DE2531239A1 - Auswuchteinrichtung fuer einen verbrennungsmotor - Google Patents
Auswuchteinrichtung fuer einen verbrennungsmotorInfo
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Description
MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO
KABUSHIKI KAISHA
KABUSHIKI KAISHA
No. 33-8, 5-Chome, Shiba,
Minato-Ku, Tokyo, Japan
Minato-Ku, Tokyo, Japan
Auswuchteinrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Bei einem Verbrennungsmotor mit- hin und hergehenden Kolben wird
allgemein darauf gesehen, Ausgleichgewichte einer Auswuchteinrichtung innerhalb einer Ebene anzuordnen, welche die Mittelachse
der Kurbelwelle in deren Mitte rechtwinklig schneidet, wobei die Auswuchtwellen, welche diese Auswuchtgewichte tragen,
in einer Trennwand angeordnet sein sollten, welche zwischen zwei Zylindern ausgebildet ist und sehr starr ist. Gewöhnlich
bUUoH6/(H0i
ist es jedoch unmöglich, die Auswuchtgewichte innerhalb einer derartigen Ebene anzuordnen, da die Trennwand des Zylinderblockes
in dieser Ebene liegt.
Um derartigen Anforderungen so nahe wie möglich zu kommen, besitzt eine bekannte Auswuchteinrichtung für einen Zweizylindermotor
zwei beiderseits der Kurbelwelle angeordnete und antriebsmäßig mit derselben verbundene Auswuchtwellen, welche in der
Rückwand des Zylinderblockes und in der die beiden Zylinder trennenden Trennwand gelagert sind und nahe der letzteren freitragend
mit Auswuchtgewichten bestückt sind. Bei einer derartigen freitragenden Anordnung der Auswuchtgewichte hat sich
jedoch nach langer Betriebszeit herausgestellt, daß die Ausgleichgewichte
einseitig abgenutzt werden, da sie mit den Lagern der Auswuchtwellen in Berührung kommen. Dies führt zu Schwingungen,
welche Risse im Zylinderblock verursachen und dadurch die Lebensdauer eines derartigen Motors stark herabsetzen.
Ein weiterer Vorschlag, welcher diese einseitige Abnutzung der Auswuchtgewichte beheben will, sieht vor, das Auswuchtgewicht
auf seiner Auswuchtwelle nicht freitragend, d.h. nicht auf einem freitragenden Achsstummel anzuordnen, sondern den das Auswuchtgewicht
tragenden Teil der Auswuchtwelle zwischen zwei Querwänden des Zylinderblockes zu lagern. Nachteilig bei dieser
Auswuchteinrichtung ist, daß ein zusätzliches Lager für jede Auswuchtwelle vorgesehen werden muß, was naturgemäß zu einer
Kostensteigerung führt. Im übrigen besteht bei keinem dieser Vorschläge die Möglichkeit, die Auswuchtgewichte in einer Ebene
δ 0 y 8 0 C / CU 0 1
anzuordnen, welche durch die Mitte der Kurbelwelle hindurchgeht
und mit der starren Trennwand des Zylinderblockes zusammenfällt. Außerdem ist es bei Verwendung von zwei Lagern für das das Auswuchtgewicht
tragende Teil der Auswuchtwelle unmöglich, diese Lager in dem Teil des Zylinderblockes anzuordnen, welcher eine
besonders hohe Starrheit aufweist, vielmehr müssen sie in einem weniger starren Teil des Zylinderblockes angeordnet werden, was
ebenfalls zu Schwingungen, Resonanzschwingungen und Verschleißerscheinungen führt.
Bei hohen Drehzahlen der Auswuchtwellen kommen auch hier die Auswuchtgewichte mit den einander gegenüberliegenden Seiten der
Wellenlager in Berührung, sodaß sich die Lager oftmals auch an diesen Stellen festfressen.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Auswuchteinrichtung
für einen Verbrennungsmotor, bestehend aus wenigstens zwei beiderseits der Kurbelwelle angeordneten und
antriebsmäßig mit derselben verbundenen Auswuchtwellen mit jeweils einem Auswuchtgewicht, die vereinigt mit der gesamten
hin und hergehenden Masse aus Kolben und Pleuelstangen im Gleichgewicht befindlich sind, in der Weise auszubilden, daß die vorgenannten
Nachteile der bisher bekannten derartigen Auswuchteinrichtungen überwunden werden.
