DE3211655A1

DE3211655A1 - Brennkraftmaschine mit einem massenausgleich zweiter ordnung

Info

Publication number: DE3211655A1
Application number: DE19823211655
Authority: DE
Inventors: Manfred 5068 Odenthal Abts; Herbert 5000 Köln Kaniut
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1983-10-13
Also published as: GB2117837A; JPS58180854A; GB2117837B; FR2524594A1; FR2524594B1

Description

Pat.Anm. P Ford/D-419/04.März 1982

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Patentanmeldung

Brennkraftmaschine mit einem Massenausgleich zweiter Ordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Massenausgleich zweiter Ordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erläuterten Art.

Aus den DE-OS 24 55 667, 25 08 325 und 25 31 239 sind Brennkraftmaschinen mit einem Massenausgleich zweiter Ordnung bekannt, der bei einem Vier-Zylinder-Reihenmotor aus zwei mit Ausgleichsgewichten versehenen, beiderseits der Kurbelwelle parallel zu dieser in unterschiedlichen Höhenlagen angeordneten Ausgleichswellen besteht, von denen die höher liegende über einen Kettentrieb in gleicher Drehrichtung und die tiefer liegende unter Zwischenschaltung eines Zahnradpaares in entgegengesetzter Drehrichtung zur Kurbelwelle mit doppelter Drehzahl angetrieben wird.

Aus der erstgenannten Offenlegungsschrift sind hierbei die theoretischen Grundlagen zur Festlegung der Lage und Massen der Ausgleichswellen zu entnehmen, während in den beiden anderen Offenlegungsschriften Antriebs- und Lageranordnungen für die beiden Ausgleichswellen erläutert werden.

Bei diesen bekannten Brennkraftmaschinen erfolgt der Antrieb der beiden Ausgleichswellen über einen an der Motorstirnseite angeordneten Kettentrieb unter Zwischenschaltung eines Zahnradpaares. Die Lagerung der Ausgleichswellen erfolgt über ein Lager in der Motorstirnwand und über ein Lager in einer Quermittelebene des Motors, wobei beiderseits dieses Lagers die einstückig mit den Ausgleichswellen ausgebildeten Ausgleichsgewichte angeordnet sind.

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Dieser bekannte Massenausgleich weist somit den Nachteil auf, daß die beiden Ausgleichswellen eine große Länge aufweisen und ihr Lager in der Quermittelebene des Motors einen so großen Durchmesser aufweisen muß, daß sie von der Motorstirnseite her in den am Motorblock ausgebildeten, röhrenförmigen Sackräumen durch axiales Einschieben montiert werden können. Damit wird einerseits das Gewicht der Brennkraftmaschine erhöht und andererseits tritt in den großen Lagern eine unerwünscht hohe Lagerreibung auf.

Aus den DE-OS 29 16 181 und 29 35 384 sind Brennkraftmaschinen mit einem Massenausgleich zweiter Ordnung bekannt, bei denen der Antrieb der beiden Ausgleichswellen etwa in der Quermittelebene des Motors über einen Ketten- oder Zahnradantrieb erfolgt. Das antreibende Kettenoder Zahnrad ist hierbei auf einer Kurbelwange der Kurbelwelle des Motors angeordnet. Die Lagerung der sehr kurz gehaltenen Ausgleichswellen erfolgt hierbei in einem Fall an einem entsprechend erweitert ausgebildeten Lagerdeckel eines Kurbelwellenlagers und im anderen Fall an einem Lagerdeckel eines Kurbelwellenlagers und einem Deckel seitlich am Zylinderblock.

Diese bekannten Brennkraftmaschinen weisen den Vorteil auf, daß ihre Ausgleichswellen wesentlich kürzer und damit leichter sind andererseits können durch die Anordnung der Lager für die Ausgleichswellen in am Motorblock zu befestigenden Bauteilen Toleranzprobleme auftreten.

