DE2232381A1

DE2232381A1 - Hubkolbenbrennkraftmaschine in reihenbauart mit einer nockenwelle

Info

Publication number: DE2232381A1
Application number: DE19722232381
Authority: DE
Inventors: Albert Nolte; Toni Schmitz
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1972-07-01
Filing date: 1972-07-01
Publication date: 1974-01-24

Description

KHD ' 5 Köln 8.0, den 31. Mai 1972

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Hubkolbenbrennkraftmaschine in Reihenbauart mit einer Nockenwelle

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenbrennkraftmaschine in Reihenbauart mit einer Nockenwelle für die Ventilsteuerung, die aehsparallel zur Kurbelwelle angeordnet ist und von dieser in einem von der Stirnseite der Maschine angeordneten Getriebegehäuse mit halber Kurbelwellendrehzahl über Schubstangen angetrieben wird.

Bei Hubkolbenbrennkraftmaechinen in Reihenbauart, insbesondere Viertaktmaschinen werden die Nockenwelle für die Ventilsteuerung und die Einspritzpumpe in der Regel von der Kurbelwelle mit halber Drehzahl angetrieben. Der Antrieb ist bevorzugt in einem an der Stirnseite der Maschine angeordneten Getriebe- oder Räderkasten eingebaut. Zugleich werden dem für die Steuerung erforderlichen Untersetzungsgetriebe im Räderkasten weitere Antriebe für Hilfsmaschinen z.B. die Schmierölpumpe oder das Kühlgebläse entnommen. Die notwendige Drehzahlverringerung auf die halbe Kurbelwellendrebzahl bedingt bei der Anwendung von Zahnrad- oder ähnlichen Getrieben für das getriebene Rad die doppelte Zähnezahl bzw. den doppelten AuQendurchmesser. Dieses führt zu großen Räderkastenabmessungen, die über die Konturen

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der Maschine, wie sie vom Kurbelgehäuse und den Zylindern gegeben sind, hinausbauen. Häufig werden auch, um den Abstand zur weiter entfernt liegenden Einspritzpumpe zu überbrücken, Zwischenräder im Räderkasten angewendet. Die Lagerung solcher Zahnräder ist aufwendig, außerdem gehen von jedem Zahnrad Geräusche aus, die bei wirtschaftlichen Fertigungstoleranzen nicht zu vermeiden sind. Zur Vermeidung groSer Zahnradabmessungen mit großem Räderkasten wird auch die Drehzahlverminderung durch ein zweistufiges Getriebe mit kleineren Zahnraddurchmessern erreicht. Der Vorteil kleinerer Zahnraddurchmesser wird Jedoch durch zwei zusätzliche Zahnräder mit ihren Lagerungen erkauft, was zugleich eine Zunahme unerwünschter Geräusche bedeutet. Außerdem wird bei bekannten Ausführungen (Der Aufbau der raschlaufenden Verbrennungskraftmaschine, A.Scheiterlein Wien, Springer-Verlag, 1964, Seite 406, 464) die zweite Getriebestufe in eine zweite Ebene neben der ersten Getriebestufe angeordnet, so da'} die Maschine zusätzliche Baulänge benötigt.

Es ist bekannt (DT-PS 926 100), von der Kurbelwelle über ein Zahnraduntersetzungsgetriebe und einen Parallelkurbeltrieb mittels Schubstangen die Nockenwelle anzutreiben. Hierbei werden zur Überwindung der Totpunkte zwei Schubstangen verwendet, die auf versetzten Kurbeln gelagert sind.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkraftmaschine die Steuerungsteile und Hilfsmasctainen durch geeignete Antriebselemente, die raumsparend, einfach in der Herstellung und einen möglichst geräuscharmen Lauf ermöglichen, anzutreiben« Diesee wird bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß eine Hilfe-' maschine z.B. die Kraftstoffeinspritzpumpe ebenfalls über eine Schubstange angetrieben wird, wobei die Exzenter der Abtriebswellen durch eine weitere Schubstange miteinander verbunden sind. Durch den Verbund der Kurbel, die die Einspritzpumpe antreibt, mit der die die NockenvAle 'antreibt,' kann auf die sonst übliche zweite Schubstange, wie sie bei Parallelkurbelgetrieben angewendet werden, verzichtet werden. Im Vergleich zu Zahnradantrieben ergeben sich an den angetriebenen Kurbeln wesentlich kleinere Durchmesser als bei üblichen Zahnrädern. Große Abstände zwischen den angetriebenen und abgetriebenen Wellen sind durch längere Schubstangen in einfacher Weise zu überbrücken, was bei Zahnradantrieben, Zwischenräder oder besonders große Zahnraddurchmesser erfordert. Zugleich ergeben sich im Vergleich zu Zahnradgetrieben, insbesondere zu zweistufigen Zahnradgetrieben oder Kettengetrieben mit Kettenspanneinrichtungen sehr geringe Herstellkosten. Ein weiterer Vorteil wird durch den geräuscharmen Lauf erzielt, der bei Zahnrädern nur durch

