DE2951961A1

DE2951961A1 - Getriebeabdeckung

Info

Publication number: DE2951961A1
Application number: DE19792951961
Authority: DE
Inventors: Edward W Kasting
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-22
Publication date: 1980-07-17
Also published as: SE7910739L; IT1194610B; IN152554B; US4257370A; JPS5594055A; IT7928468A0; ES487336A0; GB2038414B; GB2038414A; JPS5922119B2; ES8102274A1; FR2445445A1; BR7908575A

Description

or.-ma. οΐΡΐ_-ΐΝβ.Μ. se. oipl.-pmvs. dr. oipl-phys. DtPt.-PHY·. c*.

HÖGER-STELLRECHT-GWIESSBACH-HAECKER BOEHME PATENTANWÄLTE 'N STUTTGART

A 43 928 m Anmelder: Cummins Engine Company,

m - 168 Inc.

19. Dez. 1979 1000 5th Street

Columbus, Ind., USA

Beschreibung Getriebeabdeckung

Die Erfindung betrifft eine Getriebeabdeckung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere hat es die Erfindung mit der Konstruktion von Getriebegehäusen zu tun, die der Abdeckung oder Ummantelung des Getriebezuges einer Verbrennungskraftmaschine dienen, bei welcher der Getriebezug seinerseits dazu dient, mehrere Zubehörteile des Motors, wie Kompressoren o. dgl. anzutreiben.

Es ist allgemein das Ziel der Konstrukteure von Verbrennungsmotoren, Motoren mit geringerem Gewicht, höherer Festigkeit, und größerer Kompaktheit zu schaffen. Neuerdings hat der Preisanstieg für fossile Kraftstoffe die Notwendigkeit, Motoren mit solchen Eigenschaften zu schaffen, noch erhöht, also insbesondere leichtere Motoren mit größerer Festigkeit und reduzierter Größe, weil derartige Motoren eine wirksamere Ausnutzung des Kraftstoffes ermöglichen. Ein größerer Wirkungsgrad ergibt sich beispielsweise dann, wenn der Motor dazu dient, ein Fahrzeug anzutreiben, da ein kleinerer Motor von geringerem Gewicht eine Verminderung der Fahrzeuggröße und des Fahrzeuggewichtes insgesamt ermöglicht, was wiederum eine wirtschaftlichere Ausnutzung des Kraftstoffes gestattet. Unglücklicherweise macht es der fortgeschrittene Status der Motortechnik schwierig, selbst kleine Verminderungen der Größe oder des Gewichts zu erreichen, ohne dabei andere, günstige Motormerkmale zu opfern.

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Die Verwendung eines einzigen Vielzweck-Getriebezuges an einer Seite eines Motorblocks, mit dem alle Motorzubehörteile direkt über eine Getriebeverbindung zur Motor-Kurbelwelle angetrieben sind, ist an sich bekannt, vgl. die US-PS 3 263 663. Die Anordnung eines einzigen Getriebezuges hat zahlreiche Vorteile, beispielsweise eine Verminderung der Teile und des Gewichts, was nicht möglich wäre, wenn zusätzliche Antriebsverbindungen mit der Kurbelwelle hergestellt würden. Um eine Schmierung der Getrieberäder zu ermöglichen und Befestigungsmöglichkeiten für verschiedene Motorzubehörteile zu schaffen, kann um den Getriebezug herum ein Gehäuse angeordnet werden. Je größer die Anzahl der Funktionen ist, welche die Getriebeabdeckung ausübt, um so größer ist die Verminderung an Gewicht und Kosten. In der US-PS 3 263 663 ist ein solches Gehäuse mit einer Vielzahl von Funktionen beschrieben. Hierzu gehört auch die Ummantelung des zugehörigen Getriebezuges und die Vermittlung einer Abstützung für eine Vielfalt von Motorzubehörteilen. Das Gehäuse nach der US-PS 3 263 663 umfaßt ferner eine einstückige Motorabstützung, welche die Gewichtsverminderung der Gesamtkonstruktion weiterhin steigert. Jedoch ist die Motorabstützung oder der Motorträger im Vergleich mit der Gesamtgröße des Motors über eine erhebliche Entfernung hinweg vom Motorblock getrennt. Dementsprechend liegt ein relativ großer Momentenarm vor zwischen der Motorabstützung und der Zwischenfläche zwischen Getriebegehäuse und Motorblock, so daß stark verdickte Gehäusewände und kräftige Verstärkungsstege erforderlich sind, wodurch das Gesamtgewicht des Gehäuses erheblich erhöht wird.

Andere Arten lösbarer Abdeckplatten zur Befestigung von Motorzubehörteilen sind beispielsweise in der US-PS 2 303 093 beschrieben. Dort sind die Einzelteile so konstruiert, daß eine Gruppierung der Motorzubehörteile möglich ist, die eine Antriebsverbindung mit der Motorkurbelwelle über einen Getriebezug

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ermöglicht, der seinerseits von einem lösbaren Plattenglied umschlossen ist. Wie in der US-PS 2 303 093 dargestellt, kann die lösbare Abdeckplatte mit einer äußeren Verbreiterung versehen werden, die eine Aussparung bildet, in welcher ihrerseits ein Schwingungssteuerelement auf der Motorkurbelwcjlle montiert ist, und zwar auf der Außenseite der Antriebsverbindung zwischen Kurbelwelle und Motorzubehörteilen. Die US-PS 2 303 093 zeigt jedoch nicht, wie eine lösbare Deckplatte dazu eingesetzt werden kann, um eine Motorabstützung oder eine Tragefunktion auszuüben.

