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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung ist insbesondere geeignet bei Zweizylinder-Boxermotoren für Motorräder zur Anwendung zu kommen.
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In Kraftfahrzeugen werden zunehmend Antriebsvorrichtungen eingesetzt, die eine besonders kompakte Bauweise haben. Solche Antriebsvorrichtungen sind insbesondere in Motorrädern notwendig, weil hier nur ein sehr begrenzter Bauraum zur Verfügung steht. Insbesondere im Zusammenhang mit Motorrädern haben sich Boxermotoren aufgrund ihrer kompakten Bauweise bewährt. Ein Problem von Boxermotoren ist jedoch, dass Boxermotoren mit Bankversatz, insbesondere Motorrad-Boxermotoren, und hier insbesondere Zweizylinder-Boxermotoren aufgrund des Versatzes zwischen den Zylindern und damit auch zwischen den Kolben sowie der gegenläufigen Bewegung der Kolben ein vergleichsweise hohes Moment um die vertikale Achse erzeugt wird.
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Zweizylinder-Boxermotoren haben üblicherweise im wertigeren, hochdrehenden Segment eine Ausgleichswelle zum Eliminieren der Wechselmomente, die sich durch die ungleiche Zylinderanordnung (Bankversatz) ergeben. Diese eine Ausgleichswelle ist parallel zu der Kurbelwelle ausgerichtet und liegt entweder über der Kurbelwelle oder unter der Kurbelwelle, da im seitlichen Bereich die Zylinder einer solchen Welle im Wege stünden. Über oder unter der Kurbelwelle belegt die Ausgleichswelle aber einen Bauraum, der besser für andere Komponenten des Antriebstrangs verwendet werden könnte.
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Aus der
EP 0 121 728 A2 ist ein Boxermotor für Motorräder mit in Fahrtrichtung angeordneter Kurbelwelle und einer Ausgleichswelle bekannt. Aus der
DE 197 06 947 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Massenkräften bekannt. Aus der
US 2010/0147248 A1 ist ein Ausgleichswellengehäuse bekannt.
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Hiervon ausgehend soll eine neue Antriebsvorrichtung vorgestellt werden, die insbesondere dazu beitragen kann die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Probleme bzw. Nachteile zumindest teilweise zu lösen.
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Insbesondere soll die Antriebsvorrichtung geeignet sein, ein in Folge des Versatzes der Zylinder entstehendes Moment auszugleichen, bei gleichwohl insgesamt möglichst kompakter Bauweise.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Antriebsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Antriebsvorrichtung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben.
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Hier vorgeschlagen wird eine Antriebsvorrichtung mit mindestens einem Paar aus zwei Kolben, die in einander gegenüberliegend und versetzt zueinander angeordneten Zylindern geführt und über zwei Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden sind, und mit mindestens zwei Ausgleichswellen, die derart eingerichtet und angeordnet sind, dass sie einem in Folge des Versatzes der Zylinder entstehenden Moment entgegenwirken bzw. dieses reduzieren.
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Die mit der Antriebsvorrichtung bereitstellbare Antriebskraft wird an der Kurbelwelle bereitgestellt. Die Kurbelwelle wird von den Pleuel angetrieben. Die Pleuel wiederum werden durch Verbrennungsvorgänge in den Zylindern angetrieben. Für die Verbrennungsvorgänge müssen Luft und Brennstoff in die Zylinder und Abgas aus den Zylindern hinaus gefördert werden. Dies geschieht beispielsweise mit Hilfe von Einlassventilen für Luft bzw. Luft und Kraftstoff, Einspritzventilen zur Einspritzung von Kraftstoff sowie Auslassventilen für Abgas. Diese Komponenten (Einlassventile, Auslassventile und ggf. auch Einspritzventile) sind üblicherweise an einem Zylinderdach angeordnet, welches am Zylinder gegenüberliegend zum Kolben angeordnet ist. Zur Steuerung dieser Komponenten dienen Ventiltriebe, die zur Kurbelwellendrehung angetrieben werden müssen. Dies Geschieht üblicherweise über die genannten Zugmitteltriebe, welche mit der Kurbelwelle mechanisch gekoppelt sind und welche zur Kraftübertragung von der Kurbelwelle auf die Ventiltriebe dient.