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Fertigungsgenauigkeiten zu erreichen ist, die wirtschaftlich nicht mehr wettbewerbsfähig sind.

Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich dadurch, daß die Schubstange, die die Abtriebswellen verbindet, auf den gleichen Kurbeln gelagert ist, an denen die Schubstange, die von den antreibenden Kurbeln ausgehen, angreifen. Um die Unwucht, die durch die Kurbeln an den An- und Abtriebswellen entsteht auszugleichen wird vorgeschlagen, da3 an den Kurbeln Gegengewichte angeordnet sind. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Schubstange, die die Abtriebswellen verbindet, auf Kurbeln gelagert ist, die gegenüber den Kurbeln, an denen die Schubstangen die von der Antriebswelle ausgehen, um einen Winkel zwischen 0 und 180 ° versetzt sind. Hierdurch können die Unwuchten einseitiger Kurbeln aufgehoben werden und notwendige Gegengewichte ganz oder teilweise eingespart werden. Zugleich können durch den Kurbelversetz ungünstige Totpunktstellungen vermieden werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können Hilfemaschinen, wie z.B. die Schierölpumpe oder eine Zündeinrichtung vom Zahnradgetriebe zur Halbierung der Kurbelwellendrehzahl angetrieben werden. Ebenso ist es möglich, Hilfsmaschinen, die außen am Räderkasten oder Maechinengehäuse angebaut sind dadurch anzutreiben, daß von dem Zahnradgetriebe die Walle des ange-

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triebenen Zahnrades durch die Räder.kastenwand verlängert ist. Die Kraftübertragung kann dabei zweckmäßig durch Keilriemen oder bei direktem Anbau der Hilfamaschinen an den Räderkasten, durch eine Kupplung erfolgen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Die Abb. 1 zeigt eine Ansicht auf die Stirnseite einer Brennkraftmaschine mit dem Antriebsschema für die Steuerung von Hilfsmaschinen.

Die Abb. 2 zeigt Einzelheiten des an der Stirnseite einer Brennkraftmaschine angeordneten Getriebes zum Antrieb von Hilfsmaschinen.

In Abb. 1 ist eine Brennkraftmaschine, mit dem verlängerten Lagerzapfen 1 einer Kurbelwelle dargestellt, die mit einem Zahnrad 2, das doppelt so große Zahnrad 3 antreibt. Die mit dem Zahnrad 3 verbundene Welle 4 mit Stirnkurbel 5 läuft durch die Untereetzung mit halber Kurbelwellendrehzahl um und treibt über die Schubstangen 6 und 7 die Stirnkurbeln und 9 der nicht näher dargestellten Nockenwelle und der Einspritzpumpe 12 an. Zugleich sind die Stirnkurbeln 8 und 9 durch eine Schubst*nge 10 miteinander verbunden womit ein

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synchroner Lauf der angetriebenen Wellen erreicht wird. Als weiterer Hilfsantrieb wird von dem Zahnrad 2 auf der Kurbelwelle ein Zahnrad 11 einer nicht näher dargestellten Schmierölpumpe angetrieben.

