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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Motorausgleichseinheit mit den Merkmalen
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Bei
dem Motor für
ein Fahrzeug kann eine Kurbelwelle unausgeglichen sein, beispielsweise aufgrund
der Trägheitskraft
der zweiten Ordnung, die durch die Hin- und Herbewegung des Kolben
erzeugt wird. Eine derartige Unausgeglichenheit erzeugt Vibrationen
des Motors. Um eine derartige Unausgeglichenheit zu reduzieren,
beinhaltet der Motor zwei Gegenausgleichswellen, die Ausgleichsgewichte umfassen,
die bezüglich
der Achse der Gegenwellen außermittig
vorgesehen sind. Die Ausgleichswellen werden durch die Kurbelwelle
in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Des weiteren sind die
Ausgleichswellen durch ein Einheitsgehäuse gestützt für eine leichte Installation
in dem Motor.
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Eine
derartige herkömmliche
Motorausgleichseinheit ist in der japanischen offengelegten Gebrauchsmusterpatentschrift
Nr. JP 58-20750 U1, die am 08. Februar 1983 veröffentlicht wurde, oder der
japanischen Gebrauchsmusterpatentschrift Nr. JP 58-36912 Y offenbart,
die am 19. August 1983 veröffentlicht
wurde.
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Wie
in 6 und 7 gezeigt ist, ist in der Veröffentlichung
Nr. JP 58-20750 U1 eine Kurbelwelle 602 durch ein Wellenlager 603 in
einem Zylinderblock 601 gestützt. Das Wellenlager 603 ist
in einem Zwischenwandelement 604 montiert, das in dem Zylinderblock 601 angeordnet
ist. Zwei Ausgleichswellen 612 sind durch ein Einheitsgehäuse 609 gestützt, das
auf eine abnehmbare Weise mit den Zwischenwandelementen 604 gekoppelt
ist. Die Ausgleichswellen 612 werden durch die Kurbelwelle 602 gedreht über Zahnräder 606 und 614.
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Bei
dieser herkömmlichen
Bauweise sind zwecks einer einfachen Installation in dem Motor die Ausgleichsgewichte
an zwei Ausgleichswellen 612 montiert, die durch das Einheitsgehäuse 609 gestützt sind.
Der Zylinderblock 601 muß jedoch abgewandelt werden,
um die Nabenabschnitte zu erzeugen, die die Zwischenwandelemente 604 sind.
In letzter Zeit wird die Vereinheitlichung des Zylinderblocks wichtiger
für eine
Massenproduktion des Motors. Enorme Anlageninvestitionen sind nötig, um
die Fertigungsstraße
des Zylinderblocks 601 zu ändern, um die Motorausgleichseinheit
zu tragen, so daß die
Motorfertigungskosten stark erhöht
sind durch die Abwandlung des Zylinderblocks 601.
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Wie
in 8 gezeigt ist, sind
in der Veröffentlichung
Nr. JP 58-36912 Y zwei Ausgleichswellen 804a und 804b durch
ein Einheitsgehäuse 805 gestützt, das
zwischen einem Zylinderblock 801 und einer Ölwanne 802 geklemmt
ist. Die Ausgleichswellen 804a und 804b werden
durch die Kurbelwelle 808 gedreht über Zahnräder 807, 806a und 806b.
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Bei
dieser herkömmlichen
Bauweise muß ein
Zylinderblock 801 nicht abgewandelt werden, um eine Motorausgleichseinheit
zu tragen. Es kann jedoch Motoröl
lecken an der Verbindung mit dem Zylinderblock 801 oder
mit der Ölwanne 802.
In anderen Worten ist es sehr kompliziert, eine Fluiddichtigkeit
aufrechtzuerhalten an mehr als einer Verbindung mit einer einzelnen
Befestigungseinrichtung. Des weiteren kann die Ölwanne 802 auf Straßenoberflächenhindernisse
einwirken, und der Bodenteil der Ölwanne kann möglicherweise
ausfallen, da die Position der Ölwanne 802 nach
abwärts
abweicht soweit wie die Dicke des Einheitsgehäuses 805, das zwischen
dem Zylinderblock 801 und der Ölwanne 802 eingesetzt
ist.
