DE102006042746A1

DE102006042746A1 - Nockenwellenantriebssystem und Motorbaugruppe

Info

Publication number: DE102006042746A1
Application number: DE102006042746A
Authority: DE
Inventors: Gregg T. Troy Purcilly; Franz Garden Decarli; Chris Dexter Cowland
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2007-04-19
Also published as: US7270097B2; US20070056544A1

Abstract

Es wird eine Motorbaugruppe geschaffen, die eine Motorkurbelwelle und eine mit der Kurbelwelle verbundene und von dieser rotierbar angetriebene Ausgleichswelle aufweist. Eine Fahrzeugkomponente, wie z. B. eine Hydraulikpumpe oder eine oben liegende Nockenwelle, ist mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden, dass diese von der Kurbelwelle durch die Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird. Ein Nockenwellenantriebssystem weist die Motorkurbelwelle, die Ausgleichswelle und die oben liegende Nockenwelle auf.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. September 2005 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/716,593, welche hiermit durch Bezugnahme vollständig einbezogen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft eine Motorbaugruppe; insbesondere betrifft die Erfindung ein Nockenwellenantriebssystem.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zusätzlich zum Vortreiben eines Fahrzeugs kann die Energie von einer Motorkurbelwelle verwendet werden, um eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten oder Systeme anzutreiben, wie z.B. eine Motorschmierölpumpe oder eine oben liegende Nockenwelle. Beispielsweise ist eine Kurbelwelle typischerweise über ein Zahnradgetriebe oder ein Kettenradpaar, wobei ein Riemen oder eine Kette die Kettenräder miteinander verbindet, mit einer Nockenwelle verbunden. Wie hierin verwendet, ist ein Zahnradgetriebe ein Satz von einem Zahnrad oder mehreren miteinander kämmenden Zahnrädern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird eine Motorbaugruppe geschaffen, die eine Ausgleichswelle auf weist, die durch Verwendung der vorhandenen Antriebsverbindung zwischen der Ausgleichswelle und der Kurbelwelle eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten rotierbar antreibt. Die Motorbaugruppe weist eine Kurbelwelle auf, die mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden ist, dass sie die Ausgleichswelle antreibt. Eine Fahrzeugkomponente, wie z.B. eine Pumpe oder eine oben liegende Nockenwelle, ist mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden, dass sie durch die Ausgleichswelle von der Kurbelwelle rotierbar angetrieben wird. Die Ausgleichswelle ist vorzugsweise an einem Ende mit der Kurbelwelle wirkend verbunden, z.B. durch miteinander kämmende Zahnräder oder eine Kettenrad- und Kettenanordnung, und an einem gegenüber liegenden Ende mit der angetriebenen Fahrzeugkomponente wirkend verbunden. Daher ergibt sich durch die Verwendung des vorhandenen Zahnradgetriebes zwischen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle in dem Antriebsstrang für die Fahrzeugkomponente für andere Zwecke verfügbarer Bauraum an dem Ende der Kurbelwelle, das der Fahrzeugkomponente näher liegt. Andere Komponenten können ebenfalls einen Teil des Antriebsstrangs bilden. Beispielsweise kann eine Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe von einer Ausgleichswelle derart rotierbar angetrieben werden, dass die Fahrzeugkomponente über die Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe mit der Ausgleichswelle wirkend verbunden ist.
Dementsprechend weist ein Nockenwellenantriebssystem eine Motorkurbelwelle und eine mit der Kurbelwelle wirkend verbundene und von dieser rotierbar angetriebene Ausgleichswelle auf. Eine oben liegende Nockenwelle ist mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden, dass sie von der Kurbelwelle durch die Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und weiteren Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind leicht aus der folgenden detail lierten Beschreibung der besten Formen zur Ausführung der Erfindung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Motorbaugruppe, die ein Nockenwellenantriebssystem aufweist, das eine Kurbelwelle und eine Ausgleichswelle mit Nockenwellen und eine Hydraulikpumpe aufweist, die von der Kurbelwelle durch die Ausgleichswelle angetrieben wird;
2 ist eine seitliche Darstellung der Motorbaugruppe und des Nockenwellenantriebssystems von 1;
3 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Motorbaugruppe und des Nockenwellenantriebssystems von 1 und 2, die an einem Motorblock montiert gezeigt sind;
4 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer in der Motorbaugruppe von 1 bis 3 verwendeten Antriebsplatte; und
5 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Antriebsplattenbaugruppe von 1 bis 3, welche die Antriebsplatte von 4, einen Zahnradsatz am vorderen Ende und eine Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 ausgewählte Komponenten eines Dieselmotors 10, der Teil einer Motorbaugruppe 11 (gezeigt in 3) ist. Ein Motorblock 12 (in 1 nicht gezeigt, aber in Bezug auf 3 gezeigt und beschrieben) nimmt viele der Komponenten auf. Eine Kurbelwelle 14 wird durch eine Bewegung von Zylindern 16 im Inneren von Zylinderbohrungen 18 des Motorblocks 12 (wie in 3 gezeigt) gedreht, wie es gemeinhin verstanden ist. Eine periodische Hin- und Herbewegung der Kolben 16 verursacht Torsions-, Lateral- und Vertikalschwingungskräfte auf den Motor 10. Der Motor 10 weist eine Konzeption mit zwei oben liegenden Nockenwellen mit vier rotierenden Nockenwellen 13, 15, 17 und 19 auf, die Ventile (nicht gezeigt) öffnen und schließen, um ein Ansaugen in die und ein Ausstoßen aus den Bohrungen 18 zu ermöglichen, wenn die Kolben 16 angetrieben werden. Pleuelstangen 21 sind mit den Kolben 16 verbunden, wodurch die Rotation der Kurbelwelle 17 verursacht wird, wie in der Technik wohlbekannt ist. Die Nockenwellen 15 und 19 werden hierin als erste Nockenwellen bezeichnet, und die Nockenwellen 13 und 17 werden hierin als zweite Nockenwellen bezeichnet. Die Nockenwellen 13, 15 wirken auf die Ventile ein, um den Einlass in die und den Ausstoß aus den Bohrungen 18 auf einer Seite des Motorblocks 12 zu steuern, während die Nockenwellen 17 und 19 auf Ventile einwirken, um den Einlass in die und den Ausstoß aus den Bohrungen auf der anderen Seite des Motorblocks 12 zu steuern. Ein Torsionsdämpfer sowie ein Schwungrad 22, die mit der Kurbelwelle 14 wirkend verbunden sind, tragen dazu bei, die Torsions- und Lateralkräfte zu verringern.
Eine Ausgleichswelle 24 ist radial beabstandet und im Wesentlichen parallel zu einer effektiven Mittelachse A der Kurbelwelle 14 angeordnet (in 2 gezeigte Mittellinie A). Die Ausgleichswelle 24 verläuft im Allgemeinen parallel zu der Kurbelwelle 14 und wird von dieser angetrieben. Die Ausgleichswelle 24 wirkt der Motorschwingung entgegen, wie z.B. Vertikalschwingungskräften, die durch die Hin- und Herbewegung der Kolben 16 und der Pleuelstangen 21 sowie durch die Rotation der Kurbelwelle 14 verursacht werden. Die Ausgleichswelle 24 wird hierin als drehbares Antriebsbauteil bezeichnet. Ein Antriebszahnrad 26 ist für eine gemeinsame Rotation mit der Kurbelwelle 14 verbunden. Das Antriebszahnrad 26 kämmt mit einem gewichtsbelasteten Zahnrad 28, das mit einem Ende der Ausgleichswelle 24 verbunden ist, und treibt dieses an. Das Antriebszahnrad 26 und das gewichtsbelastete Zahnrad 28 können als Zahnradsatz 26, 28 am hinteren Ende bezeichnet werden. Das gewichtsbelastete Zahnrad 28 weist vorzugsweise eine oder mehrere Öffnungen 30 auf, die derart an einer Hälfte des Zahnrads, der unteren Hälfte, wie in 1 gezeigt, ausgebildet oder in diese geschnitten sind, dass das gewichtsbelastetete Zahnrad 28 eine Unwucht erzeugt, wenn es gedreht wird. Die Unwucht des gewichtsbelasteten Zahnrads 28 trägt dazu bei, den Motorschwingungen entgegenzuwirken.
Daher sind die Kurbelwelle 14 und die Ausgleichswelle 24 über den Zahnradsatz 26, 28 am hinteren Ende derart wirkend verbunden, dass eine Rotation der Kurbelwelle 14 die Ausgleichswelle 24 rotierbar antreibt. Als eine Alternative zu dem miteinander kämmenden Zahnradsatz 26, 28 am hinteren Ende können radial ausgerichtete und voneinander beabstandete und über eine Kette oder einen Riemen miteinander verbundene Kettenräder verwendet werden, um die Kurbelwelle 14 und die Ausgleichswelle 24 wirkend zu verbinden. Eine derartige Verbindung würde der nachstehend beschriebenen Verbindung der Nockenwellen 15 und 19 mit der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 ähneln.
