DE10240713A1 - Vibration compensating gear unit for vehicle engine with two balancing shafts, comprising individual frame to be attached temporarily as required - Google Patents

Vibration compensating gear unit for vehicle engine with two balancing shafts, comprising individual frame to be attached temporarily as required Download PDF

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    • F16F15/264—Rotating balancer shafts
    • F16F15/265—Arrangement of two or more balancer shafts

Abstract

A vibration compensating gear unit (2) can be optionally attached to the crankshaft housing (1) of the engine of a vehicle. A frame (3) accommodates two balancing shafts provided with connecting gears (8a, 8b) at their front ends. A drive wheel is positioned in front of one of the gears (8a) acting on another drive wheel (11) attached to the front of the crankshaft via a transitional gear (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung für eine Reihenhubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei mit doppelter Kurbelwellendrehzahl gegenläufig betriebenen Ausgleichswellen, die unterhalb der Kurbelwelle innerhalb der unter dem Kurbelgehäuse angebrachten Ölwanne angeordnet sind, wobei die Ausgleichswellen über endseitig angeordnete Verbindungszahnräder in treibender Verbindung stehen und eine der Ausgleichswellen von der Kurbelwelle angetrieben ist.The invention relates to a device to balance the mass forces second order for an inline reciprocating internal combustion engine with two double crankshaft speeds opposite operated balance shafts that are below the crankshaft inside the one under the crankcase attached oil pan are arranged, the balancer shafts via connecting gears arranged at the end in driving Connect and one of the balancer shafts driven by the crankshaft is.

Eine derartige Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte ist aus der DE 36 15 695 C bekannt. Besonderheit dieser Massenausgleichsvorrichtung ist es, dass das Treibrad zum Antrieb der Massenausgleichswellen schwungradseitig auf der äußeren Wange der Kurbelwelle angeordnet ist und die Ausgleichswellen einerseits in der Außenwandung der Ölwanne und andererseits in einer quer liegenden Trennwand in der Ölwanne gelagert sind. Diese Ausbildung erfordert eine zusätzliche Bearbeitung der äußeren Wange der Kurbelwelle und eine ganz speziell ausgebildete Ölwanne. Um die Lagerfunktion zuverlässig auszuführen, muss die Ölwanne entsprechend steif, beispielsweise als Gussteil, ausgebildet sein.Such a device for balancing the mass forces is from the DE 36 15 695 C known. A special feature of this mass balancing device is that the drive wheel for driving the balancing shafts is arranged on the flywheel side on the outer cheek of the crankshaft and the balancing shafts are mounted on the one hand in the outer wall of the oil pan and on the other hand in a transverse partition in the oil pan. This training requires additional machining of the outer cheek of the crankshaft and a very specially designed oil pan. In order to carry out the bearing function reliably, the oil pan must be designed to be correspondingly rigid, for example as a cast part.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung bereitzustellen, die bei möglichst wenigen Änderungen der Brennkraftmaschine wahlweise an diese anbaubar ist.The invention has for its object a To provide a device for balancing the second order mass forces, with as few changes as possible the internal combustion engine can optionally be attached to this.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Ausgleichswellen in einem unabhängig von der Ölwanne ausgebildeten Rahmen gelagert sind, der an dem Kurbelgehäuse zentriert befestigt ist und wobei an der von der Kurbelwelle angetriebenen Ausgleichswelle axial zu dem Verbindungszahnrad ein Antriebszahnrad angeordnet ist, das mit einem an dem Rahmen gelagerten Zwischenrad kämmt, das seinerseits mit einem Treibrad auf dem Kurbelwellenende in Verbindung steht. Durch diese Ausbildung ist es problemlos möglich, die entsprechende Brennkraftmaschine je nach Anforderung mit oder ohne Massenausgleichsgetriebe zu versehen. Dabei kann für beide Versionen die gleiche Ölwanne, die beispielsweise aus Blech gefertigt ist, verbaut werden. Der Rahmen wird bevorzugt an dem Ölwannenflansch des Kurbelgehäuses neben der Ölwannenbefestigung befestigt.This task is solved in that the balancer shafts in a trained independently of the oil pan Frame are stored, which is attached to the center of the crankcase and being on the balance shaft driven by the crankshaft a drive gear is arranged axially to the connecting gear, that meshes with an intermediate wheel mounted on the frame, which in turn is connected to a drive wheel on the crankshaft end. Through this training, it is easily possible to find the appropriate internal combustion engine to be provided with or without mass balancing gear, depending on requirements. It can be for both versions have the same oil pan, which is made of sheet metal, for example. The Frame is preferred on the oil pan flange of the crankcase next to the oil pan attachment attached.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Zwischenrad mittig unter der Kurbelwellenlängsachse angeordnet. Zusammen mit der weiterhin vorgesehenen Anordnung der Ausgleichswellen symmetrisch zu der Kurbelwellenlängsachse ist ein kompakt bauendes Massenausgleichsgetriebe geschaffen, bei dem die Ausgleichswellen nahe an der Kurbelwelle angeordnet sein können. Durch diese symmetrische Anordnung der Ausgleichswellen tauchen die bei der Drehung der Kurbelwelle durch die an den Kurbelwellenzapfen befestigten Pleuel erzeugten Kurbelgeigen der einzelnen Zylindereinheiten in den freien Zwischenraum zwischen den Ausgleichswellen ein.In development of the invention the idler gear is arranged centrally under the longitudinal axis of the crankshaft. Together with the arrangement of the balancer shafts also provided symmetrically the crankshaft longitudinal axis is a compact mass balancing gear created, in which the balance shafts can be arranged close to the crankshaft. By this symmetrical arrangement of the balancing waves submerge them the rotation of the crankshaft by the on the crankshaft journal attached connecting rods produced crank violins of the individual cylinder units in the free space between the balancer shafts.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Schmierölversorgungsleitungen für die Lagerstellen der Ausgleichswellen in den Rahmen eingelassen und weisen eine zentrale Zutrittsöffnung auf, die mit einer Übergangsöffnung in dem Kurbelgehäuse korrespondiert. Dadurch brauchen keinerlei zusätzliche Leitungen oder Anschlüsse vorgesehen oder verlegt werden. Die Übergangsöffnung in dem Kurbelgehäuse ist – falls kein Massenausgleichsgetriebe angebaut ist – mit einem Stopfen oder Deckel einfach verschließbar.In further development of the invention the lubricating oil supply lines for the Bearing positions of the balance shafts embedded in the frame and have a central access opening on that with a transition opening in the crankcase corresponds. As a result, no additional lines or connections are required or be relocated. The transition opening in the crankcase is - if no mass compensation gear is attached - with a plug or cover easy to lock.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich unter zumindest einem Längsholm des Rahmens eine Schmierölansaugleitung angeordnet, die endseitig an dem Rahmen flüssigkeitsführend befestigt ist. Dabei ist dann in dem Rahmen ein Verbindungskanal eingelassen, der den Befestigungsflansch der Schmieröl-Ansaugleitung mit einem Anschluss an dem Kurbelgehäuse verbindet. Dieser Anschluss an dem Kurbelgehäuse ist so angeordnet und ausgebildet, dass bei Nichtmontage des Massenausgleichsgetriebes die gleiche Schmieröl-Ansaugleitung oder eine Schmieröl-Ansaugleitung mit zumindest gleich ausgebildetem Befestigungsflansch angebaut werden kann.In a further embodiment of the invention there is a lubricating oil intake line in the area under at least one longitudinal spar of the frame arranged, which is attached to the end of the frame in a liquid-carrying manner. there is then a connection channel embedded in the frame, the Mounting flange of the lubricating oil intake line connects to a connector on the crankcase. This connection on the crankcase is arranged and designed so that when the mass balancer is not installed the same oil intake line or a lubricating oil intake line grown with at least the same mounting flange can be.