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Des
Weiteren offenbart
US,5875,753 als nächstkommender
Stand der Technik eine Motorausgleichseinheit, die mit einem Zylinderblock
eines Motors verbunden ist. Diese Motor ausgleichseinheit hat ein
Einheitsgehäuse,
in dem die Motorausgleichseinheit untergebracht ist, ein Paar Gegenausgleichswellen,
die durch das Gehäuse
drehbar gestützt
sind, ein Paar Gegenausgleichsgewichte die an den Gegenausgleichwellen
fixiert sind, eine erste Ölwanne,
die mit dem Zylinderblock verbunden ist und das Einheitsgehäuse aufnimmt,
und eine zweite Ölwanne zum
Sammeln eines Schmieröls.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Motorausgleichseinheit
zu schaffen, bei der zur Montage an den Zylinderblock dieser nicht
umkonstruiert oder angepasst werden muss.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Motorausgleichseinheit mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein
Merkmal der Erfindung besteht in der einfachen Montage und Demontage
einer Motorausgleichseinheit ohne eine Erhöhung der Fertigungskosten.
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Ein
Merkmal der Erfindung besteht in der einfachen Montage und Demontage
einer Motorausgleichseinheit ohne eine Verschlechterung der Fluiddichtigkeitseigenschaften
zwischen dem Zylinderblock und der Ölwanne.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu lösen,
weist die Erfindung eine erste Ölwanne
auf, die an einer Unterseite eines Motorzylinderblocks angebracht
ist; eine zweite Ölwanne,
die an der ersten Ölwanne
angebracht ist, um eine Unterseite der ersten Ölwanne zu schließen; und
ein Einheitsgehäuse,
das in die erste Ölwanne
eingesetzt ist, um die Ausgleichswellen mit den Ausgleichsgewichten
zu stützen.
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Bei
der Erfindung braucht ein Zylinderblock nicht abgewandelt zu werden,
um die Motorausgleichseinheit zu installieren, weil die erste Ölwanne, die
das Einheitsgehäuse
aufnimmt, unter dem Zylinderblock angebracht ist. Des weiteren ist
die Fluiddichtigkeitseigenschaft zwischen der ersten Ölwanne und
dem Zylinderblock nicht verschlechtert durch das Einheitsgehäuse, da
das Einheitsgehäuse
innerhalb der ersten Ölwanne
vorgesehen ist. Darüber
hinaus ist die Fluiddichtigkeitseigenschaft zwischen der ersten Ölwanne und
der zweiten Ölwanne
nicht verschlechtert durch eine herkömmliche gemeinsame Befestigungsstruktur.
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1 zeigt
eine Draufsicht einer Motorausgleichseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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2 zeigt
eine Schnittansicht der Motorausgleichseinheit, die in 1 gezeigt
ist.
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3 zeigt
eine Schnittansicht einer Motorausgleichseinheit entlang einer Linie
A-A in 1.
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4 zeigt
eine Schnittansicht der Motorausgleichseinheit entlang einer Linie
B-B in 1.
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5 zeigt
eine Schnittansicht einer Motorausgleichseinheit gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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6 und 7 zeigen
Schnittansichten einer herkömmlichen
Motorausgleichseinheit.
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8 zeigt
eine Schnittansicht einer herkömmlichen
Motorausgleichseinheit.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 5 werden
die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung nun erläutert.
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1 bis 5 zeigen
das erste Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Eine erste Ölwanne 5 ist ein
hohles Element mit Ausschnitten an dem oberen und unteren Ende.
Die erste Ölwanne
ist aus Aluminium hergestellt. Wie in 4 gezeigt
ist, ist das obere Ende der ersten Ölwanne 5 an dem Zylinderblock 31 in
einer fluiddichten Weise fixiert durch Bolzen 42. Eine
(nicht gezeigte) Dichtung ist zwischen den Zylinderblock 31 und
die erste Ölwanne 5 geklemmt.
Des weiteren ist, wie in 3 und 4 gezeigt
ist, eine zweite Ölwanne 32 an
dem unteren Ende der ersten Ölwanne
in einer fluiddichten Weise fixiert durch (nicht gezeigte) Bolzen.
Eine (nicht gezeigte) Dichtung ist zwischen der ersten Ölwanne 5 und
der zweiten Ölwanne 32 geklemmt.
Das untere Ende der ersten Ölwanne 5 wird
durch die zweite Ölwanne 32 geschlossen.
Die zweite Ölwanne 32 ist
aus dem Material hergestellt, das schwierig zu verformen ist, wie beispielsweise
Stahl oder Aluminium. Geräusche aufgrund
der Drehung der Kurbelwelle und der Drehung der Ausgleichswellen 21, 22 werden
durch diese Struktur beschränkt.
Des weiteren wird ein Ausfall der zweiten Ölwanne 32 durch eine
Einwirkung zwischen der zweiten Ölwanne 32 und
dem Straßenoberflächenhindernis
auch verhindert durch diese Struktur. Wie durch die gestrichelte
Linie in 3 gezeigt ist, ist eine vorgegebene
Menge des Motorschmieröls
in die erste und zweite Ölwanne 5 und 32 eingefüllt.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist in der ersten Ölwanne 5 eine
Ausgleichseinheit 6 montiert in einer demontierbaren Weise.
