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DE-502007015467-C5 - Ausgleichswelle

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Abstract

Ausgleichswelle für einen Mehrzylindermotor mit wenigstens einem Unwuchtgewichtsabschnitt (21, 22; 23, 24) und zwei Lagerstellen (16, 17), wobei der wenigstens eine Unwuchtgewichtsabschnitt (21, 22; 23, 24) den Lagerstellen (16, 17) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (16, 17) jeweils eine radiale Lauffläche (18) aufweisen, welche sich nur partiell über einen Umfang der Lagerstelle (16, 17) erstreckt und eine bei Rotation der Ausgleichswelle (11) resultierende Zentrifugalkraft innerhalb einem Bereich der Lagerstelle (16, 17) liegt, der durch die partiell über den Umfang der Lagerstelle (16, 17) sich erstreckende Lauffläche (18) gebildet ist und dass die Lagerstellen (16, 17) jeweils einen Laufring (39) umfassen, der jeweils die partiell ausgebildete Lauffläche (18) der jeweiligen Lagerstelle (16, 17) umgibt, wobei der jeweilige Laufring (39) mit der partiell ausgebildeten Lauffläche (18) der jeweiligen Lagerstelle (16, 17) form- und/oder kraftschlüssig verbunden, insbesondere aufgepresst, ist.

Inventors

  • HERZOG, EWALD
  • HERZOG, RAPHAEL

Assignees

  • HERZOG INTERTEC GMBH

Dates

Publication Date
20260507
Application Date
20070411
Priority Date
20060418

Claims (14)