Motorabstützungen, die nebenbei eine Ümmantelungsfunktion nit Bezug auf die Antriebsverbindung zwischen Motorkurbelwelle und mehreren Motorzubehörteilen haben, sind aus der US-PS 1 333 671 bekannt. Diese Motorabstützungen dienen jedoch nicht gleichzeitig als Abdeckung, die so konstruiert ist, daß sie einen Getriebezug vollständig umschließt, der zwischen Kurbelwelle und mehreren, auf der Abdeckung montierten Zubehörteilen verläuft. Die bekannten, kombinierten Abstützungen und Ummantelungen legen daher keine Getriebeabdeckung mit mehreren Funktionen nahe, bei denen die Abdeckteile verschiedene Funktionen ausüben und gleichzeitig synergistisch zusammenwirken, um das Verhältnis von Festigkeit und Gewicht des Motors zu verbessern.

Zahlreiche Versuche, um das von Verbrennungsmotoren erzeugte. Geräusch zu reduzieren, haben neuerdings zu Konzeptionen geführt, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 726 365 beschrieben sind. Dort findet eine spezielle Konstruktion innerhalb des Motors Anwendung, um zu versuchen, eine Änderung in der Eigenfrequenz des Motorblocks herbeizuführen. Auch wenn diese Konstruktion in bestimmten Fällen brauchbar sein mag, ist doch die komplexe Natur dieser den Motorlärm reduzierenden Konstruktion

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in den meisten Anwendungsfällen kommerzieller Motore unpraktisch.

Zusammengefaßt läßt sich feststellen, daß der Stand der Technik keine Vielzweck-Getriebeabdeckung für einen Verbrennungsmotor aufweist, die gleichzeitig durch ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht gekennzeichnet ist, eine kompakte Gestalt besitzt und in der Lage ist, das Geräusch des Motors merklich zu unterdrücken.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Getriebeabdekkung für den Getriebezug eines Verbrennungsmotors vorzuschlagen, bei welcher getrennte Teile unabhängig voneinander verschiedene Funktionen ausüben und synergistisch zusammenwirken, und weiterhin das Gesamtverhältnis von Festigkeit zu Gewicht der Getriebeabdeckung und des sie tragenden Motorblocks verbessert ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung bestehen in folgendem: Die Getriebeabdeckung weist eine Frontplatte auf, die außerhalb des Getriebezuges angeordnet ist. Eine Motorabstützung ist einstückig mit der Frontplatte ausgebildet und dient der Abstützung des einen Endes des Motors, so daß dieser vollkommen auf der Getriebeabdeckung aufruht. Ferner ist ein Dämpfungsgehäuse einwärts mit der Frontplatte und dem Motorträger verbunden und nimmt einen Vibrationsdämpfer umschließend auf, wenn die Abdeckung am Motor montiert ist. Hierdurch wird weiterhin die Gesamtverbindung zwischen Motorträger und Frontplatte verstärkt.

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Die Frontplatte der Getriebeabdeckung verläuft im allgemeinen parallel zur Stirnwand des Verbrennungsmotors im gewissen Abstand von dieser. Dieser Abstand ist etwa gleich der Entfernung zwischen der Motorstirnwand und dem am weitesten außen gelegenen Teil eines Antriebsrades, welches den Getriebezug mit der Kurbelwelle des Motors verbindet.

Die erfindungsgemäße Getriebeabdeckung umfaßt ein Dämpfungsgehäuse, welches sich nach auswärts von der Frontplatte erstreckt und eine Aussparung zur Aufnahme eines Torsions-Vibrationsdämpfers vermittelt. Dieser Dämpfer ist auf einem vorstehenden Ende der Motorkurbelwelle befestigt und mit Mitteln kombiniert, welche die Eigenfrequenz der Abdeckung erhöhen. Hierzu gehört eine ringförmige Aussparung in der Vorderwand des Dämpfungsgehäuses derart, daß die Eigenfrequenz der Getriebeabdeckung erhöht wird. Auf diese Weise ist die Fähigkeit der Getriebeabdekkung,als Geräuschquelle zu wirken,reduziert und die Getriebeabdeckung erhält eine weitere Verstärkung in dem Bereich, in dem sie einstückig als Motorträger ausgebildet ist.

Motorzubehörteile können erfindungsgemäß durch an der Getriebeabdeckung gelagerte Wellen angetrieben werden. Die Getriebeabdeckung umfaßt einen Vorsprung zur übertragung von Schmiermittel vom Motorblock zu den verschiedenen Zubehörteilen, die ihrerseits von dem durch die Getriebeabdeckung umschlossenen Getriebezug angetrieben werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Getriebeabdeckung eine Getriebeplatte, die in der Nähe des Getriebezugs am Motor befestigt wird. Ferner ist eine Frontplatte mit einer senkrecht davon abstehenden Seitenwand vorgesehen. Die Seitenwand endet in einem Rand, der an der Getriebeplatte

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anliegt, so daß der Getriebezug vollständig und abgedichtet umschlossen ist. Die Getriebeplatte weist seitliche Verlängerungen auf, die über den seitlichen Umriß des Motors hinausragen und öffnungen aufweisen. Durch diese öffnungen hindurch können Antriebsverbindungen zwischen den an der Seite des Motors befestigten Zubehörteilen und den einzelnen Zahnrädern des Getriebezuges innerhalb der Getriebeabdeckung hergestellt werden.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine aufgebrochene Querschnittsansicht eines Verbrennungsmotors , an dem eine erfindungsgemäße Getriebeabdeckung befestigt ist;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Getriebeabdeckung aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht von Schwingungsdämpfungsmitteln und eines Gebläsekupplungsgehäuses entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Verstärkungssteges, der ein Teil der Motorabstützung bildet, entlang der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 2;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 2;

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Fig. 7 eine Schnittansicht eines Schmiermittelübertragungsvorsprungs entlang der Linie 7-7 in Fig. 2;

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Teils von Mitteln, die der Erhöhung der Eigenfrequenz dienen, entlang der Linie 8-8 in Fig. 2 und

Fig. 9 eine Vorderansicht des Getriebegehäuses mit abgenommenem Getriebedeckel, so daß der von der Getriebeabdeckung umschlossene Cetriebezug sichtbar ist.

