DE2822589A1

DE2822589A1 - Vorrichtung zum ausgleichen der freien massenkraefte und -momente, insbesondere ii. ordnung, an einer hubkolben-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2822589A1
Application number: DE19782822589
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl Ing Piech
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE2822589C2

Description

Vorrichtung zum Ausgleichen der freien Massenkräfte
und -momente, insbesondere II. Ordnung, an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausgleichen der freien assenkräfte und -momente, insbesondere II. Ordnung, an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine gemaß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei derartigen, als Lancaster-Ausgleich bekannten Yorrichtungen sind die Ausgleichswellen räumlich voneinander getrennt zu beiden Seiten der Kurbelwelle bzw.
der durch die Zylinderachsen gebildeten Ebene angeordnet. Dies bedingt ein relativ breit bauendes, schweres Zylinder-Kurbelgehä.use der Brennkraftmaschine, da neben dem Bauraum für die Kurbelwelle und die Zylinder beiderseits Raum für die Ausgleichswellen und deren Gewichte geschaffen werden muß. Auch der an einer Stirnseite der Brennkraftmaschine vorgesehene Antrieb der beiden, in unterschiedlichen Drehrichtungen umlaufenden Ausgleichswellen mittels Stirnrädern oder mit endlosen Zugmitteln, beispielsweise einem Zahnriemen, kann aufgrund der räumlichen Beengung Schwierigkeiten bereiten, zumal meist auch noch Zusatzaggregate wie Wasserpumpe, Lüfter, Generator und dgl. an der Stirnseite der Brennkraftmaschine angeordnet bzw. anzutreiben sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Vorrichtung derart auszubilden, daß sie möglichst wenig Bauraum erfordert und relativ unkompliziert antreibbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der Ausgleichswellen hohl ausgebildet ist und sich die andere Ausgleichswelle koaxial durch diese hohle Ausgleichswelle erstreckt.
Die Ausgleichsgewichte der inneren Ausgleichswelle können außerhalb des von der äußeren, kürzeren Ausgleichswelle überdeckten Bereiches angeordnet sein.
Dies hat den Vorteil, daß die äußere, hohle Ausgleichswelle bezüglich ihres Innendurchmessers nur geringfügig größer als der Wellendurchmesser der inneren Ausgleichswelle ausgebildet werden muß, so daß der Raumbedarf der äußeren Ausgleichswelle nicht wesentlich den Raumbedarf einer einzelnen Ausgleichswelle übersteigt.
Zur Montage der erfindungsgemäßen Ausgleichswellen kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest ein Ausgleichsgewicht der inneren Ausgleichswelle lösbar mit der Ausgleichswelle verbunden ist, so daß dieses erst nach dem Ineinanderschieben der beiden Ausgleichswellen montiert wird.
Es wäre aber ebenfalls möglich, die innere Ausgleichswelle zweiteilig auszubilden.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die äußere, hohle Ausgleichswelle mittels eines Zahnradtriebes innerhalb des Zylinder-Kurbelbehäuses von der inneren Ausgleicilswelle angetrieben wird. Zunächst ergibt sich dadurch ein relativ einfacher Antrieb der gesamten Vorrichtung bzw. der inneren Ausgleichswelle, beispielsweise mittels eines zugleich eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine antreibenden Zahnriemens. Weiter kann innerhalb des Zylinder-Kurbelgehäuses mit geringem konstruktivem Aufwand eine wirksame Schmierung des Zahnradtriebes erzielt werden; außerdem werden Geräusche des Zahnradtriebes durch das umgebende Zylinder-Kurbelgehäuse gedämpft.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht einer Vierzylinder-Viertakt-Reihenbrennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßei; Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt schematisch die stirnseitige Ansicht einer Vierzylinder-Viertakt-Keihenbrennkraftmaschine 1 bekannter Bauart, deren Nockenwelle 2 über einen Zahnriemen 3 von einer in einem Zylinder-Kurbelgehäuse 4 drehbar gelagerten Kurbelwelle 5 mittels Zahnriemenrädern 6 und 7 angetrieben wird. Ebenfalls über den Zahnriemen 3 angetrieben wird ein Zahnriemenrad 8, welches auf einer inneren Ausgleichswelle 9 (Fig. 2) befestigt ist. Auf das zugentlastete Trum des Zahnriemens 3 wirkt ein Spannrad 10, das an die Rückseite des Zahnriemens 3 anläuft und mit dem die erforderliche Zahnriemenspannung einstellbar ist. Die Zähnezahlen Z zwischen den Zahnriemenrädern 6, 7 und 8 haben ein Verhältnis Z = 2:4:1, wodurch die Nockenwelle 2 mit halber Kurbelwellendrehzahl und die innere Ausgleichswelle 9 mit doppelter Kurbelwellendrehzahl angetrieben wird.
