DE2115099C2

DE2115099C2 - Hubkolbenbrennkraftmaschine mit elastisch angekoppeltem Drehschwingungdämpfer

Info

Publication number: DE2115099C2
Application number: DE19712115099
Authority: DE
Inventors: Hans 5060 Bensberg Stadler
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1971-03-29
Filing date: 1971-03-29
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE2115099A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem an dem der Schwungradseite gegenüberliegenden vorderen Kurbelwellenende angeordneten Drehschwingungsdämpfer, der über einen in Verlängerung des Kurbelwellenzapfens angeordneten Drehstab und eine diesen konzentrisch umgebende Hohlwelle an die Kurbelwelle drehelastisch angekoppelt ist.

Um große Drehschwingungsausschläge an Kurbelwellen zu verhindern, wird allgemein an deren der Schwungradseite gegenüberliegenden vorderem Kurbelwellenende ein Schwingungsdämpfer angebaut, der <>5 die Schwingungsausschläge so weit dämpft, daß keine Überbeanspruchung der Kurbelwelle eintritt oder die kritische Drehzahl unterhalb oder oberhalb der Betriebszahl verlagert wird. Das der Schwungradseite gegenüberliegende vordere Kurbelwellenende wird zugleich bevorzugt zum Antrieb von Hilfsmaschinen und zur sonstigen Kraftabnahme genutzt, so daß der Anordnung und dem Antrieb des Schwingungsdämpfers oder der Kraftabnahmemöglichkeit für andere Zwecke bauliche Grenzen gesetzt sind.

Es ist bekannt (DE-PS 9 37 319), Schwingungsdämpfer über ein elastisches Glied anzutreiben. Hierdurch wird die kritische Drehzahl aufgeteilt, wobei ein Bereich oberhalb der Betriebsdrehzahl verlagert wird, während der andere Bereich innerhalb der Betriebsdrehzahl nach unten verlegt wird, jedoch durch die Wirkung des Schwingungsdämpfers in zulässigen Grenzen gehalten wird. Bei Ausbildung des elastischen Gliedes als Gummischicht ist deren Anwendung begrenzt, weil der Gummi bei großer Dämpfungsarbeit zu heiß wird. Mit der Ausbildung des elastischen Gliedes als kurze Welle tritt zwar keine Überhitzung ein, jedoch eigibt sich hierbei meist nicht die erforderliche große Elastizität und keine Möglichkeit eines Kraftabtriebs an der Primärseite, weil die Abtriebskräfte sonst über das elastische Glied geleitet werden müßten, dessen Dimensionierung hierfür nicht ausreicht

Die DE-PS 5 87 468 zeigt einen Reibungsschwingungsdämpfer, der bei Fahrzeugmotoren in herkömmlicher Weise auf dem vorderen Kurbelwelienende befestigt ist. Das vordere Kurbelwellenende ist im Durchmesser wesentlich kleiner als der Hauptlagerzapfen, es reicht für einen Antrieb der Motorhilfseinrichtungen mittels Keilriemen z. B. des Kühlerventilators (Seite 2, Zeilen 80—83), nicht aber für einen Kraftabtrieb mit größerer Motorleistungsabnahme. Der verwendete Schwingungsdämpfer ist nicht mittels elastischem Glied für zwei Dämpfungsbereiche ausgelegt, so daß die baulichen Schwierigkeilen, die bei der Verwendung des Drehstabes dadurch entstehen, daß das vordere Kurbelwellenende kaum noch zugänglich ist, nicht vorliegen.

Bei der Anordnung nach der FR PS 10 54 853 sind in ähnlicher Weise wie im vorgenannten Beispiel das Zahnrad zum Antrieb der Steuer ungsteile der Schwingungsdämpfer und eine Keilriemenscheibe auf dem stark verjüngten vorderen Kurbelwellenende befestigt Die Keilriemenscheibe ist ebenfalls für den Antrieb einer der Brennkraftmaschine zugehörigen Hilfsmaschine vorgesehen. Eine besondere Einrichtung zur Kraftabnahme fehlt jedoch auch hier.