  1. Ausgleichswelle für einen Mehrzylindermotor mit wenigstens einem Unwuchtgewichtsabschnitt (21, 22; 23, 24) und zwei Lagerstellen (16, 17), wobei der wenigstens eine Unwuchtgewichtsabschnitt (21, 22; 23, 24) den Lagerstellen (16, 17) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Lagerstellen (16, 17) jeweils eine radiale Lauffläche (18) aufweisen, welche sich nur partiell über einen Umfang der Lagerstelle (16, 17) erstreckt und eine bei Rotation der Ausgleichswelle (11) resultierende Zentrifugalkraft innerhalb einem Bereich der Lagerstelle (16, 17) liegt, der durch die partiell über den Umfang der Lagerstelle (16, 17) sich erstreckende Lauffläche (18) gebildet ist und dass die Lagerstellen (16, 17) jeweils einen Laufring (39) umfassen, der jeweils die partiell ausgebildete Lauffläche (18) der jeweiligen Lagerstelle (16, 17) umgibt, wobei der jeweilige Laufring (39) mit der partiell ausgebildeten Lauffläche (18) der jeweiligen Lagerstelle (16, 17) form- und/oder kraftschlüssig verbunden, insbesondere aufgepresst, ist.
  2. Ausgleichswelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der jeweilige Laufring (39) mit der jeweiligen Lagerstelle (16, 17) stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen oder Löten verbunden ist.
  3. Ausgleichswelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Lagerstellen (16, 17) jeweils einen randoffenen Laufring (39) aufnehmen, der die partiell ausgebildete Lauffläche (18) der jeweiligen Lagerstelle (16, 17) umgibt und vorzugsweise durch eine form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung angeordnet ist.
  4. Ausgleichswelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Laufflächen (18) der Lagerstellen (16, 17) jeweils einen Umfangswinkel zwischen 180° und 359° aufweisen und vorteilhafterweise sich innerhalb diesem Umfangswinkel durchgehend erstrecken.
  5. Ausgleichswelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Lauffläche (18) ballig ausgebildet ist.
  6. Ausgleichswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Lagerstellen (16, 17) im Querschnitt zur Längsrichtung der Ausgleichswelle (11) gesehen eine Vertiefung (31), insbesondere eine V-förmige, W-förmige, wannenförmige oder topfförmige Vertiefung, aufweisen.
  7. Ausgleichswelle nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vertiefung (31) symmetrisch zur Längsrichtung der Ausgleichswelle (11) ausgebildet ist oder dass eine Vertiefung (31) mit der Lauffläche (18) der jeweiligen Lagerstelle (16, 17) einen turbinenradförmigen Querschnitt bildet.
  8. Ausgleichswelle nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Laufflächen (18) der Lagerstellen (16, 17) und die sich daran anschließende jeweilige Vertiefung (31) eine Querschnittsfläche bilden, bei der die Rotationsachse (27) innerhalb dieser Querschnittsfläche liegt, oder dass die Vertiefung (31) zumindest einen mittleren Wandabschnitt (32) aufweist, der in der Rotationsachse (27) der Ausgleichswelle (11) liegt, oder dass die Laufflächen (18) der Lagerstellen (16, 17) und die sich daran anschließende jeweilige Vertiefung (31) eine Querschnittsfläche bilden, bei der die Rotationsachse (27) außerhalb dieser Querschnittsfläche liegt.
  9. Ausgleichswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die partiell ausgebildete Laufflächen (18) der Lagerstellen (16, 17) sich symmetrisch zur resultierenden Zentrifugalkraft bei der Rotation der Ausgleichswelle (11) erstrecken.
  10. Ausgleichswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Umfangswinkel der Lauffläche (18) der ersten Lagerstelle (16; 17) gleich zum Umfangswinkel der Lauffläche (18) der zweiten Lagerstelle (16; 17) ist.
  11. Ausgleichswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die erste und zumindest eine weitere Lauffläche (18) der Lagerstellen (16, 17) in Achslängsrichtung betrachtet bezüglich deren Umfangswinkel gleich ausgerichtet sind.
  12. Ausgleichswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die erste und die zweite Lauffläche (18) der Lagerstellen (16, 17) in Achslängsrichtung betrachtet zueinander verdreht angeordnet sind und vorzugsweise dass die zueinander verdreht angeordneten Laufflächen (18) der ersten und zweiten Lagerstelle (16, 17) in Achslängsrichtung gesehen einen Überschneidungsbereich aufweisen.
  13. Ausgleichswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Lagerstellen (16, 17), deren Laufflächen (18) sowie jeweils ein Unwuchtgewichtsabschnitt (21, 22; 23, 24) punktsymmetrisch zur Mittelebene (44) der Ausgleichswelle (11) angeordnet ist.
  14. Ausgleichswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein Unwuchtgewichtsabschnitt (46) vorgesehen ist, der zumindest einen Außenumfangsabschnitt mit einem größeren Durchmesser aufweist als derjenige Durchmesser der Laufflächen (18) der Lagerstellen (16, 17) und vorzugsweise an einem äußeren Ende des Grundkörpers (14) vorgesehen ist.