Die Ausgleichseinheit 6 umfaßt zwei Ausgleichswellen 21 und 22,
die durch ein Gehäuse 20 drehbar
gestützt
sind. Die Ausgleichswellen 21 und 22 sind parallel
zueinander. Des weiteren umfaßt
die Ausgleichseinheit 6 eine erste Schubplatte und Zahnräder 23, 24.
Wie in 3 gezeigt ist, umfaßt die Ausgleichseinheit 6 zwei
der halbsäulenförmigen Ausgleichsgewichte 12,
die in der Mitte der Ausgleichswellen 21 und 22 montiert
sind durch Bolzen 25 und 26. In 2 hat
das Gehäuse 20 einen hohlen
Raum 20b und zwei Paare der Wellenöffnungen 20c und 20d,
in denen beide Enden der Ausgleichswellen 21 und 22 drehbar
gestützt
sind. Der hohle Raum 20b ist an dem oberen und unteren Ende
offen. Des weiteren hat der hohle Raum 20b genügend Raum
für die
Drehung der Ausgleichsgewichte 12. Beide Enden der Ausgleichswellen 21 und 22 stehen
nach außen
von dem Gehäuse 20 vor. Zahnräder 23 und 24 sind
an den Enden der Wellen 21 und 22 fixiert. Die
Zahnräder 23 und 24 kämmen miteinander,
so daß die
Ausgleichswelle 21 sich immer in der entgegengesetzten
Richtung zu der Ausgleichswelle 22 dreht. Des weiteren
halten die kämmenden
Zahnräder 23 und 24 die
relative Position der beiden Ausgleichsgewichte 12, wie
in 3 gezeigt ist. Die Zahnräder 23 und 24 sind
durch einen Getriebedeckel 7 geschützt. Die Ausgleichswellen 21 und 22 haben
kreisförmige
Nuten 21a und 22a an den entgegengesetzten Enden
zu den Zahnrädern 22 und 23.
Die Schubplatte 10 ist mit den kreisförmigen Nuten 21a und 22a gekoppelt,
um die axiale und radiale Bewegung der Ausgleichswellen 21 und 22 zu begrenzen.
Die Schubplatte 10 ist an dem Gehäuse 20 durch Bolzen
fixiert.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
ist die Einheitsausgleichseinheit 6 von der Unterseite
einer ersten Ölwanne 5 eingesetzt.
Die erste Ölwanne 5 ist
mit einem Zylinderblock 31 an einer Verbindung 5a verbunden.
Die Ausgleichseinheit 6 ist in die erste Ölwanne 5 unterhalb
der Verbindung 5a eingepaßt. Innerhalb der ersten Ölwanne 5 erstreckt
sich ein Paar vertikaler Vorsprünge 9 von
dem oberen Ende zu dem unteren Ende (in einer senkrechten Richtung
zu dem Papier von 1 und 2). Ein
Paar Nuten 20a ist an den äußeren Seiten des Gehäuses 20 ausgebildet,
um die Vorsprünge 9 zu
halten. Deshalb ist eine genaue Position des Gehäuses 20 bestimmt bezüglich der
ersten Ölwanne 5 in
der axialen Richtung der Ausgleichswellen 21 und 22.
Wie in 1 und 4 gezeigt ist, sind vier Angussteile 8 einstückig mit
der ersten Ölwanne 5 ausgebildet.
Entlang der Vorsprünge 9 und
der Nuten 20a wird eine genaue Position des Gehäuses 20 bestimmt
durch einen Kontakt der Angussteile 8 mit dem oberen Ende
des Gehäuses 20.
Die Ausgleichseinheit ist mit vier Bolzen 41 an den Angussteilen 8 fixiert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der untere Deckel 27 an dem Gehäuse 29 fixiert, um
das untere Ende des hohlen Raums 20b zu schließen. Der
untere Deckel 27 verhindert das Eintreten des Schmieröls in den
hohlen Raum 20b, um den Umfang des Gehäuses 20 außer dem
Schmieröl,
das von der Oberseite herunterfällt. Außerdem kann
die erste Ölwanne 5 verwendet
werden ungeachtet der Notwendigkeit der Ausgleichseinheit 6.
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In
der axialen Richtung der Ausgleichswellen 21 und 22 ist
eine Ölpumpe 3 an
einer Seite der ersten Ölwanne 5 vorgesehen.