Bezug nehmend auf 2, ist der Abstand zwischen der effektiven Mittellinie A der Kurbelwelle und einer Mittellinie B der Ausgleichswelle entscheidend: Jedes übermäßige räumliche Spiel zwischen diesen Mittellinien beeinflusst das "Getriebespiel", d.h. die Formtoleranz oder Straffheit der miteinander kämmenden Zahnräder 26, 28, negativ. Suboptimales Spiel (d.h. aufgrund zu nah beieinander liegender Mittellinien A und B) könnte einen Getriebe- und Lagerdefekt verursachen, während übermäßiges Spiel (d.h. aufgrund zu weit voneinander entfernter Mittellinien A und B) Lärm verursacht. Sowohl die Kurbelwelle 14 als auch die Ausgleichswelle 24 sind durch Lager (nicht gezeigt) in Bohrungsöffnungen an der Rückseite des Motorblocks 12 abgestützt; die Lage dieser Bohrungsöffnungen in Bezug aufeinander zu regulieren, ist entscheidend, da dies die Lage der Mittellinien A und B und damit das Spiel des Zahnradsatzes 26, 28 am hinteren Ende bestimmt.
Wiederum Bezug nehmend auf 1, kann die Ausgleichswelle 24 zusätzlich zu dem Entgegenwirken gegen die Motorschwingungskräfte verwendet werden, um eine Vielzahl von Fahrzeugkomponenten anzutreiben, die in Fahrzeugzubehörteilen oder -systemen umfasst sein können. Bei dieser Ausführungsform treibt die Ausgleichswelle 24 die ersten Nockenwellen 15 und 19 über erste bzw. zweite Kettenräder 32, 34 der oben liegenden Nockenwellen sowie eine hydraulische Kraftstoffeinspritzpumpe 31 an, wie nachstehend beschrieben. Drehmoment wird von der Ausgleichswelle 24 über ein erstes Zahnrad 36, das mit einem zweiten Zahnrad 38 kämmt, auf diese Systeme übertragen. Das zweite Zahnrad ist Teil der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39, die auch eine Spindel 48 aufweist, wie nachstehend beschrieben. Die ersten und zweiten Zahnräder können als ein Zahnradsatz 36, 38 am vorderen Ende bezeichnet werden. Daher sind die ersten Nockenwellen 15, 19 und die Pumpe 31 über den Zahnradsatz 36, 38 am vorderen Ende mit der Ausgleichswelle 24 wirkend verbunden. Alternativ kann anstelle des miteinander kämmenden Zahnradsatzes 36, 38 das erste Zahnrad 36 statt dessen ein erstes Kettenrad sein, und das zweite Zahnrad 38 kann durch Kettenräder ersetzt werden, die an der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 ausgebildet sind und die mit den Kettenrädern des ersten Kettenrads durch einen Riemen oder eine Kette verbunden sind.
Bezug nehmend auf die Ausführungsform von 1 ist das erste Zahnrad 36 für eine gemeinsame Rotation mit der Ausgleichswelle 24 verbunden und derart mit Öffnungen 37 versehen, dass es gewichtsbelastet ist und eine Rotationsunwucht erzeugt, die der des gewichtsbelasteten Zahnrads 28 ähnelt. Die effektive Unwucht des ersten Zahnrads 36 ist radial gegenüber der effektiven Unwucht des gewichtsbelasteten Zahnrads 28 angeordnet.
Bezug nehmend auf 2, weist die Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 das zweite Zahnrad 38 und eine Spindel 48 auf, die für eine gemeinsame Rotation mit dem zweiten Zahnrad 38 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform sind das zweite Zahnrad 38 und die Spindel 48 einheitlich und einstückig ausgebildet; im Rahmen des Umfangs der Erfindung können sie auch separate Komponenten sein. Erste und zweite rotierbare Übertragungseinrichtungen, die bei dieser Ausführungsform Nockenwellenantriebsketten 50, 52 sind, sind zwischen die Spindel 48 und das erste bzw. zweite Zahnrad 32, 34 der oben liegenden Nockenwellen geschaltet (gezeigt in 1), um einen Kettenantrieb zur Übertragung von Antriebsenergie von der Spindel 48 an die Nockenwellen 15, 19 zu schaffen. Alter nativ könnten die Zahnradzähne der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 direkt mit Zahnradzähnen der Nockenwellen 15, 19 kämmen.