Gekennzeichnet ist eine derartige erfindungsgemäße Auswuchteinrichtung
im wesentlichen dadurch, daß jedes Auswuchtgewicht auf seiner Auswuchtwelle geteilt beiderseits eines Lagers der
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Auswuchtwelle angeordnet oder ausgebildet ist, sodaß die Belastung seitens der Auswuchtgewichte von dem betreffenden
Lager aufgenommen werden kann, ohne daß infolge ungleichmäßiger Lagerbelastungen ein Pestfressen oder ein sonstiger
Lagerschaden auftreten kann.
Weitere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
Figur IA und IB schematische Darstellungen bekannter
Auswuchteinrichtungen der eingangs beschriebenen Art;
Figur 2
einen schematischen Längsschnitt durch einen Vierzylinder-Reihenmotor mit
erfindungsgemäßer Auswuchteinrichtung;
Figur j5
Figur 4a
Figur 4b
einen Schnitt durch Figur 2 längs der Linie III-III;
einen Längsschnitt durch eine Auswuchtwelle der erfindungsgemäßen Auswuchteinrichtung;
einen Schnitt durch Figur 4A längs der Linie IVB-IVB; und
Figur 5
eine schematische Darstellung eines Umschaltmechanismus für die rechte Auswuchtwelle
aus Figur ^.
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Eei der in Figur IA dargestellten Ausführung einer bekannten
Auswuchteinrichtung ist in einem Zweizylindermotor die Kurbelwelle I1 mit ihren Lagerzapfen 2' unö 3' in der Stirnwand 4'
bezw, der Rückwand 5' eines Zylinderblockes durch Lager 6' und
7' gelagert. Außerdem ist in der Trennwand 11' zwischen dem ersten Zylinder 91 und dem zweiten Zylinder 10' ein Lagerzapfen
8' der Kurbelwelle mit einem Lager 12' gelagert. Um bei dieser
Anordnung die Auswuchtgewichte 19' und 20' nahe der Mitte
dieser Kurbelwelle anordnen zu können, müssen Auswuchtwellen 13' und 14' in Lagern 15' und Id' gelagert werden, welche in
der Stirnwand 4' des Zylinderblockes bezw. in der Trennwand 11' desselben mittels Lagern 171 und 18' gelagert sind. Dadurch
ergibt sich eine freitragende Anordnung dieser Auswuchtgewichte I91 und 20' wie Figur IA zeigt. Wenn ein Motor mit derart freitragend
angeordneten Auswuchtgewichten IQ' und 20' lange Zeit
in Betrieb ist, werden die Auswuchtgewichte einseitig abgenutzt, da sie mit den Lagern I7' und 18' in Berührung kommen. Dies
führt zu den bereits eingangs erwähnten Schaden.
Bei der in Figur IB dargestellten Ausführung einer bekannten
Ausvmchteinrichtung ist im Gegensatz zu der Ausbildung gemäß IA die Auswuchtwelle an beiden Enden eines das Auswuchtgewicht 21'
aufweisenden Teiles mit Lagerzapfen 22' und 231 in Lagern 24'
bezw. 25' gelagert. Trotz dieser Doppellagerung treten auch hier
bei hohen Drehzahlen Abnutzungserscheinungen des mit den zueinander hinweisenden Seiten der Lager 24' und 25' in Berührung
kommenden Ausgleichsgewichtes auf, da diese beiden Lager in Teilen des Zylinderblockes angeordnet sind, welche keine
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besonders hohe Starrheit aufweisen. Bei beiden vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen bekannter Auswuchteinriehtungen liegt
außerdem das Auswuchtgewicht nicht in der durch die Mitte der Kurbelwelle hindurchgehenden, rechtwinklig zu derselben verlaufenden
und mit der starren Trennwand 11' zusammenfallenden Ebene.
Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Auswuchteinrichtung
ist in den Figuren 2 bis 5 für einen Vierzylinder-Reihenmotor dargestellt. Dieser Motor besitzt einen Zylinderblock
1, einen Zylinderkopf 2, eine Zylinderkopfhaube ~5, eine
Ölwanne 4, eine Kurbelwelle 5» eine auf der linken Seite eines
Abschnittes 7 des Zylinderblockes 1 angeordnete Auswuchtwelle 6 und eine in der gleichen V/eise, jedoch auf der rechten Seite
des Zylinderblockabschnittes 7 gegenüber der linken Auswuchtwelle 6 angeordnete rechte Auswuchtwelle &. Beide Auswuchtwellen
besitzen dabei die gleiche Form. Die Auswuchtwelle δ wird dabei über eine Leerlaufkettenradwelle 8a angetrieben,
welche ein Zahnrad 8" trägt, die mit einem Zahnrad 81 auf der
Auswuchtwelle 8 kämmt, wie dies Figur 5 zeigt. Die Befestigung dieses Zahnrades 8' auf der Auswuchtwelle 8 erfolgt dabei über
eine Unterlegscheibe 8b und eine Schraube 8c. Jeweils auf dem Ende der Auswuchtwelle 6 und der Kettenradwelle 8a sind mittels
Schrauben 11 bezw. 12 und Unterlegscheiben 13 bezw. 14 Kettenräder
9 bezw. 10 befestigt. Die über diese beiden Kettenräder und 10 hinweglaufende Kette 50' läuft gleichzeitig über ein
Kettenrad 15* welches auf der Kurbelwelle 5 befestigt ist, sodaß
über diese Kurbelwelle 5 beide Auswuchtwellen 6 und 8 angetrieben werden.
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Die beiden Auswuchtwellen 6 und 8 weisen an der Seite, an
welcher ein Auswuchtgewicht ausgebildet ist, einen Lagerzapfen 16 auf. Wie die Figuren 2 und 4 zeigen, ist längs der Achse
einer jeden Auswuchtwelle beiderseits dieses Lagerzapfens 16 ein Auswuchtgeviicht 17 geteilt in Bereichen 17a und 17b ausgebildet.
Dadurch wird dieses Auswuchtgewicht 17 über den Lagerzapfen 16 einwandfrei durch ein Lager 18 bezw. 19 an den
beiden Seiten des Zylinderblockes 1 abgestützt, d.h. es erfolgt keine einseitige Lagerbelastung.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Auswuchtgewicht derart geformt, daß es sich in gleichen Abständen
beiderseits der Achse des Lagerzapfens erstreckt, welcher die gesamte Masse des Auswuchtgewichtes halbiert. Andererseits ist
es auch möglich, die Masse des Auswuchtgewichtes in irgendeinem anderen geeigneten Verhältnis zu teilen und seine sich
beiderseits dieser Achse erstreckenden Längen im umgekehrten Verhältnis einzustellen. So kann beispielsweise, wie dies
gestrichelt in Figur 4 dargestellt ist, ein Ausgleichgewicht 17al dichter am Lagerzapfen 16 ausgebildet werden, wenn das
gesamte Auswuchtgewicht wie vorstehend beschrieben unterteilt wird.
An dem anderen Ende der Auswuchtwellen 6 und 8 sind Lagerzapfen 20 ausgebildet, welche durch Lager 21 bezw. 22 in der Stirnwand"
des Zylinderblockes gelagert sind, während die nach außen über diesen Lagerzapfen hinausragenden Enden der Auswuchtwellen
die Kettenräder 9 bezw. 10 tragen. Beide Auswuchtwellen 6 und
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- 8
besitzen einen ölkanal 23* in welchem über eine nicht dargestellte
ölpumpe das Schmieröl aus der Ölwanne 4 an die Lager
18, 19, 21 und 22 herangeführt wird. Die beiden Lager l8 und
19 auf der Seite der Auswuchtgewichte 17 sind in einem sehr starren Teil des Zylinderblockes 1 angeordnet, in welchem eine
Trennwand 25, bezw. bei einer Vierzylindermaschine die Trennwände
25a, 25b und 25c zwischen den Zylindern 24, ausgebildet
ist, sodaß die Belastung der Auswuchtgewichte von diesen Trennwänden aufgenommen werden. Bei einem Mehrzylindermotor, wie
beispielsweise bei dem Vierzylindermotor des dargestellten Ausführungsbeispiels, sind die Lager l8 und I9 in einer Trennwand
in der Mitte der Kurbelwelle, d.h. in der Trennwand 25b
zwischen dem zweiten Zylinder 24b und dem dritten Zylinder 24c, angeordnet.