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Die Kurbelwellenachse ist die (virtuelle) Achse in der die Kurbelwelle liegt und um welche die Kurbelwelle drehbar gelagert ist. Durch die Pleuel wird eine Drehung der Kurbelwelle um die Kurbelwellenachse angeordnet. Die Antriebsvorrichtung wird hier auch mit Ebenen beschrieben, die entlang der Kurbelwellenachse hintereinander parallel und senkrecht bzw. normal bzw. orthogonal zur Kurbelwellenachse ausgerichtet sind. Derartige Ebenen liegen in Richtung der Kurbelwellenachse hintereinander.
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Bevorzugt sind hier Varianten der Antriebsvorrichtung mit genau einem Paar von Kolben und dementsprechend auch einem Paar von Zylindern. Es sind aber auch Antriebsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Paaren von Kolben und Zylindern, beispielsweise zwei Paaren (insgesamt vier Kolben und Zylinder), drei Paaren (insgesamt sechs Kolben und Zylinder) etc. umfasst. Die Zylinder eines Paares können jeweils in erste Zylindern (auf einer ersten Seite) und zweite Zylinder (auf einer zweiten Seite) unterschieden werden. Die erste Seite ist hierbei in einer Richtung entlang der Kurbelwellenachse rechts angeordnet und kann damit auch als rechte Seite bezeichnet werden. Die zweite Seite ist hierbei in einer Richtung entlang der Kurbelwellenachse links angeordnet und kann damit auch als linke Seite bezeichnet werden.
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Wenn mehrere Paare von Zylindern existieren (beispielsweise zwei Paare und insgesamt vier Zylinder oder drei Paare und insgesamt sechs Zylinder) sind die Zylinder auf einer Seite (rechte Seite oder linke Seite) bevorzugt in einer Flucht entlang der Kurbelwellenachse angeordnet und bilden eine sogenannte Zylinderbank. Die hier beschriebene Antriebsvorrichtung hat also zwei Zylinderbänke.
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Bei bisher üblichen Konstruktionen von Antriebsvorrichtungen mit mindestens einem Paar aus zwei Kolben, die in einander gegenüberliegend und versetzt zueinander angeordneten Zylindern geführt und über zwei Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden sind, wurde eine (einzelne) Ausgleichswelle entweder oberhalb oder unterhalb der Kurbelwelle angeordnet. Die bekannte eine Ausgleichwelle war bei derartigen Antriebsvorrichtungen demnach nicht seitlich der Kurbelwelle angeordnet. Die Begriffe oberhalb bzw. über und unterhalb bzw. unter beziehen sich hier auf eine vertikale Richtung. Der Begriff seitlich bezieht sich hierbei auf eine im Wesentlichen horizontale Richtung. Die Formulierung „im Wesentlichen“ beschreibt hier eine möglich Abweichung von bis zu 10%.
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Es wird hier nun insbesondere vorgeschlagen, die bekannte eine Ausgleichswelle (AGW) auf zwei (vergleichsweise kurze) Ausgleichswellen aufzuteilen. Es hat sich im Rahmen der hier vorgestellten Lösung überraschend herausgestellt, dass eine Erhöhung der Anzahl der verwendeten Wellen insgesamt zu einer Reduktion des benötigten Bauraums führen kann. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine der zwei Ausgleichswellen insbesondere vor und die andere der zwei Ausgleichwellen hinter einem der beiden Zylinder angeordnet ist. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise, dass man die Ausgleichswellen in eine Ebene schwenken kann, die für den zentralen Bauraum (Package) nicht relevant ist (obwohl dort auch einer der Zylinder angeordnet ist). Darüber hinaus ist es auch vorteilhaft, auf einer Seite der Antriebsvorrichtung den Antrieb des Ventiltriebes dazu nutzen, ein Ausgleichsgewicht dort anzuordnen. In diesem Fall braucht man nur noch eine (kurze) zusätzliche Welle um die bekannte eine Ausgleichwelle gesamtheitlich zu ersetzen bzw. die hier vorgeschlagenen zwei Ausgleichswellen zu realisieren.