2 stellt ein Nockenwellenantriebssystem 53 dar, das die Kurbelwelle 14, die Ausgleichswelle 24 und die ersten Nockenwellen 15, 19 aufweist. (In der Seitenansicht der 2 ist die erste Nockenwelle 19 durch die erste Nockenwelle 15 effektiv verdeckt, und die Nockenwelle 17 ist durch die zweite Nockenwelle 13 effektiv verdeckt.) Die zweite Nockenwelle 13 wird von der ersten Nockenwelle 15 über ein erstes Nockenwellenantriebszahnrad 55 rotierbar angetrieben, das konzentrisch mit dem ersten Kettenrad 32 der oben liegenden Nockenwelle verbunden ist und das mit einem durch eine Nockenwelle angetriebenen Zahnrad 57 kämmt, das konzentrisch mit der Nockenwelle 13 verbunden ist. Die erste Nockenwelle 19 weist ebenfalls ein Nockenwellenantriebszahnrad auf, das in gleicher Weise mit einem durch eine Nockenwelle angetriebenen Zahnrad an der zweiten Nockenwelle 17 kämmt, so dass die zweite Nockenwelle 17 von der ersten Nockenwelle 19 rotierbar angetrieben wird. Anstelle der miteinander kämmenden Nockenwellenzahnräder können Kettenräder und Ketten verwendet werden, um Energie von den ersten Nockenwellen 15, 19 an die zweiten Nockenwellen 13 bzw. 17 zu übertragen.
Weil die Kurbelwelle 14 die Nockenwellen 13, 15, 17 und 19 durch die Ausgleichswelle 24 über den Zahnradsatz 26, 28 am hinteren Ende antreibt, anstatt über einen Zahnradantrieb oder Kettenräder und Kette an der Vorderseite der Kurbelwelle 14, ist an dem vorderen Ende der Kurbelwelle (in der Nähe des Torsionsdämpfers 20) Platz für andere Anwendungen verfügbar.
Zusätzlich wird die Hydraulikpumpe 31 an einer Öffnung 45 (in 3 gezeigt) in dem zweiten Zahnrad 38 abgestützt und durch die Rotation des ersten Zahnrads 36 angetrieben. Die Pumpe 31 kann verzahnt sein oder auf andere Weise für eine Rotation mit dem zweiten Zahnrad 38 und der Spindel 48 gesichert sein.
Bezug nehmend auf 2, ermöglicht eine geeignete Dimensionierung des Zahnradsatzes 26, 28 am hinteren Ende, des Zahnradsatzes 36, 38 am vorderen Ende und der Kettenräder 32, 24 der oben liegenden Nockenwellen das Erreichen der gewünschten Rotationsgeschwindigkeiten. Beispielsweise kann der Zahnradsatz am hinteren Ende mit einer Getriebeübersetzung von 1,0 konzipiert werden, so dass die Ausgleichswelle 24 mit der gleichen Geschwindigkeit rotiert wie die Kurbelwelle 14, oder mit einer Getriebeübersetzung von 2,0, so dass die Ausgleichswelle 24 mit der doppelten Geschwindigkeit der Kurbelwelle 24 rotiert. In beiden Fällen können die miteinander kämmenden Zahnräder 36, 38 dimensioniert sein, um die Hydraulikpumpe 31 mit einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben, während die Nockenwellenkettenräder 60, 62 (in 5 gekennzeichnet) dimensioniert sein können, um die Nockenwellen 15, 19 mit einer gewünschten halb so großen Kurbelwellengeschwindigkeit anzutreiben. Wenn die Hydraulikpumpe 31 alternativ von mit der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 kämmenden Zahnrädern oder von einem Kettenrad, das für eine Rotation mit der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 verbunden ist, angetrieben wird, kann diese dazu gebracht werden, mit Geschwindigkeiten zu rotieren, die sich von der Geschwindigkeit der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 unterscheidet.