Aufgrund der hervorragenden Plazierung der Ölpumpe 3 kann die Ölpumpe 3 gute
Kaltstarteigenschaften zum Pumpen haben. Die Ölpumpe 3 umfaßt ein Pumpengehäuse 5a,
das durch eine Einbeulung hergestellt ist, das einstückig ausgebildet
ist an der Seite der ersten Ölwanne 5. Das
Pumpengehäuse 5a ist
koaxial mit einer der Ausgleichswellen 21 oder 22.
An der Unterseite des Pumpengehäuses 5a ist
eine Zentralbohrung vorgesehen, um eine Pumpenwelle 13 einzusetzen.
Ein innerer Rotor ist einstückig
montiert auf der Pumpenwelle 13. Ein äußerer Rotor ist drehbar gestützt zwischen
dem inneren Rotor und dem Pumpengehäuse 5a. Kämmende Zahnradzähne sind
sowohl an dem inneren als auch an dem äußeren Rotor ausgebildet. Ein
Pumpendeckel 2 schließt
das Pumpengehäuse 5a.
Der Pumpendeckel 2 stützt
auch das andere Ende der Pumpenwelle 13. Ein Kettenrad 1 ist
an dem anderen Ende der Pumpenwelle 13 angebracht. Die
Drehkraft wird von der (nicht gezeigten) Kurbelwelle über die
(nicht gezeigte) Kette auf das Kettenrad 1 übertragen.
Das Ölpumpengehäuse 5a hat
einen (nicht gezeigten) Einlaß-
und Auslaßanschluß. Wenn
sich eine Pumpenwelle 13 dreht, saugt die Ölpumpe 3 Schmieröl von der
ersten Ölwanne 5 und der
zweiten Ölwanne 32 aufgrund
der internen Volumenänderungen
an. Dann überträgt die Ölpumpe 3 Schmieröl zu verschiedenen
Teilen des Motors. Eine Auszackung der Pumpenwelle 13 ist
mit einem Schlitz der Ausgleichswelle 21 verbunden, die
eine gut bekannte Oldham-Kupplung 4 bilden. Wenn sich die
Pumpenwelle 13 dreht, werden die Ausgleichswellen 21 und 22 über die
Zahnräder 23 und 24 gedreht.
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Während dem
Betrieb des Motors dreht sich die (nicht gezeigte) Kurbelwelle.
Die Drehung der Kurbelwelle wird auf das Kettenrad 1 übertragen über die
(nicht gezeigte) Kette, um die Ölpumpe 3 zu
drehen und zu betreiben. Die Drehung der Ölpumpe 3 wird des
weiteren auf die Ausgleichswelle 21 übertragen über die Oldham-Kupplung 4.
Die Drehung der Ausgleichswelle 21 wird auf die andere
Ausgleichswelle 22 übertragen über die
Zahnräder 23 und 24. Somit
wird die Ausgleichswelle 22 in der entgegengesetzten Richtung
zur Ausgleichswelle 21 gedreht, so daß Vibrationen aufgrund der
Trägheitskraft
des Motors wirksam reduziert werden.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind
die Ausgleichswellen 21 und 22 in dem Gehäuse 20 integriert.
Das Gehäuse 20 ist
innerhalb der ersten Ölwanne 5 auf
eine demontierbare Weise fixiert. Da die erste Ölwanne 5 mit der Unterseite
des Zylinderblocks 31 auf eine fluiddichte Weise gekoppelt
ist, braucht der Zylinderblock 31 nicht abgewandelt zu werden,
um die Motorausgleichseinheit zu montieren. Deshalb kann ein Anstieg
der Herstellungskosten stark beschränkt werden, da keine signifikante Abwandlung
des Zylinderblocks 31 notwendig ist. Des weiteren ist bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
das Gehäuse 20 in
der ersten Ölwanne 5 unter
Verwendung der Angussteile 8 montiert, der vertikalen Vorsprünge 9 und
der Nuten 20a. Da die Angussteile 8, die vertikalen
Vorsprünge 9 und
die Nuten 20a alle innerhalb der ersten Ölwanne 5 vorgesehen sind,
wird die Fluiddichtigkeit zwischen dem Zylinderblock 31 und
der ersten Ölwanne 5 leicht
aufrechterhalten. Da darüber
hinaus der Zylinderblock 31 und die zweite Ölwanne 32 separat
an der ersten Ölwanne 5 befestigt
sind, wird die Fluiddichtigkeit zwischen dem Zylinderblock 31,
der ersten Ölwanne 5 und
der zweiten Ölwanne 32 gut
aufrechterhalten.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
das untere Ende des hohlen Raums 20b durch den unteren
Deckel 27 geschlossen und weniger Schmieröl wird in
dem hohlen Raum 20b gesammelt. Deshalb drehen sich die
Ausgleichsgewichte 12 nicht in dem Schmieröl, so daß es weniger
Energieverlust gibt aufgrund des Umrührens des Schmieröls. Des weiteren überbrückt, wie
in 3 und 4 gezeigt ist, die Ausgleichseinheit 6 das
untere Ende des Zylinderblocks 31 zusammen mit der ersten Ölwanne 5, so
daß die
Ausgleichseinheit 6 als ein Verstärkungselement des Zylinderblocks 31 wirken
kann. Somit kann das Gewicht des Zylinderblocks 31 reduziert werden.
