DE102007012665A1

DE102007012665A1 - Vorrichtung zum Massenausgleich an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102007012665A1
Application number: DE200710012665
Authority: DE
Inventors: Hermann Meindl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-09-18

Abstract

Vorrichtung (1) zum Massenausgleich einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einer ersten und einer zweiten gegenläufig zueinander drehenden Ausgleichswelle (2, 3), mit einer ersten und einer zweiten, diametral zueinander ausgerichteten Unwuchtmasse (2', 3'), wobei die Ausgleichswellen (2, 3) von einer Kurbelwelle der Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer doppelten Kurbelwellendrehzahl antreibbar sind und wobei die erste und die zweite Ausgleichwelle (2, 3) Hohlwellen sind und koaxial zueinander und zu einer Achse (4) angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Ausgleichswelle (2, 3) einen ersten und einen zweiten radial umlaufenden Flansch (2'', 3'') mit einer ersten und einer zweiten zueinander korrespondierenden Verzahnung (2''', 3''') aufweisen, die mit einem zwischen den Verzahnungen (2''', 3''') angeordneten Zahnrad (5) in Wirkverbindung stehen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zum Massenausgleich ist eine baulich sehr kleine Ausführung möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Massenausgleich an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Massenausgleich an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 180 A1 bekannt. Die Vorrichtung weist zumindest zwei gegenläufig rotierende Ausgleichswellen auf, die mit exzentrisch zur Rotationsachse angeordneten Ausgleichsgewichten versehen sind und über an den Ausgleichswellen befestigte Zahnräder angetrieben werden. Ferner sind die Ausgleichswellen in Gleitlagern gelagert. Die Ausgleichswellen werden mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl der Hubkolben-Brennkraftmaschine angetrieben.
Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung zum Massenausgleich an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 57 562 A1 bekannt. Um bei der vorgeschlagenen Bauausführung das Ölpantschen zu verringern, weisen die Ausgleichswellen keine außen liegenden Gewichte zur Unwuchterzeugung auf, sondern sind hohl gebaut, wobei der Hohlraum zur Erzeugung der Unwucht exzentrisch angeordnet ist.
Nachteilig bei beiden Ausführungen ist der relativ hohe Bauraumbedarf für gattungsgemäße Vorrichtungen zum Massenausgleich an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Massenausgleich aufzuzeigen, die deutlich weniger Bauraumbedarf hat.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der Bauraumbedarf reduziert. Gleichzeitig wird ebenfalls in vorteilhafter Weise das Gewicht der gesamten Vorrichtung reduziert. Darüber hinaus wird die für den Massenausgleich benötigte Antriebsleistung dadurch reduziert, dass im Wesentlichen nur Massen bewegt werden, die Massenkräfte erzeugen. Hieraus resultiert eine geringere Massenträgheit und somit ein Potential zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs der Hubkolben-Brennkraftmaschine.
Die Ausgestaltungen gemäß den Patentansprüchen 2 bis 4 gestatten zwei unterschiedliche Antriebsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 5 in einem Gehäuse angeordnet, welches offen oder geschlossen ausgeführt sein kann.
Um die innere Reibung der Vorrichtung zu reduzieren, können gemäß Patentanspruch 6 Wälz- oder Gleitlagerungen oder Kombinationen daraus für die Vorrichtung vorgesehen werden.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in einer einzigen Figur näher erläutert.
1 zeigt einen Schnitt sowie eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung.
1 zeigt einen Schnitt sowie eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung 1 zum Massenausgleich einer nicht dargestellten Hubkolben-Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung 1 ist in einem Maschinengehäuse 7 angeordnet, welches ortsfest mit der Hubkolben-Brennkraftmaschine verbunden ist. In einem Hohlraum des Maschinengehäuses 7 ist eine Achse 4 angeordnet, die vorzugsweise aus Gewichtsgründen hohl ausgeführt ist. Koaxial zur Welle 4 ist über Lager 8 eine erste Ausgleichswelle 2 drehbar angeordnet, mit einer ersten Unwuchtmasse 2' sowie einem ersten Flansch 2'', der eine radial umlaufende erste Verzahnung 2''' aufweist. Koaxial zur ersten Ausgleichswelle 2 ist eine zweite Ausgleichswelle 3 über weitere Lager 8 ebenfalls drehbar gelagert. Die zweite Ausgleichswelle 3 weist eine zweite, zur ersten Unwuchtmasse 2' diametral angeordnete Unwuchtmasse 3' auf, sowie einen zweiten Flansch 3'' mit einer zweiten radial um den Flansch 3'' umlaufenden Verzahnung 3'''. Zwischen den Verzahnungen 2''', 3''' ist ein Zahnrad 5 angeordnet, welches mit den Verzahnungen 2''', 3''' in Wirkverbindung steht. Das Zahnrad 5 ist ebenfalls über Lager 8 in dem Maschinengehäuse 7 gelagert. Die erste Unwuchtmasse 2' und die zweite Unwuchtmasse 3' sind, wie bereits erläutert und in der schematischen Seitenansicht dargestellt, diametral zueinander angeordnet.
Der Antrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise über das Zahnrad 5 erfolgen, wobei die Drehrichtungsumkehr der einzelnen Ausgleichswellen 2, 3 über das Zahnrad 5 erfolgt. In einer alternativen Ausführungsform kann auch an eine Ausgleichswelle 2, 3 ein koaxial zur Achse 4 angeordnetes zweites Zahnrad 6 oder Ritzet angeordnet sein. Im vorliegen den Ausführungsbeispiel ist das zweite Zahnrad 6 an die erste Ausgleichswelle 2 angeordnet. Alternativ kann das zweite Zahnrad 6 auch an die zweite radial außen liegende Ausgleichswelle 3 angeordnet sein. Das zweite Zahnrad 6 kann beispielsweise mit einem an eine nicht dargestellte Kurbelwelle angeordneten weiteren Zahnrad kämmen. Auch ist der Abtrieb von der Kurbelwelle im Falle eines Ritzels über einen ebenfalls nicht dargestellten Kettentrieb möglich. Wiederum in einer weiteren Ausführungsform kann das Maschinengehäuse 7 auch in einer geschlossenen Ausführung dargestellt werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Ausgleichswellen 2, 3 mehrteilig gefertigt, in anderen Ausführungsbeispielen kann die Bauteilstückzahl durch Verwendung von komplexeren Bauteilen auch reduziert werden. Als Fertigungsmaterialien kommen vorzugsweise Stähle zum Einsatz, jedoch sind auch andere Materialien möglich.
Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass zwei gegenläufig rotierende Unwuchtmassen 2', 3' konzentrisch zueinander gelagert sind und beispielsweise über ein Stirnradgetriebe miteinander verbunden sind. Die Unwuchtmassen 2', 3' sind über Lager 8, Wälzlager oder Gleitlager oder eine Mischform daraus, auf einer in dem motorfesten Maschinengehäuse 7 starr befestigten Achse 4 (vornehmlich hohl) drehbar gelagert. Eine der beiden Unwuchtmassen 2', 3' wird über ein daran befestigtes Kettenrad oder Zahnrad 6 kurbelwellenseitig angetrieben. Die Umlenkung der Drehrichtung der beiden Unwuchtmassen 2', 3' erfolgt über ein Tellerradgetriebe mit jeweils einem gleichen, an den Flanschen 2'', 3'' radial umlaufenden Tellerrad auf jeder Unwuchtmasse und einem mit diesen beiden Tellerrädern kämmenden, gehäusefest gelagerten Tellerrad, dem Zahnrad 5. Alternativ kann der Antrieb auch über dieses Tellerrad erfolgen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zum Massenausgleich einer Hubkolben-Brennkraftmaschine werden der Platzbedarf sowie das Gewicht wesentlich reduziert. Weiter wird die Antriebsleistung dadurch reduziert, dass im Wesentlichen nur Massen bewegt werden, die Massenkräfte erzeugen. Hieraus resultiert eine geringere Massenträgheit und somit ein Potential zur Kraftstoffreduzierung für die Brennkraftmaschine.