In Abb. 2 ist das Antriebsschema von Einspritzpumpe und Nockenwelle, die von einer Kurbelwelle über ein Zahnraduntersetzungsgetriebe angetrieben werden, dargestellt. Auf dem verlängerten Lagerzapfen 1, der nicht näher dargestellten Kurbelwelle ist ein Zahnrad 2 befestigt, das mit einem Zahnrad 3 in Eingriff ist. Das Zahnrad 3 sitzt fest auf einer Welle 4 und treibt diese durch die unterschiedlichen Zähnezahlen der Zahnräder3 und 4 mit halber Kurbelwellendrehzahl an. Die in eine Stirnkurbel 5 übergehende Welle 4 treibt über zwei Schubstangen jeweils Stirnkurbeln 8, 9 einer nicht näher dargestellten Nockenwelle und Einspritzpumpe an. Zugleich sind die Stirnkurbeln 8, 9 der Nockenwelle und Einspritzpumpe durch eine Schubstange 10 miteinander verbunden, so daß sich ein Parallelkurbel trieb ergibt. Besonders vorteilhaft ist hierbei, da3 sich durch die Schubstangen 6, 7, 10 sehr große Mittenabsta'nde zwischen treibender und angetriebener Welle überbrücken lassen und die Herstellkoste,n von Schubatangen wesentlich geringer sind als die von Zahnrädern oder Zahnkettengetrieben. Die Genauigkeit, mit der die Schubstangen

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ohne wesentlichen Aufwand hergestellt werden können, übertrifft weit die bei Zahnrädern mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln erzielbaren Genauigkeitsgrade. Dies trifft besonders zu, wenn die Zahnradgetriebe zur Erzielung kleiner Durchmesser zweistufig ausgeführt sind oder um die großen Abstände zu übertragen, Zahnkettengetriebe angewendet werden.

Ein weiterer Vorteil sind die geringen Abmessungen der Kurbelantriebe und deren geräuscharmer Lauf, der mit Zahnrädern oder Zahnketten ohne teure Präzisionsausführung ■ nicht zu erzielen i3t. Zum Antrieb weiterer Hilfsmaschinen beispielsweise einer Schmierölpumpe öder einer Zündeinrichtung können die Zahnräder 2 oder 3 benutzt werden. Die Hilfsmaschinen können dabei sowohl innerhalb des von dem nicht näher dargestellten Maschinengehäuse, das das Getriebe umschließt liegen öder außen am Maschinengehäuse angebaut sein und mit einem Antriebsritzel in das Gehäuse hineeinragen und mit einem der Zahnräder in Eingriff stehen.

Eine weitere Möglichkeit zum Antrieb von Hilfsmaschinen ergibt sich durch die Verlängerung der Welle 4 über die Stirnkurbel 5 hinaus durch die Wand des Maschinengehäuses. Eine so verlängerte Welle kann zum Antrieb von Hilfsmaschinen, die außen am Getriebegehäuse angebaut sind und bevorzugt mittels Keilriemen angebaut werden, benutzt werden.

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Claims

5 Köln 80, den 31. Mai 1972 Unser Zeichen: D 72/49 - AP So/Bu

Hubkolbenbrennkraftmaschine in Reihenbauart mit einer Nockenwelle für die Ventilsteuerung, die achsparallel zur Kurbelwelle angeordnet iet und von dieser in einem an der Stirnseite der Maschine angeordneten Getriebegehäuse mit halber Kurbelwellendrehzahl über Schubstangen angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsmaschine z.B. die Kraftstoff einspritzpumpe (12) ebenfalls über eine Schubstange (7) angetrieben wird, wobei die Kurbeln (8, 9) der Antriebswellen durch eine weitere Schubstange (10) miteinander verbunden sind.
2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (10), die die Abtriebswellen verbindet, auf den gleichen Kurbeln (8, 9) gelagert ist, auf denen die S-hubstange (6, 7) die von der antreibenden Kurbel (5) ausgehen, angreifen.
3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kurbeln (5, 8, 9) Gegengewichte angeordnet sind.

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4· Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (10), die die Abtriebswellen verbindet, auf Kurbeln gelagert ist, die gegenüber den Kurbeln (8, 9), an denen die Schubstange* die von der Antriebswelle (5) ausgehen , in einem Winkel 'zwischen 0 und 180 ° verdreht sind.
5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Zahnradgetriebe (2, 3) zur Halbierung der Kurbelwellendrehzahl weitere Hilfsmaschinen (11) beispielsweise die Schmierölpumpe oder eine Zündeinrichtung angetrieben werden.
6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Zahnradgetriebe (2, 3) die Welle (4) des angetriebenen Zahnrades durch die Räderkastenwand verlängert ist und weitere Hilfsmaschinen außerhalb des Räderkastens z.B. ein Kühlantreibt.

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