Die US-PS 24 07 114 zeigt den Antrieb eines Schwingungsdämpfers am vorderen Kurbelwellenende über eine drehelastische Hohlwelle. Die Hohlwelle wird durch ein angeflanschtes Teil, das bis in die ICurbelwan- ge zurückgeführt ist, angetrieben. Dadurch wird der Lagerzapfen, weil er das Teil und die Hohlwelle aufnehmen muß, zu schwach und ebenso die Kurbelwange, die noch zusätzlich die Lagerbuchse aufnehmen muß. Diese Ausführung zeigt kein Möglichkeit der Kraftabnahme an der vorderen Motorseite. Die gezeigten Kraftabtriebe innerhalb des Räderkastens der Maschine auf der Sekundärseite des Schwingungsdämpfers durch die Zahnräder sind für die Hilfsmaschinen des Motors vorgesehen und übertragen nur kleine Bruchteile der Gesamtmotorleistung.

Die in der US-PS 27 24 983 vorgeschlagene Lösung zeigt den Antrieb eines Schwingungsdämpfers über eine als Drehstab wirkende Welle 1 und zusätzlich ein rohrartiges ebenfalls als elastisches Glied wirkendes Teil. Die Verwendung des rohrartigen Teiles spart an

Baulänge und gibt zusätzlich Elastizität. Ein Kraftabtrieb am vorderen Kurbelweilenende ist nicht vorgesehen. Der elastische Drehstab würde auch den Abtrieb einer nennenswerten Motorleistung nicht zulassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit elastisch angekoppeltem Schwingungsdämpfer am vorderen Kurbelwellenende eine Kraftabnahmemöglichkeit vorzusehen, die von einem möglichst massiven und ungeschwächten Kurbelwellentei' erfolgt, wobei die Übertragungsglieder bis zum Schwingungsdämpfer nicht zur Kraftübertragung herangezogen werden. Diese Aufgabe wird bei einer Hubkolbenbrennkniftmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß am vorderen Kurbelwellenende ein Zwischenflanschkörper mit Kraftabnahmemöglichkeit vorgesehen ist, und daß die Hohlwelle an ihrem maschinenseitigen Ende einen Flansch aufweist, in dem Durchgangslöcher oder Ausnehmungen angeordnet sind, durch die Mitnehmer des Zwischenflanschkörpers für den Kraftabtrieb mit Spiel geführt sind.

Zur Erzielung einer besonders platzsparender. Bauweise wird vorgeschlagen, daß der Drehstab Curch eine Bohrung des Kurbelwellenzapfens geführt und in der Kurbelwange befestigt ist

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sich die Hohlwelle über ein Stützlager auf dem Kurbelzapfen abstützt Hierdurch wird die Gefahr des Flatterns der Hohlwelle, die mit langer werdendem Drehstab zunimmt, vermieden.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung, bei der die Lochkreise für die Befestigung des Schwingungsdämpfers und des Zwischenflansches vertauscht werden, wird vorgeschlagen, daß im Befestigungsflansch des Drehschwingungsdämpfers Durchgangslöcher oder Ausnehmungen angeordnet sind, durch die Mitnehmer des Zwischenflanschkörpers für den Kraftabtrieb mit Spiel geführt sind. Hierdurch wird der Flanschdurchmesser für die Befestigung des Dämpfers kleiner, weil er in der Regel gegenüber dem Kraftabtrieb ein kleineres Drehmoment benötigt, während der Flanschdurchmesser für den Kraftabtrieb größer gehalten werden kann, was für die Übertragung der größeren Kräfte bei Abtrieb der vollen Motorleistung über den vorderen Kraftabtrieb günstiger ist.

Eine andere sehr zweckmäßige Ausbildung des vorderen Kurbelwellenendes ergibt sich dadurch, daß am vorderen Kurbelwellenende ein Kraftabnahmeflansch vorgesehen ist, daß die Hohlwelle an ihrem maschinenseitigen Ende einen Flansch mit Mitnehmern aufweist und daß im Kraftabnahmeflansch Durchgangslöcher angeordnet sind, durch die Mitnehmer für den Antrieb einer mit dem Drehschwingungsdämpfer verbundenen Scheibe mit Spiel geführt sind.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Die