In Weiterbildung der Erfindung ist in die Ölwanne eine unterhalb der Kurbelwellenlängsachse verlaufende und bis an den Bereich direkt unter die Verbindungszahnräder reichende durchgehende Längseinbuchtung eingelassen. In diese Längseinbuchtung kann beispielsweise eine Antriebswelle bei einer in ein Fahrzeug oder ein Arbeitsgerät eingebaute Brennkraftmaschine hineinragen.In development of the invention into the oil pan one running below the longitudinal axis of the crankshaft and reaching to the area directly under the connecting gears continuous indentation admitted. In this longitudinal indentation can, for example, a drive shaft in a vehicle or an implement protrude built-in internal combustion engine.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Further advantageous configurations the invention can be found in the drawing description in which an embodiment of the invention shown in the figures described in more detail is.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Ansicht des teilweise dargestellten Kurbelgehäuses mit dem angebauten Massenausgleichsgetriebe, 1 2 shows a perspective view of the partially illustrated crankcase with the attached mass balance gear,

2 eine perspektivische Ansicht des Massenausgleichsgetriebes Bauteil und 2 a perspective view of the mass balance component and

3 eine stirnseitige Ansicht des teilweise dargestellten Kurbelgehäuses mit angebauten Massenausgleichsgetriebe und teilweise dargestellter Ölwanne. 3 an end view of the crankcase partially shown with attached mass balancer and partially shown oil pan.