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Einleitend wurde bereits der sogenannte Bankversatz beschrieben. Der Bankversatz beschreibt einen Versatz von Pleuel und Zylindern einer Antriebsvorrichtung entlang der Kurbelwellenachse zueinander. Der Bankversatz existiert bei der Verwendung normaler Pleuel (keine Gabelpleuel etc.) zwangsläufig und liegt beispielsweise bei Boxermotoren für Motorräder vor. Der Bankversatz führt insbesondere im Zusammenwirken mit einer gegenläufigen Bewegung der Kolben zu einem vergleichsweise hohen Moment um die vertikale Achse bzw. Hochachse der Antriebsvorrichtung. Diesem Moment soll im Rahmen der hier vorgeschlagenen Lösung entgegenwirkt bzw. dieses reduziert oder sogar ausgeglichen werden.
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In jeder Antriebsvorrichtung, insbesondere in solchen die in der Art eines Hubkolbenmotors ausgestaltet sind treten Massenkräfte und Massenmomente auf, die von der oszillierenden Bewegung der Kolben und Pleuel und vom Übertragungsverhalten des Kurbeltriebs stammen. Insbesondere wenn die Kolben einen Bankversatz zueinander aufweisen und sich gegenläufig bewegen, wie etwa bei einem Boxermotor, können diese Massenkräfte und Massenmomente besondere Bedeutung bei der Auslegung des entsprechenden Motors erlangen.
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Ausgleichswellen dienen grundsätzlich dazu, die freien Massenkräfte und/oder Massenmomente eines Hubkolbenmotors zu reduzieren oder zu beseitigen (auszugleichen), insbesondere um das Betriebsgeräusch und Vibrationen zu reduzieren. Dazu werden üblicherweise Unwuchten (exzentrische Gewichte) an der Ausgleichswelle angebracht. Die dadurch erzeugten Massenkräfte und/oder Massenmomente wirken denjenigen des Kurbeltriebs entgegen. Die Ausgleichswellen können grundsätzlich durch Zahnräder oder Riementriebe (Ketten oder Zahnriemen) von der Kurbelwelle insbesondere gegendrehend zur Kurbelwelle angetrieben werden. Hierbei können die Ausgleichswellen beispielsweise mit einfacher oder doppelter Kurbelwellendrehzahl laufen.
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Die hier vorgestellte Lösung mit zwei Ausgleichswellen in einer Antriebsvorrichtung mit mindestens einem Paar aus zwei Kolben, die in einander gegenüberliegend und versetzt zueinander angeordneten Zylindern geführt und über zwei Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden sind trägt insbesondere dazu bei, ein in Folge des Versatzes der Zylinder entstehendes Moment (um die Hochachse) auszugleichen bzw. zu reduzieren. Gleichwohl kann mittels der hier vorgestellten Lösung in vorteilhafter Weise eine insgesamt möglichst kompakte Bauweise erreicht werden.
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Die Antriebsvorrichtung dient vorzugsweise als Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebsvorrichtung ist oder umfasst bevorzugt eine Verbrennungskraftmaschine. Darüber hinaus kann die Antriebsvorrichtung ein Getriebe umfassen und so beispielsweise in der Art eines kombinierten Motor-Getriebe-Moduls gebildet sein.
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Die Antriebsvorrichtung weist (wie weiter oben schon beschrieben) zwei Kolben auf. Die Anzahl der Pleuel entspricht (wie auch die Anzahl der Zylinder) in der Regel der Anzahl der Kolben. Die Zylinder und die Kolben der Antriebsvorrichtung haben jeweils eine Zylinderachse, die eine Richtung vorgibt, entlang welcher die Kolben durch die Zylinder bewegt werden. Die Zylinderachsen sämtlicher Zylinder sind bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Die Zylinderachse ist bevorzugt durch die zylindrische Form des jeweiligen Zylinders definiert und bildet das Zentrum des Zylinders. Besonders bevorzugt ist die Zylinderachse darüber hinaus auch die Achse in welcher die von dem Zylinder bzw. dem Kolben ausgeübte Kraft wirkt.
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Die Zylinder sind einander gegenüberliegend und (durch den Bankversatz) versetzt zueinander angeordnet. Bevorzugt erstrecken sich die Zylinder in einer in Bezug auf die Einbaulage der Antriebsvorrichtung im Kraftfahrzeug im Wesentlichen horizontalen Richtung. Weiterhin bevorzugt sind die Zylinder in einer Boxermotoranordnung oder einer 180°-V-Motoranordnung angeordnet und ausgerichtet. Besonders bevorzugt liegen sämtliche Zylinderachsen in einer Ebene. Die zwei Kolben eines Paares sind über zwei Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden. Bevorzugt sind die zwei Pleuel derart mit der Kurbelwelle verbunden, dass eine Boxermotoranordnung realisiert ist. Hierzu ist es besonders bevorzugt, wenn die zwei Pleuel über zwei um 180° zueinander versetzte Hubzapfen mit der Kurbelwelle verbunden sind.