Fig. 2 zeigt in Querschnittsansicht einen Motor 2, an dem ein Getriebegehäuse oder eine Getriebeabdeckung 4 gemäß der Erfindung befestigt ist. Der Verbrennungsmotor 2 hat Kompressionszündung und umfaßt mehrere Zylind&rhohlräume 6, von denen in Fig. 1 lediglich einer dargestellt ist. Innerhalb der Zylinderhohlräume 6 sind entsprechende Kolben 8 hin- und hergehend beweglich. Diese Bewegung wird in eine Drehbewegung einer Kurbel·* welle 10 umgewandelt, und zwar mittels Verbindungsstangen 12, die zwischen den Kolben 8 und einem Lager 14 an der Kurbelwelle 10 verlaufen. Der Verbrennungsmotor 2 umfaßt ferner einen Motorblock 15, der beispielsweise so ausgebildet ist, wie er in einer gleichzeitig schwebenden US-Patentanmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben ist.

Der Motorblock 15 umfaßt ein Hauptgestell 11, welches den Zylinderhohlraum 6 enthält sowie einen unten gelegenen ölpfannenadapter oder einen Leiterrahmen 13. Dieser Teil ist an der Unterseite des Hauptgestells 11 befestigt. Eine ölpfanne 7 ist mit der Unterfläche des Leiterrahmens 13 verbunden. Die Kurbelwelle 10 ist innerhalb des Motorblocks mit Hilfe von Hauptlagerkappen 19 derart gelagert, daß das Ende 16 dieser Welle über

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eine Stirnwand 20 des Motorblocks vorsteht. Diese Stirnwand bestimmt eine Ebene, die senkrecht zur Drehachse 22 der Kurbelwelle 10 verläuft. Daneben sind die bei allen Verbrennungsmotoren üblichen Zubehörteile vorgesehen, beispielsweise Kraftstoff-, Schmiermittel- und Wasserpumpen, sowie besondere zusätzliche Teile wie beispielsweise Kühlgebläse, elektrischer Generator, Luftkompressor, Kompressor für die Klimaanlage, Servolenkung und/oder hydraulische Pumpe sowie Wechselstromgenerator. Um ein Antriebsmoment auf diese Zubehörteile zu übertragen, ist es erwünscht, einen einzigen Getriebezug vorzusehen, der in Fig.1 lediglich teilweise dargestallt ist und in der Nähe der Stirnwand 20 des Verbrennungsmotors liegt. Der Gatriebezug 24 umfaßt mehrere miteinander kämmende Stirn- oder Zahnräder, die in einer Ebene liegen, die ihrerseits allgemein parallel zur Ebene der Stirnwand 20 verläuft. Der Getriebezug wird im einzelnen weiter unten beschrieben. Fig. 1 zeigt die von einem Antriebszahnrad 26 eingenommene Position, welches eine Antriebsverbindung zwischen der Kurbelwelle 10 und den übrigen Zahnrädern des Getriebezugs 24 herstellt. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist das Zahnrad 26 als Stirnrad ausgebildet und auf den Vorsprung 16 der Kurbelwelle zwischen einem Torsions-Vibrationsdämpfer 18 und der Stirnwand 20 des Motors 2 aufgekeilt.

Die Kurbelwelle 10 umfaßt ein vorspringendes Ende 16, auf dem der Torsions-Vibrationsdämpfer 18 befestigt ist. Derartige Schwingungs- oder Vibrationsdämpfer sind normalerweise an der Außenseite eines Verbrennungsmotors angeordnet. Die erfindungsgemäße Getriebeabdeckung 4 ist jedoch so konstruiert, daß sie den Vibrationsdämpfer voll umschließt, und zwar aus Gründen, die im einzelnen weiter unten noch erläutert werden.

Fig. 1 zeigt, daß das Getriebegehäuse eine Getriebeplatte 2ό

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umfaßt, die direkt an der Stirnwand 20 befestigt ist, so daß der Getriebezug 24 vom Hauptgestell 11 des Motorblocks getrennt ist. Die Gfetriebeplatte 28 ist mit Hilfe von Schrauben 30 am Motorblock befestigt. Von diesen Schrauben ist in Fig. 1 lediglich eine einzige dargestellt. Wie weiter unten noch erläutert, weist die Getriebeplatte 28 seitliche Verlängerungen auf, die so gestaltet sind, daß sie sich nach außen über den seitlichen Umriß des Motorblocks hinaus erstrecken, wobei diese Verlängerungen öffnungen enthalten, durch welche hindurch Antriebsverbindungen zwischen an der Seite des Motors befestigten Zubehörteilen und den einzelnen Zahnrädern des Getriebezugs 24 hergestellt werden können. Diese Anordnung vermittelt eine sehr einfache Methode zur Befestigung von Motorzubehörteilen in relativ kompakter Anordnung und ermöglicht dennoch, daß der Getriebezug vollständig in einer einzigen Ebene senkrecht zur Drehachse der Motorkurbelwelle liegt. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt die Getriebeabdeckung 4 einen Getriebedeckel 32 mit im allgemeinen konkaver Konfiguration, der an seinem Um- . fangsrand mit der Getriebeplatte 28 verbunden werden kann, so daß sich eine Umhüllung ergibt, in welcher der Getriebezug 24 zusammen mit dem Vibrationsdämpfer 18 und einer später noch zu beschreibenden Gebläsekupplung 62. enthalten ist.