An das Kurbelgehäuse 1 einer selbstzündenden Brennkraftmaschine gemäß 1 ist wahlweise ein Massenausgleichsgetriebe 2 anbaubar. Das Massenausgleichsgetriebe 2 weist einen Rahmen 3 auf, der aus zwei Längsholmen 4a, 4b und aus zwei diese verbindenden Querholmen 5a, 5b besteht. In die Querholme 5a, 5b sind Lageröffnungen eingearbeitet, in die die Ausgleichswellen 6a, 6b mit entsprechenden Lagern eingesetzt sind. Die Ausgleichsmassen 7a, 7b und 7c, 7d sind beidseits dem Querholm 5b etwa mittig unter der Brennkraftmaschine angeordnet. Stirnseitig sind an den Ausgleichswellen 6a, 6b Verbindungszahnräder 8a, 8b angebracht, die miteinander in Eingriff stehen. Vor dem Verbindungszahnrad 8a ist weiterhin ein Antriebszahnrad 9 angeordnet, das über ein Zwischenrad 10 mit einem Treibrad 11, das am vorderen Ende der Kurbelwelle befestigt ist, in treibender Verbindung steht. An der Unterseite des Rahmens 3 sind im Bereich der vorderen Enden der Längsholme 4a, 4b Anschlüsse für jeweils eine Schmieröl-Ansaugleitung 12a, 12b (3) vorgesehen, die über in die Längsholme 4a, 4b und den Querholm 5a eingelassene Kanäle miteinander in Verbindung stehen und zu einem Austritt 13c (2) auf der Oberseite des Längsholms 4a geführt ist. Die Eintritte 13a, 13b sind identisch zu dem Austritt 13c ausgebildet, so dass ein Befestigungsflansch der Schmieröl-Ansaugleitung 12 wahlweise an den Eintritten 13a, 13b oder direkt an dem mit dem Austritt 13c korrespondierenden Eingang in das Kurbelgehäuse angebaut werden kann. Befestigt ist der Rahmen 3 an dem Kurbelgehäuse 1 mittels Schrauben 14, wobei Zentrierhülsen 15, die die Schrauben 14 teilweise umfassen, für eine lagegenaue Fixierung des Rahmens 3 an dem Kurbelgehäuse 1 sorgen. Eine Fixierhülse 15 ist teilweise von einer zentralen Zutrittsöffnung 19 umgeben, die mit einer Übergangsöffnung in dem Kurbelgehäuse korrespondiert. Über die Zutrittsöffnung 19 wird Schmieröl in in den Rahmen 3 eingelassene Schmierölversorgungsleitungen für die Lagerstellen der Ausgleichswellen (6a, 6b) eingeleitet.To the crankcase 1 according to a self-igniting internal combustion engine 1 is optionally a mass balance gear 2 mountable. The mass balance gear 2 has a frame 3 on that of two longitudinal spars 4a . 4b and from two cross bars connecting them 5a . 5b consists. In the cross bars 5a . 5b bearing openings are incorporated into which the balancer shafts 6a . 6b are used with appropriate bearings. The leveling compounds 7a . 7b and 7c . 7d are on both sides of the cross beam 5b arranged approximately in the middle under the internal combustion engine. At the front are on the balancer shafts 6a . 6b Connecting gears 8a . 8b attached, which are in engagement with each other. In front of the connecting gear 8a is still a drive gear 9 arranged that via an idler gear 10 with a driving wheel 11 , which is attached to the front end of the crankshaft, is in a driving connection. At the bottom of the frame 3 are in the area of the front ends of the longitudinal spars 4a . 4b Connections for one lubricating oil intake line each 12a . 12b ( 3 ) provided, which in the longitudinal spars 4a . 4b and the cross beam 5a recessed channels communicate with each other and to an outlet 13c ( 2 ) on the top of the longitudinal spar 4a is led. The admissions 13a . 13b are identical to the exit 13c formed so that a mounting flange of the lubricating oil intake pipe 12 optionally at the entrances 13a . 13b or directly at the one with the exit 13c corresponding input can be built into the crankcase. The frame is attached 3 on the crankcase 1 by means of screws 14 , with centering sleeves 15 who the screws 14 partially include, for a precise location of the frame 3 on the crankcase 1 to care. A fixing sleeve 15 is partly from a central access opening 19 surrounded, which corresponds to a transition opening in the crankcase. Via the access opening 19 will put oil in the frame 3 embedded lubrication oil supply lines for the bearing points of the balancer shafts ( 6a . 6b ) initiated.

Die Verbindungszahnräder 8a, 8b sind zu dem Kurbelgehäuse 1 hin von einem Blech 16 abgedeckt, wobei das Blech von dem Zwischenrad 10 durchdrungen ist. Das Blech 16 verhindert, dass von den Verbindungszahnrädern 8a, 8b aufgewirbeltes Öl in das Kurbelgehäuse geschleudert wird.The connecting gears 8a . 8b are to the crankcase 1 from a sheet 16 covered, with the sheet metal from the idler gear 10 is permeated. The sheet 16 prevents from the connecting gears 8a . 8b whirled up oil is thrown into the crankcase.