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Vorzugsweise umfasst die Antriebsvorrichtung weiterhin zwei Zugmitteltriebe, die jeweils ein Drehmoment zu einem Ventiltrieb eines Zylinders übertragen. Bevorzugt handelt es sich bei den Zugmitteltrieben jeweils um einen Kettentrieb oder einen Riementrieb. Die Zugmitteltriebe übertragen jeweils ein Drehmoment (bzw. eine Leistung) dem Ventiltrieb, der einem der Zylinder zugeordnet ist. Die Zugmitteltriebe können zur Drehmomentübertragung unmittelbar mit der Kurbelwelle und einer Welle des entsprechenden Ventiltriebs verbunden sein. Alternativ können Zwischengetriebe zwischen der Kurbelwelle und dem jeweiligen Zugmitteltrieb und/oder zwischen dem jeweiligen Zugmitteltrieb und einer Welle des entsprechenden Ventiltriebs vorgesehen sein. Bevorzugt sind die Zugmitteltriebe jeweils zumindest teilweise in einem Zugmittelschacht, insbesondere Kettenschacht geführt. Besonders bevorzugt liegen die Zugmittelschächte jeweils in einer Ebene, durch welche die Kurbelwellenachse hindurchtritt.
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Zumindest eine der Ausgleichwellen kann so mit der Kurbelwelle gekoppelt sein, dass ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Ausgleichswelle übertragen wird. Bevorzugt ist mindestens ein Zwischengetriebe zwischen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle vorgesehen. Das Zwischengetriebe ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass die Ausgleichwelle 1:1 gegendrehend zu der Kurbelwelle laufen kann. Vorzugsweise ist zumindest eine der zwei Ausgleichswellen mit einem der zwei Zugmitteltriebe gekoppelt. Dies erfolgt bevorzugt derart, dass der Zugmitteltrieb das Drehmoment auf die Ausgleichwelle überträgt. Auch in diesem Zusammenhang kann ein vorbeschriebenes Zwischengetriebe, etwa zwischen der Kurbelwelle und dem Zugmitteltrieb und/oder zwischen dem Zugmitteltrieb und der Ausgleichswelle vorgesehen sein.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der zwei Ausgleichswellen im Bereich eines Ventiltriebs eines Zylinders angeordnet ist. Bevorzugt sind die zwei (beide) Ausgleichswellen im Bereich eines (desselben) Ventiltriebs eines (desselben) Zylinders angeordnet. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass beide Ausgleichswellen im Bereich eines, insbesondere desselben Ventiltriebs desselben Zylinders angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in einer Richtung entlang einer Kurbelwellenachse zumindest eines der Pleuel zwischen den zwei Ausgleichswellen liegt. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass entlang der Richtung eine Ausgleichwelle, ein Pleuel, ein (weiteres) Pleuel und eine (weitere) Ausgleichswelle in der angegebenen Reihenfolge aufeinander folgen. „Richtung entlang der Kurbelwellenachse“ bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass diese Richtung parallel zu der Kurbelwellenachse angeordnet bzw. ausgerichtet ist. Bevorzugt liegt in einer Richtung entlang einer Kurbelwellenachse zumindest einer der Kolben zwischen den zwei Ausgleichswellen. Besonders bevorzugt liegt in einer Richtung entlang einer Kurbelwellenachse zumindest einer der Zylinder zwischen den zwei Ausgleichswellen. Hierdurch kann in besonders vorteilhafter Weise eine noch kompaktere Bauweise erreicht werden.
