mass balance shaft according to one of the claims 1 to 9, characterized in that the balance shaft ( 1 ) is provided for a mash or a four-cylinder internal combustion engine.
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