In 3 ist eine Ölwanne 17 teilweise dargestellt, wobei in die Ölwanne 17 eine unterhalb der Kurbelwellenlängsachse verlaufende und bis an den Bereich direkt unter die Verbindungszahnräder 8a, 8b reichende durchgehende Längseinbuchtung 18 eingelassen ist. In diese Längseinbuchtung kann beispielsweise eine Antriebswelle bei einer in ein Fahrzeug oder ein Arbeitsgerät eingebaute Brennkraftmaschine hineinragen.In 3 is an oil pan 17 partially shown, being in the oil pan 17 one running below the longitudinal axis of the crankshaft and up to the area directly under the connecting gearwheels 8a . 8b reaching continuous indentation 18 is let in. In this longitudinal indentation, for example, a drive shaft in an internal combustion engine installed in a vehicle or a working device can protrude.

Claims (6)

Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung für eine Reihenhubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei mit doppelter Kurbelwellendrehzahl gegenläufig betriebenen Ausgleichswellen, die unterhalb der Kurbelwelle innerhalb der unter dem Kurbelgehäuse angebrachten Ölwanne angeordnet sind, wobei die Ausgleichswellen über endseitig angeordnete Verbindungszahnräder in treibender Verbindung stehen und eine der Ausgleichswellen von der Kurbelwelle angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswellen (6a, 6b) in einem unabhängig von der Ölwanne (17) ausgebildeten Rahmen (3) gelagert sind, der an dem Kurbelgehäuse (1) zentriert befestigt ist und dass an der von der Kurbelwelle angetriebenen Ausgleichswelle (6a) axial zu dem Verbindungszahnrad (8a) ein Antriebszahnrad (9) angeordnet ist, das mit einem an dem Rahmen (3) gelagerten Zwischenrad (10) kämmt, das seinerseits mit einem Treibrad (11) auf der Kurbelwelle in Verbindung steht.Device for balancing the mass forces of a second order for an in-line reciprocating piston internal combustion engine with two counterbalancing shafts operated in opposite directions at double crankshaft speed, which are arranged below the crankshaft within the oil pan attached under the crankcase, the counterbalancing shafts being in driving connection via connecting gears arranged at the ends and one of the balancer shafts is driven by the crankshaft, characterized in that the balance shafts ( 6a . 6b ) regardless of the oil pan ( 17 ) trained framework ( 3 ) are mounted on the crankcase ( 1 ) is attached centered and that on the balance shaft driven by the crankshaft ( 6a ) axially to the connecting gear ( 8a ) a drive gear ( 9 ) is arranged, which with a on the frame ( 3 ) mounted idler gear ( 10 ) combs, which in turn with a driving wheel ( 11 ) on the crankshaft. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrad (10) mittig unter der Kurbelwellenlängsachse angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the intermediate wheel ( 10 ) is arranged centrally under the longitudinal axis of the crankshaft. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswellen (6a, 6b) symmetrisch zu der Kurbelwellenlängsachse angeordnet sind.Apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that the balance shafts ( 6a . 6b ) are arranged symmetrically to the crankshaft longitudinal axis. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schmierölversorgungsleitungen für die Lagerstellen der Ausgleichswellen (6a, 6b) in den Rahmen (3) eingelassen sind und eine zentrale Zutrittsöffnung (19) aufweisen, die mit einer Übergangsöffnung in dem Kurbelgehäuse korrespondiert.Device according to one of the preceding claims, characterized in that lubricating oil supply lines for the bearing points of the balance shafts ( 6a . 6b ) In the frame ( 3 ) and a central access opening ( 19 ) have, which corresponds to a transition opening in the crankcase. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich unter zumindest einem Längsholm (4a, 4b) des Rahmens (3) eine Schmieröl-Ansaugleitung (12a, 12b) angeordnet ist, die endseitig an dem Rahmen (3) flüssigkeitsführend befestigt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the area under at least one longitudinal spar ( 4a . 4b ) of the frame ( 3 ) a lubricating oil intake line ( 12a . 12b ) is arranged, the end of the frame ( 3 ) is attached to carry liquid. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ölwanne (17) eine unterhalb der Kurbelwellenlängsachse verlaufende und bis an den Bereich direkt unter den Verbindungszahnrädern (8a, 8b) reichende durchgehende Längseinbuchtung (18) eingelassen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the oil pan ( 17 ) one running below the longitudinal axis of the crankshaft and up to the area directly under the connecting gearwheels ( 8a . 8b ) continuous longitudinal indentation ( 18 ) is embedded.
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