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Bevorzugt liegen die Ausgleichswellen jeweils in einer Ebene, wobei diese ebenen bevorzugt im Wesentlichen orthogonal bzw. normal zur Kurbelwellenachse ausgerichtet sind. Die Formulierung „im Wesentlichen“ beschreibt hier eine möglich Abweichung von bis zu 10%. Diese Ebenen sind vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet. Diese Ebenen sind in der Regel beabstandet zueinander. Weiterhin bevorzugt steht die Kurbelwellenachse orthogonal auf zumindest einer dieser Ebenen, besonders bevorzugt orthogonal auf diesen Ebenen. Besonders bevorzugt ist zumindest eines der Pleuel und/oder zumindest einer der Kolben und/oder zumindest einer der Zylinder zwischen diesen Ebenen angeordnet. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass diese Ebenen zumindest eines der Pleuel und/oder zumindest einen der Kolben und/oder zumindest einen der Zylinder zwischen sich einschließen. Wenn mehr als zwei Pleuel vorgesehen sind, ist es bevorzugt, dass zwei dieser Ebenen zwischen sich zumindest eines der Pleuel einschließen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der zwei Ausgleichswellen dadurch gebildet ist, dass an einer Ventiltriebwelle mindestens ein Ausgleichsgewicht angeordnet ist. In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, wenn die andere der zwei Ausgleichwellen separat zu dem Ventiltrieb und/oder zu der bzw. den Ventiltriebwelle(n) vorgesehen ist.
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Der Ventiltrieb kann mehrere Wellen umfassen. In der Regel umfasst ein Ventiltrieb eine oder mehrere Ventiltrieb-Nockenwellen. Üblicherweise sind zwei Ventiltrieb-Nockenwellen zur Steuerung von vier Ventilen vorgesehen. Die Nocken dienen hierbei zur Steuerung, insbesondere zum Öffnen der Ventile. Darüber hinaus kann der Ventiltrieb eine Ventiltrieb-Antriebswelle umfassen, die eine oder mehrere der Ventiltrieb-Nockenwellen antreibt.
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Bevorzugt ist zumindest eine der zwei Ausgleichswellen dadurch gebildet, dass an einer Ventiltrieb-Antriebswelle mindestens ein Ausgleichsgewicht angeordnet ist. In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, wenn die andere der zwei Ausgleichwellen separat zu dem Ventiltrieb und/oder zu der bzw. den Ventiltriebwelle(n) vorgesehen ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der zwei Ausgleichswellen windschief zu der Kurbelwelle ausgerichtet ist. Vorzugsweise sind beide Ausgleichwellen windschief zu der Kurbelwelle ausgerichtet.
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Bevorzugt schließt zumindest eine der zwei Ausgleichwellen mit zumindest der Kurbelwelle oder einer Ventiltrieb-Nockenwelle einen Winkel von größer als 90° und kleiner als 180° ein. Besonders bevorzugt schließen beide Ausgleichwellen mit zumindest der Kurbelwelle oder einer Ventiltrieb-Nockenwelle einen Winkel von größer als 90° und kleiner als 180° ein.
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Vorzugsweise ist zumindest eine der zwei Ausgleichswelle im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Die Formulierung „im Wesentlichen“ beschreibt hier eine möglich Abweichung von bis zu 10%. Besonders bevorzugt sind beide Ausgleichswelle im Wesentlichen vertikal ausgerichtet.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der zwei Ausgleichswellen parallel zu der Kurbelwelle ausgerichtet ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn diese Ausgleichswelle sich nur entlang eines Teils der Länge der Kurbelwelle erstreckt. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass diese Ausgleichswelle kürzer ist als die Kurbelwelle.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass beide Ausgleichswellen auf derselben Seite der Antriebsvorrichtung angeordnet sind. Die Seite der Antriebsvorrichtung kann die oben erörterte linke oder rechte Seite sein. Eine Seite der Antriebsvorrichtung zeichnet sich hierbei insbesondere dadurch aus, dass die einen Brennraum begrenzende Oberfläche eines Kolbens (der zwei Kolben) zu der Seite hin weist und die einen Brennraum begrenzende Oberfläche des anderen Kolbens (der zwei Kolben) von der Seite weg weist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Antriebsvorrichtung ein Zweizylinder-Boxermotor ist. Ein Zweizylinder-Boxermotor ist ein Boxermotor, der (nur) genau zwei Zylinder aufweist. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine besonders effiziente Nutzung des für den Motor zur Verfügung stehenden Bauraums, der insbesondere in einem Motorrad sehr begrenzt ist.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das eine hier vorgeschlagene Antriebsvorrichtung aufweist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Motorrad bzw. ein Kraftrad. Vorzugsweise hat das Kraftrad zwei Räder. Beispielsweise kann das Kraftrad auch eine doppelte Hinterbereifung (sog. Trike) oder eine doppelte Vorderbereifung aufweisen.
