专利名称：不平衡轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种不平衡轴，该不平衡具有轴区段和与该轴区段在轴向上相邻的轴 颈，该轴颈具有充当滚动轴承滚动体的内滚道的、全圆柱体形的外罩面并且多件式地通过 如下方式构成，即，不仅轴区段而且轴颈的质量重心都为了产生轴失衡(Wellerummicht) 而相对于不平衡轴的转动轴偏心地分布。不平衡轴尤其用于平衡内燃机的惯性力和/或惯 性矩。
背景技术：
依据分类的不平衡轴由DE 10 2007 009 800A1和DE 10 2007 027 990A1得知。
不平衡轴的显著的质量降低分别通过如下方式来实现，即，不仅轴区段而且轴颈均参与生 成轴不平衡度。出于此目的，轴颈具有带有如下横截面的部分圆柱体的形状，即，该横截面 基本上相对于进行随动转动(mitdrehen)的不平衡方向镜像对称并且该横截面的表面重 心相对于转动轴在不平衡方向上偏心地分布。部分圆柱体的圆弧形外罩面通过与其接合的 轴承环或轴承环形件被补充成全圆柱体，以便形成用于滚动轴承滚动体的闭合的，也就是 说共360°的内滚道，该滚动轴承用于在内燃机中对不平衡轴进行摩擦有利的支承。相对于液压的滑动轴承，在被滚动支承的不平衡轴中还可以取消对轴颈的经施压 的润滑剂供应，并且由无压力的润滑剂供应来代替。这可以依据EP 1 775 484 A2通过运 行中形成的油雾来实现，该油雾以足够的量到达在那里在宽度可变的轴颈的外圆周上局部 凸出的滚动体。然而，就开头所引用的出版物而言，会担心在滚动体与内滚道之间的滚动触 点的导致磨损的润滑不足，这是因为它所涉及的是完全闭合的内滚道而在滚动轴承内部没 有足够的润滑剂入口。
发明内容
本发明的任务因此在于，改进开头所称类型的被滚动支承的不平衡轴，使得运转 中对滚动轴承结构润滑不足的风险降至最低。依据本发明，该任务通过权利要求1所表明的特征得以解决，而具有优点的改进 方式和构造方式可以由从属权利要求得知。因此，轴颈应被径向向外分布的并且相对于该 轴颈的质量重心在转动轴的另一边伸出到外罩面上的油通道穿过，以实现对内滚道和滚动 体的润滑剂供应。换句话说，油通道是轴颈的被油雾填充的周围与该轴颈的外罩面之间可 自由穿通的连接，以便能够向滚动体和内滚道供应足够量的润滑剂。因此，一方面选择优选 轴向居中地定位在外罩面上且远离质量重心(也就是说在轴颈的缺少负载的圆周区域中) 的油通道出口的径向位置，使得内滚道在进行随动旋转的负载区的区域中在质量重心方面 不会中断并且与此有关地具有针对滚动触点的最大的承载能力。如同在本发明的优选构造 方式中那样设置油通道的这种布置可以另一方面在制造技术上是合乎目的的。需要的话 当然也可以设置多个这样的油通道。在本发明的第一具有优点的构造方式中，轴颈应由与轴区段集成式地构成的并且仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈芯和完全包围轴颈芯的轴承环组合而成。在此，油通道 径向穿过与轴颈的质量重心在直径上相对置且自由跨过轴颈芯的轴承环部分圆周。当闭 合的轴承环鉴于不平衡轴的质量很小而尽可能是薄壁的并且合乎目的地由滚动轴承钢如 100Cr6制成的时候，不平衡轴此外能够实施为可低成本制造的铸件而不带有针对滚动触点 的特殊的承载能力。在本发明的第二具有优点的构造方式中，轴颈应由与轴区段集成式地构成的并且 仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈区段和邻接到轴颈区段上的轴承环形件组合而成。在 此，油通道径向穿过与轴颈的质量重心在直径上对置的并且自由跨过轴颈区段的轴承环 形件。