Die innere Ausgleichswelle 9 (siehe Fig. 2), ist achsparaST lel zur Kurbelwelle 5 und etwa in halber Zylinderhöhe des Zylinder-Kurbelgehäuses 4 mit zwei Wälzlagern 11, 12 drehbar gelagert. Koaxial zur inneren Ausgleichswelle 9 ist eine äußere, hohle Ausgleichswelle 14 angeordnet, die mittels zwei Wälzlagernl5, 16 im Zylinder-Kurbelgehäuse 4 ebenfalls drehbar gelagert ist. Die äußere, hohle Ausgleichswelle 14 ist kürzer als die innere Ausgleichswelle 9 ausgebildet und trägt an ihren Enden auf die freien Alassenkräfte und -momente II. Ordnung der Brennkraftmaschine abgestimmte Ausgleichsgewichte 17, 18. Die Ausgleichsgewichte 19, 20 der inneren Ausgleichswelle 9 sind außerhalb des durch die äußere, hohle Ausgleichswelle 14 überdeckten Bereiches lösbar mit der Ausgleichswelle 9 verbunden. Dazu können die Ausgleichsgewichte 19, 20 in nicht gezeigter Weise in der Wellenachse geteilt sein und mittels Schrauben auf der Ausgleichswelle 9 festgeklemmt werden. Die äußere, hohle Ausgleichswelle 14 wird von der inneren Ausgleichswelle 9 durch einen Zahnradtrieb 21 im Verhältnis 1:1 innerhalb des Zylinder-Kurbelgehäuses 4 in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben.
Der Zahnradtrieb 21 ist durch ein Planetengetriebe gebildet, welches sich aus einem auf der inneren Ausgleichswelle 9 festsitzenden Zentralrad 22, drei auf einem Planetenradträger 23 drehbar gelagerten, einen Block bildenden Planetenrädern 24, 25 und einen am Kurbelgehäuse 4 befestigten Reaktionsrad 26 zusammengesetzt. In der Zeichnung ist nur ein Block von Planetenrädern 24, 25 sichtbar, da die anderen beiden in bekannter Weise über den Unfang des Planetenradträgers 23 verteilt angeordneten Planetenräder außerhalb der Zeichnungs-Schnittebene liegen. Der Planetenradträger 23 ist einstückig mit der hohle len Ausgleichswelle 14 ausgeführt. Das Zentralrad 22 treibt die Planetenräder 24, wodurch sich die mit den Planetenrädern 24 einen Block bildenden Planetenräder 25 auf dem Reaktionsrad 26 in zum Zentralrad 22 entgegengesetzter Drehrichtung abwälzen und dementsprechend den Planetenradträger 23 bzw. die Ausgleichswelle 14 mitnehmen. Das Ubersetzungsverhältnis des Planetengetriebes ist i:1, so daß die beiden Ausgleichswellen 9, 14 mit gleicher Drehzahl gegenläufig rotieren.
Obwohl eiii Planetengetriebe aufgrund seiner Laufruhe und einfachen Montierbarkeit (keine Einstellarbeiten) bevorzugt ist, kann auch ein anderer Zahnradtrieb 21, beispielsweise ein Kegelradtrieb mit zwei auf den Ausgleichswellen 9, 14 sitzenden Kegelrädern und einem im Kurbelgehäuse 4 drehbar gelagerten Zwischenrad verwendet werden. Die innere Ausgleichswelle 9 kann gegebenenfalls noch zusätzlich auf der dem Wälzlager 11 gegenüber liegenden Seite des Ausgleichsgewichtes 19 und im Bereich des Planetenradträgers 23 gelagert sein. Die Lagerung im Bereich des Planetenradträgers 23 könnte durch eine zwischen der äußeren Ausgleichswelle 14 und der inneren Ausgleichswelle 9 angeordnete Gleitlagerbüchse verwirklicht werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Anwendung des an sich bekannten Lancaster-Ausgleiches mit zwei Ausgleichswellen in einer überraschend kompakten und wenig Bauraum erfordernden Art. Durch den außerhalb des Zylinder- Kurbelgehäuses 4 erfolgenden einfachen Antrieb der Ausgleichswelle 9 wird der Antrieb und die Anordnung weiterer, für den Betrieb der Brennlçraftmaschine wichtiger Aggregate kaum behindert.

Claims

Vorrichtung zum Ausgleichen der freien Nassenkräfte und -momente, insbesondere 11. Ordnung, an einer Iiubkolben-Brennkraftmaschine Ansprüche QVorrichtung zum Ausgleichen der freien Massenkräfte und -momente, insbesondere II. Ordnung, an einer llubkolben-Brennkraftmaschine, mit zwei achsparallel zu einer Kurbelwelle mit doppelter Kurbelwellendrehzahl angetriebenen, gegenläufigen Ausgleichswellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ausgleichswellen (14) hohl ausgebildet ist und sich die andere Ausgleichswelle (9) koaxial durch diese hohle Ausgleichswelle (14) erstreckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsgewichte (19, 20) der inneren Ausgleichswelle (9) außerhalb des von der äußeren, kürzeren Ausgleichswelle (14) überdeckten Bereiches angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ausgleichsgewicht (19) der inneren Ausgleichswelle (9) lösbar mit der Ausgleichswelle (9) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere, hohle Ausgleichswelle (14) mittels eines Zahnradtriebes (21) innerhalb des Zylinder-surbelgehäúses (4) der Brennkraftmaschine (1) von der inneren Ausgleichswelle (9) angetrieben wird.