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Die im Zusammenhang mit der Antriebsvorrichtung erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Kraftfahrzeug auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
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Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt schematisch:
- 1: eine hier vorgestellte Antriebsvorrichtung in einer Draufsicht,
- 2: eine hier vorgestellt Antriebsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, und
- 3: ein Kraftfahrzeug mit einer hier vorgestellten Antriebsvorrichtung.
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1 zeigt schematisch eine hier vorgestellte Antriebsvorrichtung 1 in einer Draufsicht. Die Antriebsvorrichtung 1 ist hier beispielhaft ein Zweizylinder-Boxermotor für ein Motorrad.
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Die Antriebsvorrichtung 1 hat ein Paar aus zwei Kolben 2, die in einander gegenüberliegend und versetzt zueinander angeordneten (zwei) Zylindern 3 geführt und über zwei Pleuel 4 mit einer Kurbelwelle 5 verbunden sind. Zudem hat die Antriebsvorrichtung 1 zwei Ausgleichswellen 6, die derart eingerichtet und angeordnet sind, dass sie einem in Folge des Versatzes der Zylinder 3 entstehenden Moment entgegenwirken. Dieser Versatz kann auch als sog. Bankversatz bezeichnet werden, der in 1 mit dem Bezugszeichen 16 beispielhaft veranschaulicht ist.
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Die in 1 dargestellte Antriebsvorrichtung 1 hat ein Paar 13 von Zylindern 3, welches auf zwei relativ zur Kurbelwellenachse 8 gegenüberliegend zueinander ausgerichtete Zylinderbänke 14 aufgeteilt ist. Ein erster Zylinder 3 des Paars 13 ist Teil einer der beiden Zylinderbänke 14, während ein zweiter Zylinder 3 des Paars 13 Teil der anderen der beiden Zylinderbänke 14 ist. Die 1 lässt sich auf Antriebsvorrichtungen 1 mit mehreren entlang der Kurbelwellenachse 8 hintereinander angeordneten Paaren 13 von Zylindern 3 übertragen.
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In 1 ist weiterhin beispielhaft veranschaulicht, dass zumindest eine der zwei Ausgleichswellen 6 im Bereich eines Ventiltriebs 7 eines Zylinders 3 angeordnet ist. In dem hier dargestellten Beispiel sind sogar beide der zwei Ausgleichswellen 6 im Bereich desselben Ventiltriebs 7 eines Zylinders 3 angeordnet. In diesem Zusammenhang ist auch zu erkennen, dass beide Ausgleichswellen 6 hier auf derselben Seite 10 der Antriebsvorrichtung 1 angeordnet sind.
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Zudem hat die Antriebsvorrichtung 1 gemäß der Darstellung nach 1 beispielhaft zwei Zugmitteltriebe 12, die jeweils ein Drehmoment zu einem Ventiltrieb 7 eines Zylinders 3 übertragen. Die Drehmomentübertragung ist in 1 beispielhaft und schematisch mittels abgewinkelten gestrichelten Linien veranschaulicht.
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Die Zylinder 3 haben jeweils eine Zylinderachse 15, die bevorzugt parallel zueinander sind jedoch bedingt durch die Bauart der Antriebsvorrichtung 1 üblicherweise nicht aufeinander fallen, sondern in Richtung der Kurbelwellenachse 8 um einen Bankversatz 16 zueinander versetzt sind. Der Bankversatz 16 führt darüber hinaus in der Regel auch zu einem Versatz zweier einander gegenüberliegender Gehäusekonstruktionen 17 zur Verkleidung der beiden Zylinderbänke 14, wobei die Gehäusekonstruktionen 17 jeweils einen der Ventiltriebe 7 und einen der Zugmitteltriebe 12 aufnehmen.
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Zudem veranschaulicht die Darstellung nach 1, dass in einer Richtung entlang einer Kurbelwellenachse 8 zumindest eines der Pleuel 4 zwischen den zwei Ausgleichswellen 6 liegt. In dem hier dargestellten Beispiel liegen sogar beide Pleuel 4 zwischen den zwei Ausgleichswellen 6. Die Kurbelwellenachse 8 ist in 1 als gerade gestichelte Linie eingezeichnet. Die Richtung entlang der Kurbelwellenachse 8 verläuft bei der Darstellung nach 1 in der Zeichenebene vertikal, beispielsweise von unten nach oben.