1: Vorrichtung
2: erste Ausgleichswelle
2': erste Unwuchtmasse
2'': erster Flansch
2''': erste Verzahnung
3: zweite Ausgleichswelle
3': zweite Unwuchtmasse
3'': zweiter Flansch
3''': zweite Verzahnung
4: Achse
5: Zahnrad
6: zweites Zahnrad
7: Maschinengehäuse
8: Lager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19807180 A1 [0002]
- DE 10257562 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (1) zum Massenausgleich einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einer ersten und einer zweiten gegenläufig zueinander drehenden Ausgleichswelle (2, 3), mit einer ersten und einer zweiten, diametral zueinander ausgerichteten Unwuchtmasse (2', 3'), wobei die Ausgleichswellen (2, 3) von einer Kurbelwelle der Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer doppelten Kurbelwellendrehzahl antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Ausgleichswelle (2, 3) Hohlwellen sind und koaxial zueinander und zu einer Achse (4) angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Ausgleichswelle (2, 3) einen ersten und einen zweiten radial umlaufenden Flansch (2'', 3'') mit einer ersten und einer zweiten zueinander korrespondierenden Verzahnung (2''', 3''') aufweisen, die mit einem zwischen den Verzahnungen (2''', 3''') angeordneten Zahnrad (5) in Wirkverbindung stehen.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) über das Zahnrad (5) antreibbar ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Ausgleichswelle (2, 3) ein zweites koaxial zur Achse (4) ausgerichtetes Zahnrad (6) oder Ritzel angeordnet ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) über das zweite Zahnrad (6) oder Ritzel antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) in einem Maschinengehäuse (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswellen (3, 3) wälz- und/oder gleitgelagert sind.