Bezug nehmend auf 2, hängt das Erreichen eines optimalen Spiels der miteinander kämmenden ersten und zweiten Zahnräder 36, 38 von der Regulierung der relativen Lage einer Mittellinie C des zweiten Zahnrads 38 in Bezug auf die Mittellinie B des ersten Zahnrads 36 ab. (Die Mittellinie B des ersten Zahnrads 36 ist im Wesentlichen die gleiche wie die Mittellinie des gewichtsbelasteten Zahnrads 28, da beide im Wesentlichen an der Ausgleichswelle 24 ausgerichtet sind.) Wenn allerdings die Ausgleichswellenbohrung (43 in 3) durch den Motorblock 12 zur Abstützung der Ausgleichswelle 24 von der Rückseite des Motorblocks (d.h. das Ende in der Nähe des Zahnradsatzes 26, 28 am hinteren Ende) bearbeitet wird, um das Spiel des Zahnradsatzes 26, 28 am hinteren Ende zu regulieren, kann die Mittellinienpräzision der vorderen Ausgleichswellenbohrungsöffnung (d.h. die Öffnung an dem Ende der Bohrung 43 in der Nähe des Zahnradsatzes 36, 38 am vorderen Ende relativ zu anderen Lagen am vorderen Ende, wie z.B. die Lage der Mittellinie C) gefährdet sein.
Um das Problem einer Sicherstellung eines präzisen Kämmens der Zahnradsätze an beiden Enden der Ausgleichswelle 24 zu lösen, werden die ersten und die zweiten Zahnräder 36, 38 als Teil einer Antriebsplattenbaugruppe 40 vormontiert. Die Antriebsplattenbaugruppe 40 weist die ersten und zweiten Zahnräder 36, 38 sowie ein Plattenbauteil 42 auf. Lager und Buchsen, die verwendet werden, um die Rotation der Zahnräder 36, 38 in Bezug auf das Plattenbauteil 42 zu ermöglichen, können ebenso in die Plattenbaugruppe 40 integriert werden. Insbesondere wird die Antriebsplattenbaugruppe 40 vormontiert, indem zuerst die ersten und zweiten Zahnräder 36, 38 an dem Plattenbauteil 42 montiert werden. Das Plattenbauteil 42 wird dann an einer Öffnung am vorderen Ende (in 3 gestrichelt angedeutet) der Ausgleichswellenbohrung 43 durch den Motorblock 12 positioniert. Das Plattenbauteil 42 wird dann an dem Motorblock 12 montiert. Es wird an dem vorderen Ende keine separate Öffnung in dem Motorblock 12 für das zweite Zahnrad 38 benötigt (weil das zweite Zahnrad 38 an dem Plattenbauteil 42 befestigt ist, anstatt direkt an dem Motorblock 12); daher kann die Mittellinienpräzision des hinteren Endes der Wellenbohrung ohne Auswirkung auf das Spiel des Zahnradsatzes 36, 38 am vorderen Ende relativ zueinander aufrecht erhalten werden. Das Spiel des Zahnradsatzes 36, 38 am vorderen Ende wird durch die vormontierte Plattenbaugruppe 40, d.h. das Montieren des ersten und des zweiten Zahnrads 36, 38 an dem Plattenbauteil 42, reguliert und hängt nicht von der Lage der Öffnung am vorderen Ende der Ausgleichswellenbohrung 43 ab. Die Motorbaugruppe 11 von 3 umfasst den Motorblock 12, die Ausgleichswelle 24 (sichtbar in 1 und 2) und die Antriebsplattenbaugruppe 40. Sie kann auch eine Fahrzeugkomponente, wie z.B. die Hydraulikpumpe 31 (sichtbar in 1), und/oder die ersten und zweiten Kettenräder 32, 24 der oben liegenden Nockenwellen aufweisen.