与上述第一构造方式不同的是，在这种情况下，内滚道由轴颈区段的在负载区的区域 内分布的圆弧形外罩面和轴承环形件的在负载区之外分布的圆弧形外罩面组合而成。因为 轴颈区段直接充当用于滚动体的内滚道，所以不平衡轴合乎目的地构成为考虑到滚动触点 的具有承载能力的锻件。在本发明的第三具有优点的构造方式中，轴颈应由与轴区段集成式地构成的并且 仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈区段和将轴颈区段补充成在两个轴向端侧上闭合的圆 柱体的轴承段组合而成。在此，油通道径向穿过在轴向端侧之一与轴承段的外罩面之间的 与轴颈的质量重心在直径上对置的轴承段。当轴承段由具有很小的固有刚性的轻质原料制 成并且仅用于在内滚道上径向地引导滚动体时，优选的是以轴向端壁在其形状中得以加固 的轴承段。这种轴承段质量特别小并且同时可以低成本地制造成由塑料组成的注塑件。此 外，轴承段可以要么构成为空心体要么实心地构成。在后一种情况下，油通道应构成为相对 于不平衡轴的转动轴倾斜地分布的孔。上面所提到的在制造油通道时的制造技术上的优点通过如下方式在前面所称构 造方式中得出，即，各个油通道不必通过穿过轴颈芯或轴颈区段的成本高的孔制成，而已足 够的是，使相对而言薄壁的轴承环或轴承环形件设有例如冲压而成的开口。在轴承段由塑 料制成的情况下，油通道可以作为非切削制成的孔已在加压浇注模(Spritzgusswerkzeug) 中被预留。
由下列说明和附图得知本发明的其他特征，在这些附图中透视地并且局部简化地 示出依据本发明的不平衡轴的构造示例。只要未以其他方式提及，那么在此相同的或功能 相同的特征或构件设有相同的附图标记。其中图1以第一构造方式示出不平衡轴；图2以示意图示出带有质量平衡的内燃机；图3以透视局部剖面图示出用于在内燃机中径向地支承不平衡轴的滚动轴承；图4以第二构造方式示出不平衡轴，以及图5以第三构造方式示出不平衡轴。
具体实施例方式在图1、4和5中显示的是不平衡轴1，该不平衡轴用于平衡四缸直列式结构 (Vierzylinder-Reihenbauweise)中的活塞式内燃机的二阶惯性力。这种也作为兰卡斯特平衡(Lancaster-Ausgleich)所公知的质量平衡传动装置由图2中所示的传动装置示意图 得知。内燃机2包括四个在气缸3中振动的活塞4，这些活塞的纵向运动通过连杆5转换成 曲轴6的旋转。这(在这里通过中间轴7)驱动带有不平衡体(UnmiCht)8的两个不平衡轴 1，其中，不平衡轴1与曲轴6并行地以双倍曲轴转速互相反向地旋转。在驱动区段9上例如通过未示出的链轮或齿轮来驱动的不平衡轴1，包括各三个 轴区段10、11和12以及两个在这些轴区段上轴向相邻的轴颈13，在这些轴颈上，不平衡轴 1径向滚动支承在内燃机2的壳体支承部位中。将针式轴套14用作滚动轴承(如图3所 示)，该针式轴套由保持架15和薄壁的外环17组成，该保持架带有在其中被引导的作为滚 动体的滚针16，该外环非切削地制成。多件式地并且在这里是两件式地构成的轴颈13的外 罩面18是全圆柱体形的并且充当用于滚针16的内滚道。有利于尽可能小的轴质量的是，不仅轴区段10、11和12而且轴颈13均具有 质量重心，这些质量重心为了产生轴失衡而相对于转动轴19偏心地分布并且基本上 分布在共同的不平衡面内。因为众所周知对不平衡轴1的径向支承是在轴颈13上的 集中负载(Punktlast)以及在内燃机2的壳体支承部位上的圆周负载的循环特性 (Umlaufverhaltnis)，所以在轴颈13的外罩面18上构成静态的负载区，该负载区与质量 重心分布在转动轴19的同一侧并且该负载区相对于不平衡面对称地分布。