Wie sich aus Fig. 1 und 2 ergibt, umfaßt der Getriebedeckel 3 eine Frontplatte 36, die so angeordnet ist, daß sie außerhalb des Getriebezuges liegt, und zwar in allgemeinen parallel zur und im Abstand von der Stirnwand 20 des Motors. Um den Umfangsrand der Frontplatte 36 herum verläuft eine mit dieser Platte einstückige Seitenwand 38. Die Seitenwand 38 erstreckt sich in Fig. 1 im allgemeinen senkrecht nach hinten und geht dabei aus von der äußeren Kante der Frontplatte 36. Die Seitenwand 38 endet in einem Rand 40, der von der Frontplatte in einer

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Entfernung liegt, welche ausreicht, daß die Frontplatte 3 6 den Zahnrädern des Getriebezugs 2 4 genügend Freiraum gibt. Hierzu muß sich die Seitenwand 3 8 in senkrechter Richtung von der Frontplatte 3 6 über eine Entfernung hinweg erstrecken, die zumindest etwas größer als der Abstand ist, den das Antriebszahnrad und alle übrigen Zahnräder des Getriebezuges von der Stirnwand 20 des Motors haben.

Mit dem Getriebedeckel 3 2 ist einstückig eine Motorabstützung oder ein Motorträger 42 ausgebildet, der eine Grundplatte 44 umfaßt. Die Grundplatte 4 4 liegt unter dem untersten Teil dftr Seitenwand 38, wenn der Getriebedeckel 3 2 am Motor befestigt ist. Die Grundplatte 44 erstreckt sich nach außen unterhalb der Frontplatte 36 des Getriebedeckels in einer Richtung, die im allgemeinen senkrecht zu derjenigen Ebene verläuft, welche durch die Frontplatte 36 bestimmt ist. Ein Paar von Verstärkungsstegen Jjf-S erstreckt sich zwischen der Grundplatte 44 und dem unteren Teil der Getriebeabdeckung. Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, schneiden die Verstärkungsstege 46 den unteren Teil der Seitenwand 3 8 und sind einstückig mit diesem Teil verbunden. Wie sich am besten aus Fig. 2 ergibt, umfaßt die Frontplatte 3 6 einennach vorne vorstehenden Abschnitt, welcher ein Dämpfungsgehäuse 48 bildet. Dieses Dämpfungsgehäuse ist allgemein ringförmig ausgebildet und liegt konzentrisch zum Schnittpunkt der Drehachse der Kurbelwelle, wenn die Getriebeabdeckung am Verbrennungsmotor montiert ist. Das Dämpfungsgehäuse 48 umfaßt eine Vorderwand 50, die parallel zur und im Abstand von der Frontplatte 3 6 verläuft, und zwar in einem Abstand, der näherungsweise gleich der Entfernung zwischen dem äußeren Ende 52 des Antriebsrades 26 und dem äußeren Ende 54 des Vibrationsdämpfers 18 ist. Eine Verbindungswand 56 mit im allgemeinen

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ringförmigem Querschnitt verläuft zwischen der Frontplatte 36 und der Vorderwand 50 und vervollständigt hierdurch eine Umhüllung zur Aufnahme des Vibrationsdämpfers 18, wie in Fig. 1 dargestellt.

Um die natürliche oder Eigenfrequenz des Verbrennungsmotors zu erhöhen, an dem die Getriebeabdeckung befestigt ist, enthält die Frontplatte 36 Mittel zur Erhöhung der Eigenfrequenz. Diese Mittel umfassen eine ringförmige Aussparung 58, die in der Vorderwand 50 des Dämpfungsgehäuses 48 ausgebildet ist. Durch diese Aussparung wird eine Vertiefung im Gehäuse der Getriebeabdekkung 4 gebildet. Die ringförmige Aussparung 58 ist im allgemeinen konzentrisch bezüglich der Drehachse der Kurbelwelle angeordnet, wenn die Getriebeabdeckung ordnungsgemäß am Verbren nungsmotor befestigt ist. Berechnungen haben ergeben, daß die Eigenfrequenz der erfindungsgemäßen Getriebeabdeckung durch die Aussparung 58 erhöht werden kann. Die Neigung eines Verbrennungsmotors, Geräusch zu erzeugen, erweist sich teilweise als Funktion der Eigenfrequenz des Motors selbst. Durch Reduzierung der Eigenfrequenz der verschiedenen Komponenten, welche am Motor befestigt sind und Teile dieses Motors bilden, kann bewirkt werden, daß der Betrag des während des Motorbetriebs erzeugten Geräusches oder Lärmes vermindert wird. Ferner trägt die Aussparung SS dazu bei, den unteren Teil der Getriebeabdeckung im Bereich der einstückigen Verbindung der Frontplatte 36 mit dem Motorträger 42 zu versteifen und zu verstärken.

üblicherweise ist der Vibrationsdämpfer eines Verbrennungsmotors außerhalb des Motors befestigt, was erfordern würde, daß die Vorderwand 50 zwischen dem Vibrationsdämpfer und dem Antriebsrad 26 liegt. Eine solche Ausbildung erfordert die Anordnung einer Dichtung um das vorstehende Ende 16 der Kurbelwelle

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10 herum. Durch den Einschluß des Vibrationsdämpfers in der Getriebeabdeckung entfällt die Notwendigkeit für eine Abdichtung zwischen Wand 50 und Kurbelwelle, so daß nicht nur die Herstellungskosten der Getriebeabdeckung gesenkt werden sondern auch die Gesamtlänge des Motors entlang der Drehachse der Kurbelwelle reduziert werden kann, und zwar um einen Betrag, welcher der üblichen axialen Länge einer Abdichtung entspricht. Obwohl dies mit Bezug auf die Gesamtmotorlänge nicht sehr erheblich erscheint, handelt es sich hierbei im Hinblick auf die weit entwickelte Motortechnik doch um eine wesentliche Vervollkommnung .