A b b. 1 zeigt einen Längsmittelschnitt durch das vordere Kurbelwellenende einer Brennkraftmaschine mit angebautem Drehschwingungsdämpfer und Kraftabnahmemöglichkeit an der Kurbelwelle. Die

A b b. 2 zeigt eine Teilansicht des Flansches für den Anbau des Drehschwingungsdämpfers entlang der Linie Il-Ilin Abb. !.Die

Abb.3 zeigt einen Längsmittelschnitt durch das vordere Kurbelwellenende einer Brennkraftmaschine mit angebautem Drehschwingungsdämpfer und Kraftabnahmemöglichkeit an der Kurbelwelle. Die

Abb.4 zeigt eine Teiiansicht des Flansches für die

Kraftabnahmemöglichkeit an der Kurbelweile, entlang der Linie IV-IV in Abb. 3.

In A b b. I ist das vordere Kurbelwellenende mit Wellenzapfen 2, Kurbelwellenflansch 3, Kurbelwange 4 und benachbarter Kröpfung 5 im Längsschnitt dargestellt. In den Wellenzapfen 2 ist zu dessen Verlängerung eine Buchse 6 mit ölkanälen 7 eingesetzt, die zugleich an ihrem aus dem Wellenzapfen herausragenden Ende ein Stützlager 8 trägt Über die Ölkanäle 7 im Lagerdeckel 9

ίο wird der Wellenzapfen 2 und das Stützlager 8 mit Schmieröl versorgt In der Kurbelwange 4 ist der Drehstab 10 mittels Konusverbindung 11 befestigt Der Drehstab 10 ist durch den hohlen Wellenzapfen 2 geführt und ragt noch über diesen hinaus. An seinem Ende ist er mittels Flansch 12 mit einer Hohlwelle 13, die den Drehstab 10 umgibt verbunden. An ihrem maschinenseitigen Ende ist die Hohlwelle 13 als Flansch 14 ausgebildet Im Flansch 14 sind Gevvindelöcher 15 für die Befestigung des Schwingungsdämpfers 16 durch Durchgangslöcher 17 für den vom Kurbelwellenflansch 3 ausgehenden Kraftabtrieb. Der Krrftabtrieb erfolgt über einen Zwischenflanschkörper 18, der durch Mitnehmer 19, die durch die Durchgangslöcher 17 des Flansches 14 greifen und mit dem Kurbelwellenflansch 3 verbunden sind. Zur Vermeidung von Ratterbewegungen, die von dem verhältnismäßig dünnen Drehstab 10 ausgehen, ist die Hohlwelle 13 auf dem Stützlager 8 gelagert Die Kraftabnahme zum Antrieb von Hilfs- und Arbeitsmaschinen erfolgt am vorderen Flansch 20 des Zwischenflanschkörpers 18. Durch das Gehäuse 21 und den Deckel 22 sind der Schwingungsdämpfer 16 und der Kraftabtrieb öldicht nach außen abgeschlossen.

In A b b. 2 ist der Flansch 14 der Hohlwelle 13 in einer Teilansicht dargestellt Die Mitnehmer 19 des Zwischenflansches 18 für die Kraftabnahme sind innerhalb der Durchgangslöcher 17 des Flansches 14 hindurchgeführt. Dabei sind die Durchgangslöcher 17 in ihrer Größe so ausgelegt, daß bei maximalen Ausschlägen ±<x des mit dem Schwingungsdämpfer 16 verbundenen Flansches 14 die Mitnehmer 19 nicht berührt werden.

Unabhängig von der Darstellung kann der Flansch 14 aucl stirnförmig ausgebildet sein, so daß die Durchgangslöcher 17 zu Ausnehmungen werden. Ebenso ist eine sternförmige Ausbildung des Flansches am

Schwingungsdämpfer möglich.