Bezug nehmend auf 3, weist das Plattenbauteil 42 darin ausgeformte oder auf andere Weise darin eingeschnittene Befestigungsöffnungen 44 auf. (Eine Befestigungsöffnung ist in 3 durch den Motorblock 12 verdeckt, befindet sich aber symmetrisch gegenüber der obersten Befestigungsöffnung 44, die oben links an dem Plattenbauteil 42 gezeigt ist. Das kleinere Bild des Plattenbauteils 42 von 1 zeigt nicht das Detail der Befestigungsöffnungen 44; allerdings sind die Befestigungsöffnungen 44 in dem Plattenbauteil 42 vorhanden, wie in 3 bis 5 gezeigt.) Gewindebolzen (nicht gezeigt) oder andere geeignete Befestigungsmechanismen können durch die Befestigungsöffnungen 44 aufgenommen werden, um das Plattenbauteil 42 an dem Motorblock 12 zu befestigen. Wieder auf 2 Bezug nehmend, ist es offensichtlich, dass das Plattenbauteil 42 mit einem ersten zylindrischen Kragenabschnitt 46 ausgebildet ist. Der Kragenabschnitt 46 beherbergt ein Lager (nicht gezeigt), um die Ausgleichswelle 24 und das erste Zahnrad 36 für eine gemeinsame Rotation in Bezug auf den Kragenabschnitt 46 abzustützen. Eine Buchse (nicht gezeigt) kann zwischen dem zylindrischen Kragenabschnitt 46 und der Öffnung am vorderen Ende der Ausgleichswellenbohrung 43 (gezeigt in 3) angeordnet sein. Das Ende der Ausgleichswelle 24 kann Zähne aufweisen, um in innere Zähne des ersten Zahnrads 36 einzugreifen. Ein Bolzen oder eine andere Befestigungseinrichtung kann das erste Zahnrad 36 an dem Ende der Ausgleichswelle 24 befestigen. Der zylindrische Kragenabschnitt 46 wird in die Öffnung am vorderen Ende der Ausgleichswellenbohrung 43 eingeführt (siehe 3), bevor das Plattenbauteil 42 an dem Motorblock 12 befestigt wird. Wenn die Antriebsplattenbaugruppe 40 an dem Motorblock 12 befestigt ist, ist das erste Zahnrad 36 konzentrisch mit der Öffnung am vorderen Ende der Ausgleichswellenbohrung 43 und daher mit der Ausgleichswelle 24 angeordnet.
Das Plattenbauteil 42 weist einen zylindrischen Kragenabschnitt 49 auf, um die Pumpe 31 an dem zweiten Zahnrad 38 teilweise aufzunehmen und abzustützen. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Hydraulikpumpe 31 vor der Spindel 48 an dem zweiten Zahnrad 38 befestigt werden. Zusätzlich kann die Hydraulikpumpe 31 statt dessen radial beabstandet von der Spindel 48 angeordnet und, ähnlich wie die oben liegenden Nockenwellen, über eine Kette angetrieben werden, wobei in diesem Fall der zylindrische Kragenabschnitt 49 nicht notwendig wäre.
Die miteinander kämmenden Zahnräder 26, 28 bilden die Wirkverbindung der Ausgleichswelle 24 mit der Kurbelwelle 14 an einem hinteren Ende 33 der Ausgleichswelle (das hintere Ende 33 ist gestrichelt angedeutet, weil es in 1 unter dem Kragen des Zahnrads 28 liegt). Das Zahnrad 26 befindet sich an einem hinteren Ende 35 der Kurbelwelle 14. Die miteinander kämmenden Zahnräder 36, 38 und die Ketten 50, 52, welche die Nockenwellenkettenräder 32, 34 mit der Spindel 48 der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 verbinden, sind an einem vorderen Ende 41 der Ausgleichswelle 24 gegenüber dem hinteren Ende 33 (das vordere Ende 41 ist gestrichelt angedeutet, weil es unter dem Kragen 46 des Plattenbauteils 42 liegt) mit der Ausgleichswelle 24 wirkend verbunden.
Bezug nehmend auf 4, ist ein Plattenbauteil 42 mit dem ersten zylindrischen Kragenabschnitt 46 und dem zweiten zylindrischen Kragenabschnitt 49 abgebildet. Ein dritter zylindrischer Kragenabschnitt 51 erstreckt sich gegenüber und konzentrisch mit dem zweiten zylindrischen Kragenabschnitt 49. Eine erste Öffnung 54 in dem Plattenbauteil 42 ist konzentrisch mit der Ausgleichswelle 24 angeordnet und stützt diese und das erste Zahnrad 36 ab, wie in 1 abgebildet. Eine in 2 gezeigte zweite Öffnung 56 in dem Plattenbauteil 42 ist konzentrisch mit dem zweiten Zahnrad 38 und der Spindel 48 angeordnet, die für eine Rotation um eine äußere Oberfläche 58 des zylindrischen Kragenabschnitts 51 abgestützt werden.
Bezug nehmend auf 5, weist die Antriebsplattenbaugruppe 40 das Plattenbauteil 42, das erste Zahnrad 36 und das zweite Zahnrad 38 auf. Das gewünschte Spiel des ersten Zahnrads 36 und zweiten Zahnrads 38, die miteinander kämmen, wird durch die Montage der Zahnräder 36, 38 an dem Plattenbauteil 42 reguliert. Das erste Zahnrad 36 wird an dem Plattenbauteil 42 montiert, indem ein Kragenansatz des ersten Zahnrads 36 im Inneren des Kragenabschnitts 46 in eine Öffnung des Plattenbauteils 42 geschoben wird (das Ende des Kragenansatzes des ersten Zahnrads 36 erstreckt sich in 2 sichtbar durch den Kragenabschnitt 46 um die Ausgleichswelle 24). Es kann auch ein Lager zwischen dem ersten Zahnrad und dem Plattenbauteil 42 eingebaut sein. Das zweite Zahnrad 38 wird an dem Plattenbauteil 42 montiert, indem das zweite Zahnrad 38 über einen Kragenabschnitt 51 geschoben wird, der sich unter der Spindel 48 zum Abstützen der Spindel nach außen erstreckt. Auch zwischen dem Zahnrad 38 und dem Kragenabschnitt 51 kann ein Lager eingebaut sein. Die Spindel 48 weist zur Aufnahme der ersten Kette 50 von 1 erste Kettenräder 60 und zur Aufnahme der zweiten Kette 52 von 1 zweite Kettenräder 62 auf. Alternativ könnte die Spindel 48 mit Nuten anstelle von Kettenrädern versehen sein, und ein anderer Typ von rotierbarer Übertragungseinrichtung, wie z.B. Riemen, könnten in die Nuten eingepasst sein, um mit der Spindel 48 zu rotieren, um Fahrzeugkomponenten, wie z.B. die Nockenwellenkettenräder 32, 34, anzutreiben. Außerdem könnten die ersten und zweiten Kettenräder 60, 62 durch an der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 ausgebildete Zahnradzähne ersetzt werden, und die Nockenwellenkettenräder 32, 34 könnten gezahnte Ritzel sein, die dimensioniert und positioniert sind, um derart mit den Zähnen an der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 zu kämmen, dass die Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe 39 über solche miteinander kämmende Zahnräder mit den Nockenwellen 15, 19 wirkend verbunden ist.
Der Zahnradsatz 36, 38 am vorderen Ende ermöglicht es, dass die Ausgleichswelle 24 nicht nur verwendet wird, um die Schwingungskräfte in dem Motor 12 auszugleichen, sondern auch um andere Fahrzeugsysteme anzutreiben. Die oben liegenden Nockenwellen 13, 15, 17 und 19, die Hydraulikpumpe 31 und eine Vielzahl von anderen Fahrzeugsystemen können über eine Rotation der Ausgleichswelle, und letztendlich über die Kurbelwelle 14, angetrieben werden. Der vorhandene Zahnradsatz 26, 28 am hinteren Ende zwischen der Kurbelwelle 14 und der Ausgleichswelle 24 wird in dem Nockenwellenantriebssystem 53 verwendet, um zusätzliche Rotationsenergie für die Nockenwellen 13, 15, 17 und 19 bereitzustellen. Bauraum in der Nähe eines vorderen Endes 63 der Kurbelwelle 14 kann daher für andere Zwecke genutzt werden, als die Fahrzeugkomponenten anzutreiben.
Obwohl die besten Formen zur Ausführung der Erfindung detailliert beschrieben wurden, werden jene, welche mit der Technik, die diese Erfindung betrifft, vertraut sind, verschiedene alternative Bauweisen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche zu nutzen.

Claims

Motorbaugruppe umfassend: eine Motorkurbelwelle; eine Ausgleichswelle, die mit der Kurbelwelle wirkend verbunden ist und von dieser rotierbar angetrieben wird; und eine Fahrzeugkomponente, die mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden ist, dass die Fahrzeugkomponente von der Kurbelwelle durch die Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Ausgleichswelle an einem Ende mit der Kurbelwelle wirkend verbunden ist und an einem gegenüber liegenden Ende mit der Fahrzeugkomponente wirkend verbunden ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugkomponente eine Pumpe ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugkomponente eine Nockenwelle ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe, die von der Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird und die mit der Fahrzeugkomponente derart wirkend verbunden ist, dass die Fahrzeugkomponente von der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe rotierbar angetrieben wird; und wobei die Fahrzeugkomponente über die Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe mit der Ausgleichswelle wirkend verbunden ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die Fahrzeugkomponente über eine Kette mit der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe wirkend verbunden ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die Fahrzeugkomponente eine erste Nockenwelle ist und wobei die Motorbaugruppe ferner umfasst: eine Nockenwellenantriebskette, welche die Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe mit der ersten Nockenwelle wirkend verbindet.
Motorbaugruppe nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine zweite Nockenwelle, die von der ersten Nockenwelle rotierbar angetrieben wird.
Motorbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die Fahrzeugkomponente eine Hydraulikpumpe ist, die konzentrisch mit der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe angeordnet und für eine gemeinsame Rotation mit dieser verbunden ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Zahnradsatz am hinteren Ende, der ein für eine Rotation mit der Kurbelwelle verbundenes Antriebszahnrad und ein angetriebenes Zahnrad aufweist, das mit dem Antriebszahnrad kämmt und für eine Rotation mit der Ausgleichswelle verbunden ist; und einen Zahnradsatz am vorderen Ende, der ein für eine Rotation mit der Ausgleichswelle verbundenes erstes Zahnrad und ein mit dem ersten Zahnrad kämmendes Zwischenzahnrad aufweist, wobei sich der Zahnradsatz am vorderen Ende an einem Ende der Ausgleichswelle und der Zahnradsatz am hinteren Ende an einem gegenüber liegenden Ende der Ausgleichswelle befindet; und wobei die Fahrzeugkomponente durch eine Rotation des Zwischenzahnrads angetrieben wird.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Ausgleichswelle über miteinander kämmende Zahnräder mit der Kurbelwelle wirkend verbunden ist.
Nockenwellenantriebssystem umfassend: eine Motorkurbelwelle; eine Ausgleichswelle, die mit der Kurbelwelle wirkend verbunden ist und von dieser rotierbar angetrieben wird; und eine oben liegende Nockenwelle, die mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden ist, dass die Nockenwelle von der Kurbelwelle durch die Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird.
Nockenwellenantriebssystem nach Anspruch 12, wobei die Ausgleichswelle an einem Ende der Ausgleichswelle mit der Motorkurbelwelle wirkend in Verbindung steht; und wobei die Fahrzeugkomponente an einem gegenüber liegenden Ende der Ausgleichswelle mit der Ausgleichswelle wirkend in Verbindung steht.
Nockenwellenantriebssystem nach Anspruch 13, wobei die Ausgleichswelle im Wesentlichen parallel zu der Kurbelwelle angeordnet ist und im Wesentlichen in der Nähe eines Endes der Kurbelwelle mit der Kurbelwelle wirkend in Verbindung steht.
Nockenwellenantriebssystem nach Anspruch 12, ferner umfassend: eine Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe, die von der Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird und die mit der Fahrzeugkomponente derart wirkend verbunden ist, dass die Fahrzeugkomponente von der Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe rotierbar angetrieben wird; und wobei die Nockenwelle über die Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe mit der Ausgleichswelle wirkend verbunden ist.
Nockenwellenantriebssystem nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen Zahnradsatz am hinteren Ende, der ein für eine Rotation mit der Kurbelwelle verbundenes Antriebszahnrad und ein angetriebenes Zahnrad aufweist, das mit dem Antriebszahnrad kämmt und für eine Rotation mit der Ausgleichswelle verbunden ist; und einen Zahnradsatz am vorderen Ende, der ein für eine Rotation mit der Ausgleichswelle verbundenes erstes Zahnrad und ein mit dem ersten Zahnrad kämmendes und von diesem rotierbar angetriebenes Zwischenzahnrad aufweist; wobei sich der Zahnradsatz am vorderen Ende an einem Ende der Ausgleichswelle befindet und sich der Zahnradsatz am hinteren Ende an einem gegenüber liegenden Ende der Ausgleichswelle befindet; und wobei die Nockenwelle durch eine Rotation des Zwischenzahnrads angetrieben wird.
Nockenwellenantriebssystem nach Anspruch 12, ferner umfassend: eine Pumpe, die mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden ist, dass die Pumpe von der Kurbelwelle über die Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird.
Nockenwellenantriebssystem umfassend: eine Motorkurbelwelle; eine Ausgleichswelle, die mit der Kurbelwelle in Parallelschaltung wirkend verbunden ist und von dieser rotierbar angetrieben wird; eine oben liegende Nockenwelle, die mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden ist, dass die Nockenwelle von der Kurbelwelle durch die Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird; eine Hydraulikpumpe, die mit der Ausgleichswelle derart wirkend verbunden ist, dass die Pumpe von der Kurbelwelle über die Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird; und eine Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe, die von der Ausgleichswelle rotierbar angetrieben wird; wobei die Nockenwelle und die Pumpe über die Zwischenrad-Kettenrad-Baugruppe mit der Ausgleichswelle wirkend verbunden sind.