Da der in den Figuren dargestellte Vierzylinder-Verbrennungsmotor in seinem Aufbau im wesentlichen einer üblichen Vierzylinder-Reihenmaschine
mit Obensteuerung entspricht, sollen hier nur seine Hauptteile kurz erläutert werden. Auf der Kurbelwelle
5 sind Pleuelstangen 26 mit ihrem dicken Ende 29 jeweils
auf den Kurbelzapfen 27 der Kurbelwelle über Lagerschalen 28 mittels einer Schraube 30 und Mutter J>1 gelagert, während ein
Kolben JS. am schmalen Ende 33 der Pleuelstange 26 über einen
Kolbenbolzen ~$k mit Seegering 35 angelenkt ist. Diese Kolben
bilden in ihrem jeweiligen Zylinder eine Verbrennungskammer 36,
in welche eine Zündkerze 37 hineinragt. In der Nockenwellenkammer 39 ist eine Nockenwelle 38 gelagert, welche über Kipphebel
40 einer Kipphebelwelle 4l ein Einlaßventil 42 mit einer
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Ventilfeder 43 auf einem Ventilsitz 44 arbeiten läßt. Die
Nockenwelle 38 trägt ein Steuerkettenrad 46, welches mittels
Beilagscheiben 47 und 48 sowie einer Schraube 49 auf ihr
befestigt ist, während eine Steuerkette 50 zu einem Kettenrad
46' auf der Kurbelwelle 5 hinabläuft, sodaß die Drehzahl der Nockenwelle 38 gleich der halben Drehzahl der Kurbelwelle ist.
In der Stirnwand des Zylinderblockes 1 ist eine Wasserpumpe 51
angeordnet, Vielehe aus einem Pumpengehäuse 52, einer Pumpenwelle
53 und einem Pumpenflügelrad 54 usw. besteht. Die Wasserpumpenwelle
53 trägt eine Keilriemenscheibe 55 mit daran
befestigtem Lüfter 56. Von der Keilreimenscheibe 55 läuft ein
Keilriemen 62 zu einer Keilriemenscheibe 59* welche mittels
einer Unterlegscheibe 60 und einer Schraube 6l am vorderen Ende der Kurbelwelle 5 befestigt ist. Durch diesen über die
Keilriemenscheiben 55 und 59 hinweglaufenden Keilriemen 62 wird
die Drehung der Kurbelwelle 5 außer an die Wasserpumpe 51j auf
eine nicht dargestellte Lichtmaschine und eventuell weitere Aggregate übertragen. Die Kurbelwelle 5 trägt außerdem am rückwärtigen
Ende eine Riemenscheibe 63, während das Bezugszeichen 64 die Ansaugleitung für die nicht dargestellte Ölpumpe zeigt.
Beim Starten des vorbeschriebenen Motors wird bei einer Winkelgeschwindigkeit w der Kurbelwelle 5 in Richtung des in Figur 3
eingezeichneten Pfeiles einmal die Nockenwelle 38 über die
Kette 50 seitens der Kettenräder 46 und 46' in Drehung versetzt.