In Abb.3 ist das vordere Kurbelwellenenue mit Wellenzapfen 2, Kurbelwellenflansch 3, Kurbelwange 4 und benachbarter Kröpfung S im Längsschnitt dargestellt. Der Wellenzapfen 2 trägt an seinem vorderen

so Ende ein Stützlager 8. Über die ölkanäle 7 im Lagerdeckel 9 und im Wellenzapfen 2 wird das Stützlager 8 mit Schmieröl versorgt. Das am Stützlager 8 stirnseitig austretende Schmieröl wird über den ölkan^l 30 in das Innere der Maschine zurückgeführt Durch den Deckel 22, der am Maschinengehäuse 21 befestigt ist, wird das vordere Kurbelwellenende mit Kraftabtrieb und Schwingungsdämpfer 16 öldicht gegen das Maschineninnere abgedichtet. In der Kurbelwange 4 ist der Drehstab 10 mittels Konusverbindung 11 befestigt. Der Drehstab 10 ist durch den hohlen Wellenzapfen 2 geführt und ragt noch über diesen hinaus. An seinem Ende ist er mittels Flansch 12 mit einer gekröpften Hohlwelle 25 verbunden. Die gekröpfte Hohlwelle 25 umgibt den Wellenzapfen 2 und stützt sich auf diesem über das Stützlager 8 ab. Hierdurch werden Flatterbewegungen des Schwingungsdämpferantriebes, die von dem verhältnismäßig dünnen Drehstab 10 ausgehen, vermieden. Über Mitnehmer 19,

die durch die Durchgangslöcher 26 des Kurbelwellen-Flansches 3 greifen, treibt die Hohlwelle 2 über die Scheibe 27 den Schwingungsdämpfer 16 an. Für den Kraftabtrieb werden am Kurbelwellenflansch 3 mit Gewindelöchern 28 und Zentrierung 29 entsprechende Maschinenelemente angeflanscht.
In Abb.4 ist der Kurbelwellenflansch 3 in einer Teilansicht dargestellt. Die Mitnehmer 19 der gekröpften Hohlwelle 25 für den Schwingungsdämpferantrieb sind innerhalb der Durchgangslöcher 26 des Kurbelwellenflansches 3 hindurchgeführt. Dabei sind die Durchgangslöcher 26 in ihrer Größe so ausgelegt, daß sie bei maximalen Ausschlägen ±<x des Schwingungsdämpfers 16 die Mitnehmer 19 nicht berühren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem an dem der Schwungradseite gegenüberliegenden vorderen Kurbelwellenende angeordneten Drehschwingungsdämpfer, der über einen in Verlängerung des Kurbelwellenzapfens angeordneten Drehstab und eine diesen konzentrisch umgebende Hohlwelle an die Kurbelwelle drehelastisch angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ίο am vorderen Kurbelwellenende ein Zwischenflanschkörper (18) mit Kraftabnahmemöglichkeit vorgesehen ist und daß die Hohlwelle (13) an ihrem maschinenseitigen Ende einen Flansch (14) aufweist, in dem Durchgangslöcher (17) oder Ausnehmungen ι; angeordnet sind, durch die Mitnehmer (19) des Zwischenflanschkörpers (18) für den Kraftabtrieb mit Spiel geführt sind.

2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstab (10) durch eme Bohrung des Kurbelwellenzapfens (2) geführt und in der Kurbeiwange (4) befestigt ist

3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hohlwelle (13) über ein Stützlager (8) auf dem Kurbelwellenzapfen (2) abstützt

4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Befestigungsflansch des Drehschwingungsdämpfers (16) Durchgangslöcher oder Ausnehmungen angeordnet sind, durch die Mitnehmer (19) des Zwischenfli_,schkörpers (18) für den Kraftabtrieb mit Spiel geführt sind.

5. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem an dem der Schwungradsei te gegenüberliegenden vorderen Kurbelwellenende angeordneten Drehschwingungsdämpfer, der über einen in Verlängerung des Kurbelwellenzapfens angeordneten Drehstab und eine diesen konzentrisch umgebende Hohlwelle an die Kurbelwelle drehelastisch angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Kurbelwellenende ein Kraftabnahmeflansch (3) vorgesehen ist, daß die Hohlwelle (25) ;:n ihrem maschinenseitigen Ende einen Flansch mit Mitnehmern (19) aufweist und daß im Kraftabnah- « meflansch (3) Durchgangslöcher (26) angeordnet sind, durch die Mitnehmer (19) für den Antrieb einer mit dem Drehschwingungsdämpfer (16) verbundenen Scheibe (27) mit Spiel geführt sind.

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