与此相对地，轴 颈13的直径上对置的部分圆周基本上无负载。依据下面阐述的构造示例，分别通过油通道20来进行对滚动轴承结构的润滑剂 供应，这些油通道在轴颈13中径向向外地分布并且在无负载的部分圆周上，也就是说关于 质量重心在转动轴19的另一侧，在轴向上居中地伸出到内滚道18上。由此，内滚道18和 滚针16被充分地供应润滑剂，该润滑剂借助离心加速度的支持由于不平衡轴1的转动而从 轴颈13的在运行中以油雾填充的周围被输送到滚动触点。如图3中清楚示出的那样，在一 方面轴颈13的外罩面18与另一方面外环17的径向向内延伸的轴向边缘以及保持架15之 间仅受限地可以实现润滑剂的轴向输送，并且可能由于润滑不足而导致滚动轴承结构发生 故障。在依据图1的不平衡轴la中，轴颈13a中的每个轴颈均由与轴区段10、11、12集 成式地也就是单件式地构成的并且仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈芯21和完全包围该 轴颈芯的由薄壁的滚动轴承钢制成的轴承环22固定地组合而成。在此，作为冲压而成的开 口而制成的油通道20a穿过轴承环22的部分圆周，该部分圆周自由跨过轴颈芯21。在依据图4的不平衡轴lb中，轴颈13b中的每个轴颈均由与轴区段10、11、12集 成式地构成的并且仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈区段23和邻接到该轴颈区段上的轴 承环形件24组合而成。与轴颈13a不同的是，该轴颈13b不是内滚道18的部分并且仅用 于轴承环22的固定和支撑，在这种情况下，内滚道18不仅通过轴颈区段23的圆弧形外罩 面形成而且通过在圆周上齐平地邻接到该轴颈区段上的轴承环形件24的圆弧形外罩面形 成。另一方面作为冲压而成的开口而制成的油通道20b穿过轴承环形件24，该轴承环形件 自由跨过轴颈区段23。如同在依据图1的轴颈13a中那样，位于轴颈区段23与轴承环形 件24之间的中间空隙中的油雾经由油通道20b到达滚动轴承结构的内部。在依据图5的不平衡轴lc中，轴颈13c中的每个轴颈均同样由与轴区段10、11、 12集成式地构成的并且仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈区段25和将轴颈区段25补充成在两个轴向端侧26上闭合的圆柱体的轴承段27组合而成。在这种情况下，内滚道18也 不仅通过轴颈区段25的圆弧形外罩面形成而且通过在圆周上齐平地邻接到该轴颈区段上 的轴承段27的圆弧形外罩面形成。轴承段27指的是由塑料制成的实心注塑件，其中，油通 道20c构成为穿过轴承段27的、相对于转动轴19倾斜地分布的孔，并且将处在相邻于轴颈 13c的油雾运送到滚动轴承结构的内部。 对轴承环22、轴承环形件24或轴承段27在轴颈13a至13c上的各个未详尽示出 的固定可以借助公知的固定机构，即材料配合地、力配合地或形状配合地进行。附图标记列表
1不平衡轴
2内燃机
3气缸
4活塞
5连杆
6曲轴
7中间轴
8不平衡体
9驱动区段
10轴区段
11轴区段
12轴区段
13轴颈
14滚动轴承/针式轴
15保持架
16滚针/滚动体
17外环
18外罩面/内滚道
19不平衡轴的转动轴
20油通道
21轴颈芯
22轴承环
23轴颈区段
24轴承环形件
25轴颈区段
26轴向端侧
27轴承段。
权利要求
