DE102013214813B4

DE102013214813B4 - Verbrennungsmotor mit einer Ausgleichswelle

Info

Publication number: DE102013214813B4
Application number: DE102013214813.5A
Authority: DE
Inventors: Peter Außerlechner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: DE102013214813A1

Abstract

Verbrennungsmotor mit- einer Welle (5),- einer parallel zur Welle (5) angeordneten Ausgleichswelle (3),- einer Zahnradstufe (2, 4), über welche die Ausgleichswelle (3) mit der Welle (5) drehgekoppelt ist, wobei die Zahnradstufe (2, 4) ein erstes Zahnrad (2) und eine damit kämmende zweite Zahnradeinrichtung (4) aufweist, wobei die zweite Zahnradeinrichtung (4) durch zwei in einer Axialrichtung nebeneinander angeordnete Zahnräder (4a, 4b) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass- die Welle (5) eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist,- das erste Zahnrad (2) durch einen Zahnkranz (2a) gebildet ist, der auf einem Zahnträger (2b) angeordnet ist,- zwischen dem Zahnkranz (2a) und dem Zahnträger (2b) eine Elastomerschicht (2c) angeordnet ist, die sich über den gesamten Außenumfang des Zahnträgers (2b) bzw. über den gesamten Innenumfang des Zahnkranzes (2a) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung - betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer Ausgleichswelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiger Verbrennungsmotor ist aus der DE 10 2008 050 472 A1 bekannt. Zum technischen Hintergrund der vorliegenden Erfindung zählen die DE 199 28 960 A1 , DE 10 2010 029 097 B3 , US 3 667 317 A , DE 101 16 236 A1sowie die DE 10 2011 017 337 A1 .
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, der eine noch höhere Laufruhe aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle und einer parallel zur Kurbelwelle angeordneten Ausgleichswelle. Die Ausgleichswelle soll die durch Massenkräfte der Zylinder erzeugten, die Laufruhe beeinträchtigenden Störeinflüsse zumindest teilweise kompensieren.
Die Ausgleichswelle ist über eine Zahnradstufe mit der Kurbelwelle drehgekurbelt Die Zahnradstufe weist ein erstes Zahnrad und eine damit kämmende, zweite Zahnradeinrichtung auf.
Der Kern der Erfindung besteht in einer „verspannten Zahnradstufe“, welche sich durch eine zweite Zahnradeinrichtung auszeichnet, die zwei in einer Axialrichtung nebeneinander angeordnete Zahnräder aufweist.
Die beiden nebeneinander angeordneten Zahnräder der zweiten Zahnradeinrichtung sind in ihrer Umfangsrichtung durch eine Federeinrichtung gegeneinander verspannt, was dazu führt, dass die Zahnradstufe bzw. die Zahneingriffe zwischen dem ersten Zahnrad und der zweiten Zahnradeinrichtung spielfrei sind. Durch die Spielfreiheit verringern sich die Laufgeräusche der Zahnradstufe und somit auch die Laufgeräusche des gesamten Verbrennungsmotors.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das erste Zahnrad durch einen Zahnkranz gebildet, d.h. durch einen Zahnradring, der auf einem Zahnträger angeordnet ist.
Eine weitere Verbesserung des Geräuschverhaltens lässt sich durch eine zwischen dem Zahnkranz und dem Zahnradträger angeordnete Elastomerschicht erreichen. Der Zahnkranz kann über die Elastomerschicht auf den Zahnträger aufvulkanisiert sein. Vorzugsweise erstreckt sich die Elastomerschicht über den gesamten Außenumfang des Zahnträgers bzw. über den gesamten Innenumfang des Zahnkranzes. Aufgrund der Elastomerschicht kann sich der Zahnkranz zumindest geringfügig relativ zu dem Zahnträger bewegen, wodurch Verzahnungsgeräusche gedämpft werden.
Die zwischen dem Zahnkranz und dem Zahnträger vorgesehene Elastomerschicht kann auch als „Gummispur“ bezeichnet werden. Durch die Kombination von entkoppeltem Zahnrad und den beiden nebeneinander angeordneten, gegeneinander verspannten Zahnrädern der zweiten Zahnradeinrichtung können das Leerlaufrasseln und schlagende Geräusche deutlich verringert werden.
Der Zahnträger kann fest mit der Ausgleichswelle verbunden sein. In diesem Fall ist eines der nebeneinander angeordneten Zahnräder der zweiten Zahnradeinrichtung fest mit der Kurbelwelle verbunden. Prinzipiell ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar, d.h. der Zahnträger kann fest mit der Kurbelwelle und eines der beiden nebeneinander angeordneten Zahnräder kann fest mit der Ausgleichswelle verbunden sein. Je nach Ausführungsvariante ist dann das andere der beiden nebeneinander angeordneten Zahnräder drehbar auf der Kurbelwelle oder drehbar auf der Ausgleichswelle angeordnet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das andere Zahnrad der zweiten Zahnradeinrichtung in einer ersten Axialrichtung an dem einen Zahnrad der zweiten Zahnradeinrichtung abgestützt und in entgegengesetzter Axialrichtung über ein axiales Sicherungselement, z.B. einem Sicherungsring gegenüber der Kurbelwelle bzw. der Ausgleichswelle abgestützt.
Die zweite Zahnradeinrichtung kann als vormontierte Baueinheit auf die Kurbelwelle bzw. auf die Ausgleichswelle aufgepresst sein. Alternativ dazu kann das „Festrad“ der zweiten Zahnradeinrichtung, d.h. dasjenige der beiden Zahnräder, das fest mit der Kurbelwelle oder der Ausgleichswelle verbunden ist, einstückig mit der Kurbelwelle oder der Ausgleichswelle verbunden sein und das Losrad, d.h. das andere der beiden Zahnräder der zweiten Zahnradeinrichtung und die Federeinrichtung können separat montiert sein.
Im Folgenden wird die die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Querschnitt entlang der in 2 gezeigten Schnittlinie A-A durch eine Zahnradstufe eines Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung.
2 zeigt eine Zahnradstufe 1 mit einem ersten Zahnrad 2, das auf einer Ausgleichswelle 3 eines hier nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors angeordnet ist.