Description

Betreffend das europäische Patent EP 2 426 374 (DE 50 2007 015 467) hat der 8. Senat (Nichtigkeitssenat) des Bundespatentgerichts auf Grund der mündlichen Verhandlung vom 8. Februar 2024für Recht erkannt:I. Das europäische Patent 2 426 374 wird mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland dadurch teilweise für nichtig erklärt, dass seine Ansprüche 1, 3 bis 15 (unter Wegfall von Anspruch 2) die folgende Fassung erhalten: Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle für einen Mehrzylindermotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der WO 2005/093286 A1 ist eine Ausgleichswelle für einen Mehrzylindermotor bekannt, welcher wenigstens zwei Unwuchtgewichtsabschnitte und wenigstens eine Lagerstelle umfasst, wobei die Unwuchtgewichtsabschnitte symmetrisch zur Lagerstelle angeordnet sind und wenigstens einer der Unwuchtgewichtsabschnitte mit einem von der Lagerstelle abgewandten Ende als antreibbares Ende für die Ausgleichswelle aufweist. Zwischen den beiden Lagerstellen mit deren symmetrisch dazu angeordneten Unwuchtgewichtsabschnitten ist ein biegeelastisches Koppelelement vorgesehen, um die beiden Abschnitte miteinander zu verbinden. Die Unwuchtgewichtsabschnitte sind in etwa halbkreisförmig ausgebildet. Die Lagerstellen sind als kreiszylindrische Scheiben vorgesehen, wobei eine Hälfte der zylinderförmig ausgebildeten Lagerstelle gegenüber den Unwuchtgewichtsabschnitten frei hervorsteht. Zur Aussteifung dieser Ausgleichswelle sind in Längsrichtung der Ausgleichswelle sich erstreckende, T-förmig ausgebildete Streben vorgesehen, die sich von einer Rotationsachse aus an der Unwucht angreifend bis zu einem freien äußeren Randbereich der zylinderförmigen Lagerstelle erstrecken. Dadurch soll die Ausgleichswelle in Längsrichtung ausgesteift werden. Solche Ausgleichswellen sind teils gewichtsoptimiert ausgestaltet, jedoch ist aufgrund der immer höheren Drehzahlen in Mehrzylindermotoren erforderlich, dass die bewegten Massen weiter reduziert werden. Des Weiteren ist die Gewichtseinsparung in der Motorenentwicklung von wesentlicher Bedeutung, um verbesserte Leistungswerte zu erzielen. Aus der US 6,450,890 B1 geht eine Ausgleichswelle für einen Mehrzylindermotor hervor, die durch eine hülsenförmige Hohlwelle gebildet ist. Diese Hohlwelle weist zwei Lagerstellen für Wälzlager auf, durch die die Hohlwelle drehbar gelagert ist. Innerhalb der Hohlwelle sind zwei Unwuchtgewichte vorgesehen, die in der Hohlwelle in einer ortsfesten Position fixiert sind. Die Lagerstellen sind an dem Außenumfang der Hohlwelle vorgesehen und erstrecken sich im Bereich der Lagerstelle um 360° vollumfänglich um den Außenumfang der Hohlwelle. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgleichswelle zu schaffen, bei der eine Reduzierung des Gesamtgewichtes und der bewegten Massen unter Beibehaltung des Unwuchtausgleichs bei Mehrzylindermotoren gegeben ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen angegeben. Durch die erfindungsgemäße Ausgleichswelle mit einer Lagerstelle, welche eine radiale Lauffläche aufweist, die sich nur partiell über den Umfang der Lagerstelle und somit nicht über einen Umfang von 360° erstreckt, sowie einen Laufring, der die sich partiell über den Umfang der Lagerstelle erstreckende Lauffläche umgibt, wird eine erhebliche Gewichtsreduzierung an der Lagerstelle selbst ermöglicht und die Funktion der Lagerstelle vollständig beibehalten. Der Laufring kann zur Bildung eines Gleitlagers eingesetzt werden. Alternativ ermöglicht das Aufbringen eines Laufringes die Verwendung eines Wälzlagers, insbesondere eines Rollenlagers, wobei gleichzeitig eine Gewichtsreduzierung der Lagerstelle gegeben ist. Die Lagerstelle ist somit in Teilbereichen freigeschnitten und weist zumindest in dem nicht durch die Lauffläche ausgebildeten Freiraum eine Materialreduzierung auf. Durch das Freischneiden der Lagerstelle beziehungsweise durch die nicht vollständig umlaufend ausgebildete Lauffläche, die die Materialreduzierung ermöglicht, wird neben der Gewichtsreduzierung der Lagerstelle selbst des Weiteren der Vorteil erzielt, dass ein oder mehrere Unwuchtgewichtsabschnitte ebenfalls reduziert werden können. Die partiell über den Umfang der Lagerstelle sind erstreckende Lauffläche korrespondiert mit dem Umfangsabschnitt der Ausgleichswelle, in dem die Unwuchtgewichtsabschnitte vorgesehen sind. Dadurch wird ermöglicht, dass bei Rotation der Ausgleichswelle die resultierende Zentrifugalkraft in einem Bereich der Lagerstelle liegt, der durch die partielle Lauffläche ebenfalls umfasst ist, so dass sich die Lauffläche der Ausgleichswelle in diesem Bereich an der Lagerstelle des Motorblocks abstützt. Dadurch wird eine Gewichtseinsparung unter Beibehaltung der Funktion der Ausgleichswelle erzielt, die in einem Bereich zwischen 20 bis 40 % gegenüber einer herkömmlichen Ausgleichswelle lieg