Zusätzlich zum Dämpfungsgehäuse 48 kann die Frontplatte 36 auch mit einem Kupplungsgehäuse 60 versehen werden, welches der Aufnahme und Umschließung einer Gebläsekupplung 62 dient. Die Kupplung weist ein Eingangsteil 64 auf, das mit dem Getriebezug verbunden ist, sowie eine Ausgangswelle 66, die nach auswärts durch eine öffnung 68 im Kupplungsgehäuse 60 vorsteht. Das Kupplungsgehäuse 60 umfaßt eine vorstehende Stirnwand 7o, die parallel zu und im Abstand von der Frontplatte 3 6 sowie zur Vorderwand 50 des Dämpfungsgehäusfes 48 verläuft. Das vorspringende Ende 72 der Ausgangswelle 66 kann mit einem nicht dargestellten Motorgebläse verbunden werden. Die vorstehende Stirnwand 70 ist mit der Frontplatte 3 6 durch eine ringförmige Verbindungswand verbunden. Tangentiale Abschnitte 76 und 78 der ringförmigen Verbindungswand 74 erstrecken sich nach unten und schneiden sich mit der Verbindungswand 56 des Dämpfungsgehäuses 48.

Fig. 3ist eine Querschnittsansicht des Dämpfungsgehäuse 48 und des Gebläsekupplungsgehäuses 60. Die in Fig. 1 und 2 verwendeten Bezugszeichen erscheinen an den entsprechenden Teilen auch in Fig. 3.

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Fig. 4 zeigt die Gestalt eines der Verstärkungsstege 46 im Querschnitt. Jeder Verstärkungssteg 46 umfaßt einen dreieckförmigen Keil 30, der sich mit der Vorderwand 50 schneidet, und einen Verbindungsvorsprung 82, der von der Vorderkante des Verstärkungssteges 46 nach vorne bis zur Randfläche 40 reicht, welche die Getriebeplatte 28 berührt. An der Innenseite der Getriebeabdeckung 32 ist ein zweiter, dreieckiger Steg 86 zwischen der Schnittstelle der Vorderwand 50 und dem Verbindungsvorsprung 82 ausgebildet, der, wie aus Fig. 2 und 4 hervorgeht, an der Schnittstelle der Verbindungswände 56 und der Seitenwand 38 angeordnet ist. Diese Anordnung der Verstärkungsstege 46 hat den Effekt, daß eine extrem steife, hochfeste Verbindung zwischen der Grundplatte 44 des Motorträgers 42 und den übrigen Teilen der Getriebeplatte 28 geschaffen ist. Diese Steifigkeit geht weitgehend auf den Verstärkungs- und Versteifungseffekt des Dämpfungsgehäuses zurück. Insbesondere wirkt das Dämpfungsgehäuse 48 dahingehend, die durch den Motorträger 42 erzeugten Biegekräfte über ein viel breiteres Gebiet der Getriebeabdeckung zu verbreiten, und zwar unter Ausnutzung des Versteifungseffektes der Verbindungswand 56, die bezüglich der Frontplatte 36 senkrecht angeordnet ist.

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 der in Fig. 2 dargestellten Getriebeabdeckung 32. Dieser Querschnittsansicht sind entsprechende Zahnräder überlagert, die einen Teil des Getriebezugs 24 bilden, sowie die Ausgangswellen, die mit den entsprechenden Zahnrädern verbunden sind. Die Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 2 erfolgt entlang demjenigen Teil der Getriebeabdeckung 32, die von einer Verlängerung 88 der Getriebeplatte 28 im Abstand angeordnet ist. Die Verlängerung 38 erstreckt sich seitwärts unter die Seitenwand des Motorblocks und gestattet die Befestigung von Motorzubehör-

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teilen direkt an der Seite der Getriebeplatte 23. Insbesondere erstreckt sich, wie dargestellt, eine Antriebswelle 90 des Motor-Luftkompressors durch miteinander ausgefluchtete öffnungen 92 und 94, die in der Verlängerung 88 der Getriebeplatte und der Getriebeabdeckung 3 2 jeweils ausgebildet sind. Auf die Welle 90 ist innerhalb des Getriebegehäuses ein Stirnzahnrad 96 aufgekeilt, welches einen Teil des weiter unten noch beschriebenen Getriebezuges bildet. Ein vorstehendes Ende 9 8 der Welle 90 trägt ein Rad 100, welches eine Antriebsverbindung zu einem Wechselstromgenerator oder einem Kompressor für eine Klimaanlage vermittelt. Diese MotorzubehörtRile sind nicht dargestellt.

Unterhalb der Welle 90 liegt eine Servosteuerung oder ein hydraulischer Pumpenantrieb 102, welcher in einer öffnung 104 befestigt ist, die in der Verlängerung 88 der Getriebeplatte enthalten ist. Diese Servosteuerung oder der hydraulische Pumpenantrieb 102 umfaßt ein Zahnrad 106, welches mit einem Zahnrad des Getriebezuges 24 kämmt und auf eine Welle 103 aufgekeilt ist. Die Welle 108 ist ihrerseits drehbar in einem Lagergehäuse 114 mit zwei komplementären, becherförmigen Hälften 110 und 112 gelagert. Das Lagergehäuse 114, welches durch die becherförmigen Hälften gebildet ist, ist mit der Verlängerung 38 der Getriebeplatte durch mehrere Verbindungsbolzen 116 verbunden, von denen in Fig. 5 lediglich ein Bolzen dargestellt ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere Schnittansicht der Getriebeabdeckung entlang der Linie 6-6 in Fig. 2. Dieser Teil der Getriebeabdeckung umfaßt insbesondere eine öffnung 118, die in einer nach außen vorstehenden Vertiefung 120 der Frontplatte 3 6 ausgebildet ist. Die öffnung 118 liegt koaxial zu einer entsprechenden,

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in der Getriebeplatte 28 ausgebildeten öffnung, die in Fig. 6 nicht dargestellt ist. Von diesen, zueinander koaxialen öffnungen wird drehbar eine Ausgangswelle aufgenommen, die eine Antriebsverbindung mit einer Motor-Wasserpumpe an der Seite der Getriebeplatte vermittelt. Ferner ist eine Antriebsverbindung mit einem Rad an der Seite der Getriebeabdeckung geschaffen. Das Rad kann dazu benutzt werden, einen Freon-Kompressor anzutreiben, wie er in einer Klimaanlage Verwendung findet, oder einen Wechselstromgenerator.

Wie im einzelnen noch erläutert werden wird, kann der Motorblock, an dem das erfindungsgemäße Getriebegehäuse montiert ist, mit einem Schmiermitteldurchlaß versehen werden, welcher eine Auslaßöffnung in der Nähe der Stirnwand 20 des Motors aufweist. Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht feines weiteren Teils der Getriebeabdeckung entlang der Linie 7-7 in Fig. 2. Dieser Teil der Getriebeabdeckung umfaßt einen Schmiermittelübertragungsanguß 122, der allgemein mit der Auslaßöffnung des Motors und dem Schmiermitteleinlaß zum Luftkompressor ausgefluchtet ist. Dies ist im einzelnen in Fig. 7 nicht dargestellt. Der Schmiermitte!übertragungsanguß 122 umfaßt einen Durchlaß 124, der an einem Ende 126 mit der Auslaßöffnung des Verbrennungsmotors über eine entsprechend positionierte, in der Getriebeplatte 23 ausgebildete Einlaßöffnung 128 in Verbindung steht. Am gegenüberliegenden Ende 130 des Durchlasses 124 ist eine Auslaßöffnung 132 in der Getriebeplatte 28 ausgebildet, die mit der Einlaßöffnung des Luftkompressors ausgefluchtet ist, so daß ein Mediumkreislauf ausgebildet ist zwischen dem Schmiermittelzuführsystem des Verbrennungsmotors über die Getriebeabdeckung in den Luftkompressor hinein. Diese Anordnung vor. Durchlässen im Motorblock und in der Getriebeabdeckung führt zu einer Gesamtverbesserung dar Motorkonstruktion. Hierdurch ist

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eine nicht ordnungsgemäße Verbindung von Leitungen verhindert, die normalerweise an der Außenseite des zusammengebauten Motors vorgesehen sind. Aber selbst bei ordnungsgemäßer Verbindung solcher Leitungen sind diese gegenüber Beschädigung anfällig.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht eines anderen Teils der Mittel 57, welche der Erhöhung der Eigenfrequenz dienen. Diese Querschnittsansicht erfolgt entlang der Linie 8-3 der in Fig. 2 dargestellten Getriebeabdeckung. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist ein Vorsprung 134 in der Frontplatte ausgebildet, der eine rechteckige, verstärkte Wand 136 einschließt. Die Wand bestimmt eine Ebene, die im allgemeinen parallel zu und im Abstand vor der Frontplatte 3 6 liegt. An der Innenseite der Wand 136 ist eine Mehrzahl von sich schneidender Verbindungsrippen 138 ausgebildet. Der Zweck der in Fig. 8 dargestellten Konstruktion liegt darin, die Eigenfrequenz der Getriebeabdeckung zu vergrößern, um hierdurch auch die Eigenfrequenz der zusammengebauten Motorkonstruktion zu erhöhen. Dies wiederum dient der Geräusch- und Lärmverminderung während des Motorbetriebs. Während eine Erhöhung der Eigenfrequenz in der Getriebeabdeckung allein keinen wesentlichen Effekt auf den Gesaintgeräuschpegel hat, wie er während des Motorbetriebs vorliegt, kann eine Steigerung der Eigenfrequenz dieses Motorteils in Kombination mit anderen Teilen des Motors einen Einfluß auf den Gesaintgeräuschpegel des im Betrieb befindlichen Motors haben.

Fig. 9 zeigt eine Ansicht des Getriebezuges 24 mit abgenommener Getriebeabdeckung 32. Die Getriebeplatte 28 liegt, wie in Fig. 9 dargestellt, hinter dem Getriebezug 24 und ist an dem Motoraufbau befestigt, der in gestrichelten Linien dargestellt ist. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, umfaßt die zusammengesetzte

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Motorkonstruktion ein Hauptgestell 11, welches oberhalb eines olpfannenadapters oder Leitergestells 13 angeordnet ist. Diese Einzelheiten sind in der oben erwähnten, gleichzeitig schwebenden US-Patentanmeldung beschrieben. Fig. 9 zeigt deutlich, wie die Getriebeplatte 28 seitlich über die Seitenkanten des Motorblocks in einer Ebene vorsteht, die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 der Kurbelwelle verläuft.

Wie in Fig. 9 dargestellt, umfaßt der Getriebezug 24 ein Hauptantriebsrad 26, welches oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt wurde. Das Antriebsrad 26 ist auf das vorstehende Ende der Kurbelwelle aufgekeilt und kämmt seinerseits mit drei leerlaufenden Zahnrädern 140,142 und 144. Jedes dieser Zahnräder ist drehbar auf einer Welle gelagert, die ihrerseits in einer Lageranordnung gehalten ist. Diese Lageranordnung ist durch die Getriebeplatte 28 hindurch mit entsprechenden Vorsprüngen verschraubt, die am Motorblock ausgebildet sind. Obwohl in Fig. 9nicht dargestellt, ist jeder dieser Vorsprünge mit dem Schmierkreislauf des Motorblocks über innere Durchlässe verbunden, die innerhalb des Motorblocks ausgebildet sind. Das zugeführte Schmiermittel wird zu den Lagerflächen der einzelnen Wellen hingelenkt und vermittelt eine kontinuierliche Schmierung. Das Zahnrad 142 steht in Eingriff mit dem Ausgangszahnrad 106, welches bereits oben im Zusammenhang mit Fig. 5 erwähnt wurde. Dieses Zahnrad ist auf eine Ausgangswelle aufgekeilt, die ihrerseits die Servolenkung oder hydraulische Pumpe antreibt. Das Zahnrad 140 steht in Antriebsverbindung mit dem Zahnrad 96, welches ebenfalls bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 erwähnt wurde. Das Zahnrad ist auf eine Welle aufgekeilt, die so gelagert ist, daß sie ein

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Antricbsdrehmoment auf den Luftkompressor überträgt und weiterhin zu einem Antriebsrad, welches einen Stromgenerator des Motors oder einen Kompressor für eine Klimaanlage betätigt. Das Zahnrad 140 kämmt weiterhin mit einem Zahnrad 148 und treibt dieses hierdurch an. Das Zahnrad 148 ist auf die nicht dargestellte Nockenwelle des Motors aufgekeilt und vermittelt einen synchronen Umlauf der Nockenwelle mit der Rotation der Kurbelwelle.

Weiterhin umfaßt der Getriebezug 24 ein Stirnrad 150, welches am Eingang der Gebläsekupplung 62 (Fig. 1) befestigt ist und ein Antriebsdrehmoment für das Gebläse des Verbrennungsmotors liefert. Die Kupplungsanordnung 62 ist auf einem Tragarm 152 befestigt, der seinerseits an der Getriebeabdeckung und am Motorblock abgestützt ist, so daß eine einstellbare Drehpositionierung um eine Achse 154 ermöglicht ist. Die Gebläsekupplungsanordnung 62 kann nach oben entlang einem Bogen verschwenkt werden, der durch eine strichpunktierte Linie 156 dargestellt ist. Hierdurch gelangt die Anordnung an der Stelle 1ü8 in Eingriff mit dem leerlaufenden Zahnrad 148. Auf diese Weise kann die Position, des Motorgebläses für bestimmte Anweniungsfälle des Motors angehoben werden, falls das Gebläse ausdrücklich oberhalb des untersten Teils des Motors plaziert werden muß. Der Tragarm 154 ist mit einer inneren Schmiermittelbahn versehen, so daß Schmiermittel durch den Arm hindurch zur Kupplungsanordnung des Gebläses fließen kann. Natürlich müssen, wenn die Gebläsekupplungsanordnung in ihre obere Position gebracht ist, die Getriebeabdeckung und die Getriebeplatte entsprechend modifiziert werden, so daß sie an die obere Lage der Gebläsekupplungsanordnung angepaßt sind.

Das leerlaufende Zahnrad 144 steht in Eingriff mit dem Stirn-

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rad 158, das auf einer Welle befestigt ist, die ihrerseits durch miteinander ausgefluchtete öffnungen sowohl in der Getriebeplatte als auch in der Getriebeabdeckung verläuft. Dies wurde oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert. Insbesondere ist die mit dem Zahnrad 158 verbundene Welle dazu bestimmt, eine Motorwasserpumpe anzutreiben, die an der Seite der Getriebeplatte angeordnet ist, und weiterhin ein Antriebsmoment für ein Rad zu vermitteln, welches an der Seit«-, der Getriebeabdeckung gelagert ist und seinerseits einen am Motor befestigten Kompressor für eine Klimaanlage antreibt. Ferner steht mit dem Zahnrad 144 ein weiteres Zahnrad 160 in Antriebseingriff, welches ein Antriebsmoment für die Motorölpumpe liefert. Die Pumpe ist innerhalb eines Gehäuses angeordnet, die einstückig innerhalb des Leiterrahmens 13 ausgebildet ist, wie dies in der bereits erwähnten, schwebenden US-Patentanmeldung im einzelnen beschrieben ist.

Das beschriebene Getriebegehäuse gemäß der Erfindung hat ein extrem geringes Gewicht, eine hohe Festigkeit und dämpft das Betriebsgeräusch des Motors. Diese Eigenschaften machen dieses Getriebegehäuse insbesondere ideal geeignet für Motoren mit Kompressionszündung, wie sie beispielsweise in Straßenfahrzeugen Anwendung finden. Das geringe Gewicht der beschriebenen Konstruktion verbessert den Gesamtwirkungsgrad des benutzten Kraftstoffes, und zwar bei jedem Fahrzeug, welches mit einem Motor ausgestattet ist, der seinerseits eine erfindungsgemäße Getriebeabdeckung aufweist. Das niedrige Gewicht, das charakteristische geringe Geräusch md die kompakte Anordnung machen die erfindungsgemäße Getriebeabdeckung weiterhin in idealer Weise geeignet für weitere Anwendungen, beispielsweise als tragbare Korapressoreinheiten, als Antriebssysteme für Wasserfahrzeuge und weitere kommerzielle Zwecke, bei denen die Tragbarkeit und/oder ein geringes Arbeitsgeräusch gewünscht werden.

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L e e r s e i t e

Claims

DR.-ΙΝβ. DIPU-INe-M-SC. OIPL.-PMY3. OR. OIPL.-PMVS. HÖGER- STELLRECHT -GRIES3BACM -MAECKER BOEHML PATENTANWÄIYE IN STUTTGART ,>,,, , ,. > /Ub 11J b I A 43 928 m Anmelder: Cummins Engine Company, m - 168 Inc. 19. Dez. 1979 1000 5th Street Columbus, Ind., USA Patentansprüche :

1. Getriebeabdeckung für den Getriebezug eines Verbrennungsmotors mit einem Antriebsrad, welches auf einem nach außen vorspringenden Ende der Motorkurbelwelle zwischen einem Kurbelwellen-Vibrationsdämpfer und einer Stirnwand des Motors befestigt ist und mit weiteren an der Stirnwand in der durch das Antriebsrad bestimmten Ebene gelagerten Zahnrädern des Getriebezuges kämmt, mit einer Frontplatte, die an der Außenseite des Getriebezuges mit Abstand von und parallel zu der Motorstirnwand angeordnet ist, und mit einer einstückig an der Frontplatte vorgesehenen Seitenwand, welche im wesentlichen senkrecht von der Außenkante der Frontplatte absteht und in einem im Abstand von der Frontplatte liegenden Rand endet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a. ein Motorträger (42) ist einstückig mit der Frontplatte (36) verbunden und stützt ein Ende des Motors (2) über die Getriebeabdeckung (4, 3 2) ab;

b. mit der Frontplatte (36) ist einstückig ein Dämpfungscjehäuse (48) verbunden, welches den Vibrationsdämpfer (18) umschließt, wenn die Abdeckung (4) am Motor (2) befestigt ist, und welches die einstückige Verbindung zwischen Motorträger (42) und Frontplatte (3 6) verstärkt.

2. Abdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsgehäuse (48) einen entgegengesetzt zur Seitenwand (38) gerichteten Vorsprung in der Frontplatte (36) umfaßt und der Rand (40) einen etwas größeren Abstand von der Frontplatte hat, als das Antriebsrad (26) nach außen über die Motorstirnwand (20) vorsteht.

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3. Abdeckung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung des Dämpfungsgehäuses (4 8) eine Vorderwand (50) aufweist, die parallel zur und in einem Abstand von der Frontplatte (36) verläuft, der seinerseits etwa gleich dem Abstand zwischen dem äußeren Ende (52) des Antriebsrades (26) und dem äußeren Ende des Vibrationsdämpfers (18) ist, und daß der Vorsprung weiterhin eine Verbindungswand (56) umfaßt, die sich zwischen Frontplatte (3 6) und dem Umfangsrand der Vorderwand (50) erstreckt.

4. Abdeckung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorträger (42) eine Grundplatte (44) einschließt, die unter dem tiefsten Teil der Seitenwand (3 8) liegt, wenn die Abdeckung (4) am Motor (2) montiert ist, daß die Grundplatte (44) die Vorderwand (50) senkrecht überragt, und daß der Motorträger (42) ein Paar von Verstärkungsstegen (46) aufweist, die zwischen Grundplatte (44) und Vorderwand (50) verlaufen und einstückig in die Seitenwand (38) übergehen.

5. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (36) Mittel zur Erhöhung der Eigenfrequenz der Abdeckung (4) aufweist und diese Mittel eine ringförmige Aussparung (58) in der Vorderwand (50) umfassen, welche bei montierter Abdeckung konzentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle (10) liegt.

6. Abdeckung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein einstückig mit der Frontplatte (36) verbundenes Kupplungsgehäuse (60) zur Aufnahme und Umschließung einer Gebläsekupplung (62) , deren Eingangsteil (64) mit dem Getriebezug verbunden ist und deren Ausgangswelle (66) nach außen parallel zur Kurbelwelle (10) vorsteht, wobei das Kupp-

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lungsgehäuse (60) eine nach außen vorstehende und paralle zur Frontplatte (3 6) verlaufende Stirnwand (70) mit einer öffnung für die Ausgangswelle (66) besitzt.

7. Abdeckung nach einem der voranstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (2) einen Schmiermitteldurchlaß (122) mit einer Auslaßöffnung in der Nähe der den Getriebezug tragenden Motorstirnwand (20) aufweist, daß der Motor auf einer Seite mit Befestigungsmitteln für einen Luftkompressor mit Schmiermitteleinlaßöffnung in der Nähe der Stirnwand (20) versehen ist, daß ferner der Getriebezug ein Antriebsrad (96) für den Kompressor einschließt, daß die Frontplatte (36) einen Vorsprung (122) zur. übertragung von Schmiermittel aufweist, der mit der Auslaßöffnung des Motors und der Schmiermitteleinlaßöffnung bei montierter Abdeckung (4) ausgefluchtet ist, und daß der Vorsprung (122) einen Durchlaß besitzt, der einerseits mit der Auslaßöffnung und andererseits mit der Einlaßöffnung verbunden ist.

8. Abdeckung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Erhöhung der Eigenfrequenz dienenden Mittel (57) weiterhin einen nach außen von der Frontplatte (36) abstehenden Vorsprung (134) mit einer rechteckigen, verstärkten Wand (136) umfassen, die Wand eine Ebene bestimmt, die parallel zur und im Abstand von der Frontplatte (36) verläuft, und daß die Wand (136) an ihrer Innenseite ausgebildete, einander schneidende Verstärkungsrippen (138) aufweist.

9. Abdeckung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a. eine Getriebeplatte (28) ist zwischen der Motorstirnwand

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(20) und dem Getriebezug angeordnet;

b. die Getriebeplatte (28) weist seitlich über den Motor (2) vorstehende Verlängerungen auf;

c. in den Verlängerungen sind öffnungen vorgesehen zum Herstellen von Antriebsverbindungen zwischen an der Seite des Motors befestigten Zubehörteilen und weiteren Zahnrädern (140, 142, 144) des Getriebezuges;

d. die Getriebeplatte (28) ist gemeinsam mit der Frontplatte (36) ein Teil der Motorabstützung (42);

e. die Getriebeplatte (28) ist abgedichtet mit der Seitenwand (38) der Frontplatte (3 6) verbunden.

10. Abdeckung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeplatte (28) Durchflußöffnungen für Schmiermittel aus dem Motor (2) aufweist.

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