Das erste Zahnrad 2 besteht aus einem Zahnkranz 2a, der auf einem Zahnträger 2b angeordnet ist. Zwischen dem Zahnkranz 2a und dem Zahnträger 2b ist eine sich über den gesamten Umfang erstreckende Elastomerschicht (Gummispur) 2c angeordnet. Die Elastomerschicht bzw. Gummispur 2c stellt eine gewisse Elastizität des Zahnkranzes 2a in Bezug auf den Zahnträger 2b sicher.
Das durch den Zahnkranz 2a, den Zahnträger 2b und die Elastomerschicht 2c gebildete erste Zahnrad kämmt mit einer zweiten Zahnradeinrichtung 4. Die zweite Zahnradeinrichtung 4 weist ein „Festrad“ 4a und ein seitlich bzw. axial daneben angeordnetes „Losrad“ 4b auf.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Festrad 4a integraler Bestandteil einer Kurbelwelle 5 des Verbrennungsmotors. Das Losrad 4b ist auf einem Absatz 6 der Kurbelwelle 5 in Umfangsrichtung der Kurbelwelle 5 drehbar angeordnet. Eine „rechte Seite“ des Losrads 4b stützt sich in Axialrichtung unmittelbar an dem Festrad 4 ab. In umgekehrter Axialrichtung ist das Losrad 4b über eine Distanzscheibe 7 und einem Sicherungsring 8 an der Kurbelwelle 5 abgestützt.
Die beiden Zahnräder 4a, 4b der zweiten Zahnradeinrichtung sind in Umfangsrichtung über eine hier nicht näher dargestellte Federeinrichtung gegeneinander verspannt, was dazu führt, dass die durch das erste Zahnrad 2 und die zweite Zahnradeinrichtung 4 gebildete Zahnradstufe spielfrei ist. Die Federeinrichtung kann zwischen den beiden Zahnrädern 4a, 4b in Ausnehmungen der Zahnräder 4a, 4b angeordnet sein.

Claims

Verbrennungsmotor mit - einer Welle (5), - einer parallel zur Welle (5) angeordneten Ausgleichswelle (3), - einer Zahnradstufe (2, 4), über welche die Ausgleichswelle (3) mit der Welle (5) drehgekoppelt ist, wobei die Zahnradstufe (2, 4) ein erstes Zahnrad (2) und eine damit kämmende zweite Zahnradeinrichtung (4) aufweist, wobei die zweite Zahnradeinrichtung (4) durch zwei in einer Axialrichtung nebeneinander angeordnete Zahnräder (4a, 4b) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Welle (5) eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist, - das erste Zahnrad (2) durch einen Zahnkranz (2a) gebildet ist, der auf einem Zahnträger (2b) angeordnet ist, - zwischen dem Zahnkranz (2a) und dem Zahnträger (2b) eine Elastomerschicht (2c) angeordnet ist, die sich über den gesamten Außenumfang des Zahnträgers (2b) bzw. über den gesamten Innenumfang des Zahnkranzes (2a) erstreckt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinrichtung vorgesehen ist, über welche die beiden nebeneinander angeordneten Zahnräder (4a, 4b) der zweiten Zahnradeinrichtung (4) in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt sind, so dass die Zahnradstufe (2, 4) spielfrei ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnträger (2b) fest mit der Ausgleichswelle (3) und eines der nebeneinander angeordneten Zahnräder (4a) fest mit der Kurbelwelle (5) verbunden ist, oder umgekehrt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das andere (4b) der beiden nebeneinander angeordneten Zahnräder drehbar auf der Kurbelwelle (5) oder auf der Ausgleichswelle (3) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Zahnrad (4b) in einer ersten Axialrichtung an dem einen Zahnrad (4a) abgestützt ist und in entgegengesetzter Axialrichtung über ein Sicherungselement in Bezug auf die Kurbelwelle (5) bzw. die Ausgleichswelle (3) abgestützt ist.