Bei einer derartigen Winkelgeschwindigkeit~w der Kurbelwelle 5
wird die Auswuchtwelle 6 in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle 5 mit einer Winkelgeschwindigkeit 2w über die Kette
50 und das Kettenrad 10 in Drehung versetzt. Gleichzeitig wird
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die Auswuchtwelle 8 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit 2w, jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Auswuchtwelle β über
das Kettenrad 10 und die Kettenradwelle 8a in Drehung versetzt. Auf diese Weise werden Schwingungen des Motors während seines
Betriebes durch die hin und hergehenden Massen einwandfrei verhindert. Wie die Figuren J und 4A zeigen, ist das Auswuchtgewicht
17 einer jeden Auswuchtwelle beiderseits des Lagerzapfens 16 in die beiden Gewichtshälften 17a und 17b halbiert
und wird vom Lager l8 bezw. 19 längs der Achse der Auswuchtwelle abgestützt, sodaß die Belastung der Auswuchtwelle durch die
Auswuchtgewichte von den Lagern l8 und 19 aufgefangen wird. Infolgedessen kennen diese Lager nicht mehr mit den Aungleichgewichten
auf ihrer einen Seite in Berührung kommen, sodaß keinerlei einseitige Abnutzung mehr erfolgen kann, die Lebensdauer
der Lager verlängert und das Auftreten von Motorschwingungen stark herabgesetzt wird. Außerdem sind diese Lager in
dem Teil des Zylinderblockes angeordnet, in welchem die sehr starre Trennwand 25b liegt, sodaß ihre Belastung von dieser
starren Wand aufgenommen wird und infolgedessen Vibrationen und Resonanzschwingungen des Zylinderblockes mit den dadurch
verursachten Geräuschen und eventuell ein Riß im Zylinderblock verhindert wird. Zusätzlich wird die Last der Auswuchtgewichte
praktisch nicht auf die anderen Lager 21 und 22 übertragen, wodurch die Betriebssicherheit der gesamten Einrichtung wesentlich
erhöht wird. Vor allem aber wird durch diese Ausbildung jede Auswuchtwelie mit Ausnahme des Teiles, an welchem das
Ausviuchtgewicht ausgebildet ist, praktisch nicht durch das
Auswuchtgewicht belastet. Infolgedessen brauchen die Auswucht-
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wellen nur eine derartige Abmessung zu haben, daß eine Verdrehung
der Auswuchtgewichte in der vorbeschriebenen Weise mit der Kurbelwelle betriebssicher erzielbar ist. Daher kann der
Durchmesser der Auswuchtwellen bei der erfindungsgemäßen Auswuchteinrichtung gegenüber den bisher üblichen Auswuchtwellen
wesentlich vermindert werden, sodaß die Kosten der Auswuchtwellen und auch die Abmessung des gesamten Motors stark verringert
werden können.
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind die beiden Auswuchtwellen nicht nur parallel zueinander rechts und links
der Kurbelwelle angeordnet, sondern liegen auch über derselben. Die gleichen Resultate lassen sich jedoch auch dann erzielen,
wenn sie in der gleichen Höhe wie die Kurbelwelle angeordnet sind oder auch in gleicher Richtung in Drehung versetzt werden.
Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Auswuchteinrichtung läßt sich für Verbrennungsmotore mit hin und hergehenden Kolben
aller bisher bekannten Bauarten einsetzen.
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Claims (2)
1. Auswuchteinrichtung für einen Verbrennungsmotor, bestehend aus wenigstens zwei beiderseits der Kurbelwelle angeordneten und
antriebsmäßig mit derselben verbundenen Auswuchtwellen mit jeweils einem Auswuchtgewicht, die vereinigt mit der gesamten
hin und hergehenden Masse aus Kolben und Pleuelstangen im Gleichgewicht befindlich sind, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Auswuchtgewicht (17) auf seiner Auswuchtwelle
(6 bezw. 8) geteilt (17a, 17b) beiderseits eines Lagers (18 bezw. 19) der Auswuchtwelle ausgebildet ist.
2. Auswuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die betreffenden Lager (l8 bezw. I9) der beiden Auswuchtwellen
(6; 8) in einem sehr starren Teil des Zylinderblockes (1) wie einer Trennwand (25) zwischen zwei Zylindern (24) angeordnet
sind.
J). Auswuchteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lager (l8; 19) der Auswuchtwellen (6; 8) in einer Trennwand
(25b) angeordnet sind, die etwa in der Mitte des Zylinderblockes (1) in Richtung der Kurbelwelle (5) liegt.
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8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |