DE102006052410A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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-
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Abstract
Für eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, mit mindestens einem Zwischenrad zur Übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle auf ein Antriebszahnrad (3) und mit einer Nockenwelle (4), welche über eine Steckwelle (5) vom Antriebszahnrad (3) angetrieben wird, schlägt die Erfindung in einer ersten Ausführung vor, dass die Steckwelle (5) über eine doppelt-ballige Bogenverzahnung (6.1, 6.2) im Antriebszahnrad (3) und der Nockenwelle (4) gelagert ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 7.
- Bei Brennkraftmaschinen wird die Nockenwelle von der Kurbelwelle angetrieben. Dies erfolgt entweder über eine Steuerkette, einen Zahnriemen oder mindestens ein Zwischenrad, welches mit der Kurbelwelle und einem Antriebszahnrad der Nockenwelle kämmt. Bei der letztgenannten Anordnung sind üblicherweise die Nockenwelle in einem Nockenwellen-Gehäuse und das Antriebszahnrad sowie das Zwischenrad in einem Räderkasten gelagert. Auf Grund der unterschiedlichen Lagerung der Bauteile ist ein koaxialer Versatz möglich. Dieselbe Problematik tritt auf, wenn das Antriebszahnrad einer Ölpumpe im Räderkasten gelagert ist und die Ölpumpe sich am Kurbelgehäuse abstützt. Ein koaxialer Versatz bewirkt einen Verzahnungsfehler der miteinander kämmenden Zahnräder. Verschärft wird diese Problematik bei einer Anordnung mit mehreren Zwischenrädern, beispielsweise wenn ein weiteres Zwischenrad zum Antrieb einer Wasserpumpe vorgesehen ist.
- Aus der
DE 30 26 079 A1 ist eine Massenausgleichswelle bekannt, welche von der Kurbelwelle angetrieben wird. Die Massenausgleichswelle ist aus drei Einzelwellen komplettiert, welche in unterschiedlichen Gehäuseteilen gelagert sind. Die erste Einzelwelle trägt ein Kettenrad und eine Ausgleichsmasse. Die zweite Einzelwelle ist als Steckwelle über eine Kerbverzahnung in die erste und die dritte Einzelwelle eingesetzt. Die dritte Einzelwelle trägt ebenfalls eine Ausgleichsmasse. Über die Kerbverzahnung der zweiten Einzelwelle in der ersten bzw. dritten Einzelwelle ist eine Winkelbeweglichkeit möglich, so dass kleinere Abweichungen der ersten und dritten Einzelwelle von der gemeinsamen Mittelachse ausgeglichen werden. Kritisch ist bei dieser Anordnung, dass ein größerer Versatz nicht ausgeglichen werden kann und bei diesem Versatz an den Kontaktflächen hohe Kantenpressungen auftreten, die zu Verschleiß führen. Eine längere zweite Einzelwelle kommt wegen der axialen Bauraumzunahme nicht in Betracht. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, für eine Brennkraftmaschine Maßnahmen aufzuzeigen, welche einen größeren koaxialen Versatz oder Winkelversatz einer Antriebszu einer Abtriebsseite, die über eine Steckwelle verbunden sind, erlauben.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten und siebten Anspruchs gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
- Zur Überbrückung eines größeren koaxialen Versatzes oder Winkelversatzes zwischen einem Antriebszahnrad und einer davon angetriebenen Nockenwelle, sieht die Erfindung in einer ersten Ausführungsform vor, dass die Steckwelle über eine doppelt-ballige Bogenverzahnung im Antriebszahnrad und der Nockenwelle gelagert ist. Doppelt-ballig bedeutet, dass die Zahnflanke und der Zahnkopf der Steckwelle ballig sind. Durch diese Maßnahme wird der Vorteil erzielt, dass trotz großem Versatz des Antriebszahnrads zur Nockenwelle eine kurze Steckwelle verwendet werden kann.
- Als weitere Maßnahme sind die Stirnseiten der Steckwelle ballig ausgeführt, wodurch auch im schräggestellten Zustand ein axiales Anlaufen der Steckwelle ermöglicht wird. Die Steckwelle ist dadurch axial fixiert.
- Zur Ölführung ist in die Steckwelle ein Steckrohr eingesetzt. Das Steckrohr ist auf der einen Seite öldicht in die Nockenwelle und auf der anderen Seite öldicht in einem Verschlussdeckel eingesetzt, wobei der Verschlussdeckel im Antriebszahnrad angeordnet ist. Ergänzend besitzt die Steckwelle an den Stirnseiten eine radiale Nut zur Ölführung vom Steckrohr zur doppelt-balligen Bogenverzahnung.
- In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird für eine Pumpe, welche von einem Antriebszahnrad über eine Steckwelle angetrieben wird, vorgeschlagen, dass die Steckwelle über eine doppelt-ballige Bogenverzahnung im Antriebszahnrad und in der Pumpenwelle gelagert ist. Auch bei dieser Ausführung sind die Stirnseiten der Steckwelle ballig. In einer Ausgestaltung hierzu ist die Steckwelle pumpenseitig in einer Hülse gelagert, welche das Antriebsmoment von der Steckwelle auf die Pumpenwelle überträgt.