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Die beiden Ausgleichswellen 6 sind hier beispielhaft separate Wellen, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Ventiltriebwelle 9 des Ventiltriebs 7 ausgerichtet sind. Somit sind in dem hier dargestellten Beispiel beide Ausgleichswellen 6 windschief zu der Kurbelwelle 5 ausgerichtet. Die Ausgleichswellen 6 sind hier beispielhaft derart mit der Ventiltriebwelle 9 gekoppelt, dass von der Ventiltriebwelle 9 eine Drehmomentübertragung auf die jeweilige Ausgleichswelle 6 erfolgt. Zwischen der Ventiltriebwelle 9 und den Ausgleichswellen 6 kann hierbei jeweils ein Zwischengetriebe (hier nicht dargestellt) vorgesehen sein, insbesondere derart, dass die Ausgleichswellen 6 nicht mit derselben Drehzahl drehen wie die Ventiltriebwelle 9. Darüber hinaus ist anzumerken, dass die hier gezeigte Drehmomentübertragung auf die Ausgleichswellen 6 lediglich beispielhaft ist und den Gegenstand der hier vorgestellten Lösung nicht beschränkt. Alternativ hierzu könnte beispielsweise zumindest eine der zwei Ausgleichswellen 6 parallel zu der Kurbelwelle 5 ausgerichtet sein.
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In 1 ist auch beispielhaft veranschaulicht, dass die Antriebsvorrichtung 1 ein Zweizylinder-Boxermotor ist. Dies ist daran zu erkennen, dass genau zwei Zylinder 3 vorgesehen und die Pleuel 4 der gegenüberliegenden Zylinder 3 über zwei um 180° zueinander versetzte Hubzapfen 18 mit der Kurbelwelle 5 verbunden sind. Die Winkelangabe 180° ist hier bezogen auf eine zu der Zeichenebene und der Kurbelwellenachse 8 orthogonalen Ebene. Die beiden Kolben 2 bewegen sich dadurch gegenläufig und befinden sich spiegelverkehrt stets in der gleichen Position bezüglich der Kurbelwellenachse 8.
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2 zeigt schematisch eine hier vorgestellt Antriebsvorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht. Die Bezugszeichen werden einheitlich verwendet, sodass auf die vorstehenden Ausführungen zur 1 vollumfänglich Bezug genommen werden kann.
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Gemäß der perspektivischen Darstellung nach 2 ist die jeweilige Ausrichtung der Ausgleichswellen 6 in Bezug auf die Kurbelwelle 5 besser zu erkennen. Beispielhaft sind hier beide der zwei Ausgleichswellen 6 windschief zu der Kurbelwelle 5 ausgerichtet. Hierbei schließen die zwei Ausgleichswellen 6 jedoch beispielhaft einen unterschiedlichen Winkel mit der Kurbelwelle 5 ein. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass die zwei Ausgleichswellen 6 hier nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
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3 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 11 mit einer hier vorgestellten Antriebsvorrichtung 1. Das Kraftfahrzeug 11 ist hier nur beispielhaft ein Motorrad, welches mit einer beschriebenen Antriebsvorrichtung 1 ausgestattet ist.
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Die hier vorgestellte Lösung ermöglich insbesondere einen oder mehrere der nachfolgenden Vorteile:
- • Es ist ein Ausgleich der Momente in Folge des Bankversatzes möglich.
- • Durch eine Verlagerung der Ausgleichswelle weg von der Kurbelwelle kann eine besondere Kompaktheit erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsvorrichtung
- 2
- Kolben
- 3
- Zylinder
- 4
- Pleuel
- 5
- Kurbelwelle
- 6
- Ausgleichswelle
- 7
- Ventiltrieb
- 8
- Kurbelwellenachse
- 9
- Ventiltriebwelle
- 10
- Seite
- 11
- Kraftfahrzeug
- 12
- Zugmitteltrieb
- 13
- Paar
- 14
- Zylinderbank
- 15
- Zylinderachse
- 16
- Bankversatz
- 17
- Gehäusekonstruktion
- 18
- Hubzapfen