不平衡轴(1a、1b、1c)，尤其用于平衡内燃机(2)的惯性力和/或惯性矩，该不平衡轴具有轴区段(10、11、12)和在轴向上与所述轴区段(10、11、12)相邻的轴颈(13a、13b、13c)，所述轴颈(13a、13b、13c)具有全圆柱体形的外罩面(18)，该外罩面用作滚动轴承(14)的滚动体(16)的内滚道，并且所述轴颈多件式地构成，使得不仅所述轴区段(10、11、12)而且所述轴颈(13a、13b、13c)的质量重心都为了产生轴失衡而相对于所述不平衡轴(1a、1b、1c)的转动轴(19)偏心地分布，其特征在于，所述轴颈(13a、13b、13c)被径向向外分布的油通道(20a、20b、20c)穿过，以实现对所述内滚道和所述滚动体(16)的润滑剂供应，其中所述油通道相对于所述轴颈(13a、13b、13c)的质量重心在所述转动轴(19)的另一侧伸出到所述外罩面(18)上。
2.按权利要求1所述的不平衡轴(la、lb、Ic)，其特征在于，所述油通道(20a、20b、20c) 基本上轴向居中地伸出到所述轴颈(13a、13b、13c)的所述外罩面(18)上。
3.按权利要求1所述的不平衡轴(Ia)，其特征在于，所述轴颈(13a)由与所述轴区段 (10,11,12)集成且仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈芯(21)和完全包围所述轴颈芯(21) 的轴承环(22)组合而成，其中，所述油通道(20a)径向穿过所述轴承环(22)的部分圆周， 该部分圆周与所述轴颈(13a)的质量重心在直径上对置且自由跨过所述轴颈芯(21)。
4.按权利要求1所述的不平衡轴(Ib)，其特征在于，所述轴颈(13b)由与所述轴区段 (10,11,12)集成且仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈区段(23)和与所述轴颈区段(23)邻 接的轴承环形件(24)组合而成，其中，所述油通道(20b)径向穿过所述轴承环形件(24)，该 轴承环形件与所述轴颈(13b)的质量重心在直径上对置且自由跨过所述轴颈区段(23)。
5.按权利要求1所述的不平衡轴(Ic)，其特征在于，所述轴颈(13c)由与所述轴区段 (10,11,12)集成且仅以部分圆柱体的方式构成的轴颈区段(25)和将所述轴颈区段(25) 补充成在两个轴向端侧(26)上闭合的圆柱体的轴承段(27)组合而成，其中，所述油通道 (20c)在所述轴向端侧(26)之一与所述轴承段(27)的所述外罩面(18)之间径向穿过与所 述轴颈(13c)的质量重心在直径上对置的所述轴承段(27)。
6.按权利要求5所述的不平衡轴(Ic)，其特征在于，所述轴承段(27)是由塑料制成的 注塑件。
7.按权利要求5所述的不平衡轴(Ic)，其特征在于，所述轴承段(27)实心地构成并且 所述油通道(20c)构成为孔。
全文摘要
本发明涉及一种不平衡轴(1a、1b、1c)，尤其用于平衡内燃机(2)的惯性力和/或惯性矩，具有轴区段(10、11、12)和与该轴区段在轴向上相邻的轴颈(13a、13b、13c)，轴颈具有充当滚动轴承(14)的滚动体(16)的内滚道的、全圆柱体形的外罩面(18)并且多件式地通过如下方式构成，即，不仅轴区段而且轴颈的质量重心都为了产生轴失衡而相对于不平衡轴的转动轴(19)偏心地分布。在此，轴颈应被径向向外分布的并且相对于该轴颈的质量重心在转动轴的另一边伸出到外罩面上的油通道(20a、20b、20c)穿过，以实现对内滚道和滚动体的润滑剂供应。
文档编号F16F15/26GK101988554SQ20101024212
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月29日 优先权日2009年7月29日
发明者彼得·索尔弗兰克 申请人:谢夫勒科技有限两合公司