- In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine Brennkraftmaschine mit Rädertrieb, -
2 ein Schnittbild der Steckwelle als Nockenwellenantrieb und -
3 ein Schnittbild der Steckwelle als Pumpenantrieb. - In
1 ist eine Brennkraftmaschine in V-Anordnung mit jeweils einer obenliegenden Nockenwelle4 auf der A-Seite und der B-Seite dargestellt. Die Ansicht zeigt die Brennkraftmaschine mit Blick auf die Kraftgegenseite bei demontiertem Räderkastendeckel, d.h. vom Räderkasten11 ist lediglich eine umlaufende Wandung ersichtlich. Die Kurbelwelle ist mit dem Bezugszeichen1 dargestellt. Die Drehbewegung der Kurbelwelle1 wird über Zwischenräder2 ,2.1 ,2.2 und2.3 auf ein Antriebszahnrad3 übertragen. Das Antriebszahnrad3 ist über eine Steckwelle5 mit der Nockenwelle4 der A-Seite kraftschlüssig verbunden. Der Antrieb der Nockenwelle4 auf der B-Seite erfolgt analog hierzu. - Die
2 zeigt ein Schnittbild aus1 im Bereich der Nockenwelle, beispielsweise der Nockenwelle4 auf der A-Seite. Das Antriebszahnrad3 stützt sich über ein Lager12 an einem Lagerdeckel14 und über ein Lager13 am Räderkasten11 ab. Die Nockenwelle4 ist über ein Lager15 in einem Nockenwellen-Gehäuse16 drehbar gelagert. Der Räderkasten11 und das Nockenwellen-Gehäuse16 sind über einen Flansch20 miteinander verbunden. - Die Steckwelle
5 ist über eine doppelt-ballige Bogen-Verzahnung6.1 im Antriebszahnrad3 und über eine doppelt-ballige Bogenverzahnung6.2 in der Nockenwelle4 gelagert. Doppelt-ballige Bogenverzahnung bedeutet, dass bei der Außenverzahnung der Steckwelle5 sowohl die Zahnflanke als auch der Zahnkopf ballig sind. Die Steckwelle5 liegt daher an der Innenverzahnung des Antriebszahnrads3 und an der Innenverzahnung der Nockenwelle4 punktuell an. - An ihren Stirnseiten
7.1 und7.2 ist die Steckwelle5 ballig ausgeführt. Bei schräggestellter Steckwelle5 kommt die Stirnseite7.1 an einem Verschlussdeckel8 zur Anlage. Der Verschlussdeckel8 ist innerhalb des Antriebszahnrads3 angeordnet. Auf der gegenüber liegenden Seite kommt die Stirnseite7.2 an der Nockenwelle4 zur Anlage. Durch die Balligkeit der Stirnseiten7.1 und7.2 wird sichergestellt, dass auch im schräggestellten Zustand ein axiales Anlaufen der Steckwelle5 am Verschlussdeckel8 und der Nockenwelle4 möglich ist. - In die Steckwelle
5 ist ein Steckrohr9 für die Ölführung eingesetzt. Das Steckrohr9 ist öldicht in den Verschlussdeckel8 und in die Nockenwelle4 eingesetzt. Über einen Zulauf17 in der Nockenwelle4 gelangt das Öl in das Steckrohr9 und über einen Kanal18.1 zum Lager12 sowie über einen Kanal18.2 zum Lager13 . Im Steckrohr9 sind Öffnungen19 zur Ölzufuhr zur doppelt-balligen Bogenverzahnung6.1 und6.2 angeordnet. Ergänzend ist in der Stirnseite7.1 und in der Stirnseite7.2 der Steckwelle5 jeweils eine Nut10 zur Ölführung vorgesehen. - In der
3 ist ein Schnittbild der Steckwelle als Antrieb für eine Ölpumpe dargestellt. Für diejenigen Bauteile, welche mit der2 übereinstimmen, wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Das Antriebszahnrad3 ist im Räderkasten11 gelagert. Eine Pumpenwelle22 stützt sich in einem Pumpengehäuse21 ab, welches wiederum im Kurbelgehäuse gelagert ist. Das Antriebsmoment des Antriebszahnrads3 wird über die doppelt-ballige Bogenverzahnung6.1 auf die Steckwelle5 übertragen. Die Steckwelle5 überträgt das Antriebsmoment über die doppelt-ballige Bogenverzahnung6.2 entweder direkt auf die Pumpenwelle22 , wenn die Steckwelle5 in der Pumpenwelle gelagert ist, oder auf eine Hülse23 , welche dann das Antriebsmoment auf die Pumpenwelle22 überträgt. In der Figur ist die Ausführungsform mit der Hülse23 dargestellt. Entsprechend der Beschreibung zur2 sind die Stirnseiten der Steckwelle ballig ausgeführt und kann innerhalb der Steckwelle5 ein Steckrohr zur Ölführung vorgesehen sein. - Die Erfindung wurde zwar an Hand eines Nockenwellen- oder eines Pumpenantriebs beschrieben, die Erfindung lässt sich jedoch ganz allgemein immer dann verwenden, wenn auf Grund der unterschiedlichen Lagerung der Bauteile ein größerer Versatz auftritt, also auch beispielsweise beim Antrieb von Nebenabtrieben.
- Die Erfindung bietet folgende Vorteile:
- – über die Doppelballigkeit der Steckwelle kann auch ein großer koaxialer Versatz oder ein Winkelversatz der Nockenwelle oder Pumpenwelle zum Antriebszahnrad in zwei Ebenen überbrückt werden, bei gleichzeitig kurzer axialer Baulänge;
- – die balligen Stirnseiten der Steckwelle erlauben ein axiales Anlaufen der Steckwelle auch im schräggestellten Zustand;
- – eine Demontage der Nockenwelle oder Pumpenwelle ist einfach, weil das Antriebszahnrad unmittelbar abziehbar ist;
- – bei koaxialem Versatz oder Winkelversatz werden durch den punktuellen Kontakt an den Zahnflanken der doppelt-balligen Bogenverzahnung Kantenpressungen in der Verzahnung vermieden, woraus ein nahezu verschleißfreier Betrieb resultiert.
-
- 1
- Kurbelwelle
- 2
- Zwischenrad
- 2.1
- Zwischenrad
- 2.2
- Zwischenrad
- 2.3
- Zwischenrad
- 3
- Antriebszahnrad
- 4
- Nockenwelle
- 5
- Steckwelle
- 6.1
- Bogenverzahnung, doppelt-ballig
- 6.2
- Bogenverzahnung, doppelt-ballig
- 7.1
- Stirnseite
- 7.2
- Stirnseite
- 8
- Verschlussdeckel
- 9
- Steckrohr
- 10
- Nut
- 11
- Räderkasten
- 12
- Lager
- 13
- Lager
- 14
- Lagerdeckel
- 15
- Lager
- 16
- Nockenwellen-Gehäuse
- 17
- Zulauf
- 18.1
- Kanal
- 18.2
- Kanal
- 19
- Öffnung
- 20
- Flansch
- 21
- Pumpengehäuse
- 22
- Pumpenwelle
- 23
- Hülse
Claims (9)
- Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle (
1 ), mit mindestens einem Zwischenrad (2 ) zur Übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle (1 ) auf ein Antriebszahnrad (3 ) und mit einer Nockenwelle (4 ), welche über eine Steckwelle (5 ) vom Antriebszahnrad (3 ) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckwelle (5 ) über eine doppelt-ballige Bogenverzahnung (6.1 ,6.2 ) im Antriebszahnrad (3 ) und der Nockenwelle (4 ) gelagert ist. - Brennkraftmaschine (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (7.1 ,7.2 ) der Steckwelle (5 ) ballig sind. - Brennkraftmaschine (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Steckwelle (5 ) ein Steckrohr (9 ) zur Ölführung eingesetzt ist. - Brennkraftmaschine (
1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Antriebszahnrad (3 ) ein Verschlussdeckel (8 ) angeordnet ist. - Brennkraftmaschine (
1 ) nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckrohr (9 ) in die Nockenwelle (4 ) und in den Verschlussdeckel (8 ) öldicht eingesetzt ist. - Brennkraftmaschine (
1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckwelle (5 ) an den Stirnseiten (7.1 ,7.2 ) eine radiale Nut (10 ) zur Ölführung vom Steckrohr (9 ) zur doppelt-balligen Bogenverzahnung (6.1 ,6.2 ) aufweist. - Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle (
1 ), mit einem von der Kurbelwelle (1 ) angetriebenen Antriebszahnrad (3 ) und mit einer Pumpenwelle (22 ) als Pumpenantrieb, welche über eine Steckwelle (5 ) vom Antriebszahnrad (3 ) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckwelle (5 ) über eine doppelt-ballige Bogenverzahnung (6.1 ,6.2 ) im Antriebszahnrad (3 ) und der Pumpenwelle (22 ) gelagert ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckwelle (
5 ) nach den Ansprüchen 2 und 3 ausgeführt ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckwelle (
5 ) pumpenseitig in einer Hülse (23 ) gelagert ist, welche das Antriebsmoment von der Steckwelle (5 ) auf die Pumpenwelle (22 ) überträgt.
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DE102005057319 | 2005-12-01 | ||
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3438434A4 (de) * | 2016-03-29 | 2019-02-06 | Yanmar Co., Ltd. | Motorvorrichtung |
-
2006
- 2006-11-07 DE DE102006052410A patent/DE102006052410A1/de not_active Ceased
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8495948B2 (en) | 2009-04-15 | 2013-07-30 | Zf Friedrichshafen Ag | Power distribution unit with a hydrostatic and mechanical power branch |
EP3438434A4 (de) * | 2016-03-29 | 2019-02-06 | Yanmar Co., Ltd. | Motorvorrichtung |
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