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5 zeigt
das zweite Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann
das Schmieröl
nicht durch die Ausgleichsgewichte 12 umgerührt werden,
da der untere Deckel 27 eingesetzt ist, um das Schmieröl nicht
in dem hohlen Raum 20b zu sammeln. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist jedoch der untere Deckel 27 weggelassen, so daß das untere
Ende des hohlen Raums 20b offen bleibt. Anstatt des unteren
Deckels 27 ist ein Paar halbzylinderförmiger Kunststoffdeckel 51 an einem
Paar Ausgleichsgewichte 53 durch Schrauben 52 so
fixiert, daß die
Ausgleichsgewichte 53 und die Kunststoffdeckel 51 Zylinderkörper bilden.
Es gibt weniger Energieverlust durch Umrühren des Schmieröls, da weniger
Schmieröl
durch die Zylinderkörper
umgerührt
wird. Die anderen Element des zweiten Ausführungsbeispiels sind im wesentlichen dieselben
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Deshalb
wird die detaillierte Erläuterung
unterlassen durch Erteilen derselben Bezugszeichen in 1 bis 4.
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Verschiedene
Abwandlungen können
durchgeführt
werden ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise sind
bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
die Bolzen 41 von dem unteren Ende der ersten Ölwanne 5 eingesetzt,
um die Ausgleichseinheit 6, 50 an der ersten Ölwanne 5 zu
fixieren. Die Angussteile 8 können jedoch an dem unteren
Ende der ersten Ölwanne 5 ausgebildet
sein, so daß die
Bolzen 41 von dem oberen Ende der Ölwanne 5 eingesetzt
werden.
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Bei
der Erfindung braucht der Zylinderblock 31 nicht abgewandelt
zu werden, um die Motorausgleichseinheit 6, 50 zu
installieren, da die erste Ölwanne 5,
die das Einheitsgehäuse 20 aufnimmt,
unter dem Zylinderblock 31 angebracht ist. Des weiteren
sind die Fluiddichteigenschaften zwischen der ersten Ölwanne 5 und
dem Zylinderblock 31 nicht verschlechtert durch das Einheitsgehäuse 20,
da das Einheitsgehäuse 20 innerhalb
der ersten Ölwanne 5 vorgesehen
ist. Darüber
hinaus sind die Fluiddichtigkeitseigenschaften zwischen der ersten Ölwanne 5 und
der zweiten Ölwanne 32 nicht
verschlechtert durch die herkömmliche
gemeinsame Befestigungsstruktur.
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Die
erfindungsgemäße Motorausgleichseinheit
umfaßt
die erste Ölwanne 5,
die an der Unterseite des Zylinderblocks 31 angebracht
ist, die zweite Ölwanne 32,
die an der ersten Ölwanne 5 angebracht ist,
um die Unterseite der ersten Ölwanne 5 zu
schließen,
und das Einheitsgehäuse 6, 50,
das in die erste Ölwanne 5 eingesetzt
ist, um die Ausgleichswellen 21, 22 mit den Ausgleichsgewichten 12, 53 zu
stützen.
Der Zylinderblock 31 braucht nicht abgewandelt zu werden,
um die Motorausgleichseinheit zu installieren, da die erste Ölwanne 5,
die das Einheitsgehäuse 6, 50 aufnimmt,
unter dem Zylinderblock 31 angebracht ist. Des weiteren
sind die Fluiddichtigkeitseigenschaften zwischen der ersten Ölwanne 5 und
dem Zylinderblock 31 nicht verschlechtert durch das Einheitsgehäuse 6, 50,
da das Einheitsgehäuse 6, 50 innerhalb
der ersten Ölwanne 5 vorgesehen
ist. Darüber
hinaus sind die Fluiddichtigkeitseigenschaften zwischen der ersten Ölwanne 5 und
der zweiten Ölwanne 32 nicht
verschlechtert durch die herkömmliche
gemeinsame Befestigungsstruktur.