Die Erfindung hat zum Ziel folgende technische Probleme mit geringem Aufwand zu lösen :

a) für den Antrieb der höher liegenden Ausgleichswelle soll ein für den Antrieb einer Schmierölpumpe bereits vorhandener Kettentrieb herangezogen werden ;

b) die Lageranordnungen für die Ausgleichswellen sollen unmittelbar im Motorblock vorgesehen werden und

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c) der Antrieb der tiefer liegenden Ausgleichswelle soll unmittelbar über ein Zahnradpaar erfolgen, um die Ausdehnung und das Gewicht dieser Ausgleichswelle so gering wie möglich zu halten.
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Gemäß der Erfindung werden diese technischen Probleme gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit einem Massenausgleich zweiter Ordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Art die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Merkmale aufweist. 10

In den Ansprüchen 2 bis 5 sind weitere zweckmässige Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

Dadurch, daß die höher liegende Ausgleichswelle über eine Erweiterung eines für den Antrieb einer Schmierölpumpe an der Motorstirnseite vorgesehenen Kettentriebes angetrieben wird, während die tiefer liegendere Ausgleichswelle unmittelbar über ein in der Quermittelebene des Motors liegendes Zahnradpaar angetrieben wird, wird eine Lösung für den Massenausgleich erzielt, die Toleranzprobleme durch aufgesetzte Bauteile vermeidet und den für die Lagerung und den Antrieb der Ausgleichswellen erforderlichen Aufwand möglichst gering hält.

Dadurch, daß sich die höher liegende Ausgleichswelle in bekannter Weise von der Mot or Stirnseite bis zur Quermittelebene des Motors erstreckt und das hintere der zu beiden Seiten des Lagers angeordneten Ausgleichsgewichten über eine Nut/Feder und Schraubenverbindung lösbar an der Ausgleichswelle befestigt ist, kann ein kleiner , Lagerdurchmesser gewählt werden, der die Lagerreibung in gewünschter Weise verringert.

Dadurch, daß die tiefer liegende Ausgleichswelle in Form eines mit dem Ausgleichgewicht integriertem Zahnrad auf einer in einer Auf-

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nahmetasche des Zylinderblockes von außen montierbaren, feststehenden Achse gelagert ist, wird auch hier ein geringer Lagerdurchmesser bei minimalen Aufwand für die Lagerung erzielt.

Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Teil-Frontansicht auf den Zylinderblock einer

Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung, wobei in der linken Hälfte der Fig. 1 der An trieb der höher liegenden Ausgleichswelle an der Motorstirnseite und in der rechten Seite der Fig.l der Antrieb der tiefer liegenden Ausgleich welle in der Quermittel

ebene des Motors gezeigt ist;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II—II in der

linken Hälfte der Fig. 1 und
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Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III—III in der

rechten Hälfte der Fig. 1.

In Fig. 1 ist der Zylinderblock 1 einer Brennkraftmaschine angedeutet, indem eine Kurbelwelle 2 in Lagern aufgenommen ist, die an Lagerstegen 3 und Lagerdeckeln 4 ausgebildet sind. Der Zylinderblock 1 ist in üblicher Weise nach unten hin offen und wird von einer ölwanne 5 verschlossen.

Wie aus einer Betrachtung der linken Hälfte der Fig. 1 und der Fig.2 zu ersehen ist, ist an der Motorstirnseite 6 ein Kettentrieb 7 vorgesehen, der von einem an der Kurbelwelle 2 befestigten Kettenrad 8 ein Kettenrad 9 einer Schmierölpumpe 10 antreibt, die nur schematisch angedeutet ist. Der Kettentrieb 7 weist einen üblichen Kettenspanner 11 auf.

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.7.

Eine obenliegende Ausgleichswelle 12 ist oberhalb der Schmierölpumpe 10 angeordnet und über einen Lagerflansch 13 an der Motorstirnseite 6 und eine Lagerbüchse 14 in der Quermittelebene 15 des Motors in Lagern 16 und 17 mit kleinem Durchmesser drehbar gelagert. Die höher liegende Ausgleichswelle 12 erstreckt sich hierbei axial durch einen röhrenförmigen Raum 18, der parallel zur Kurbelwelle 2 im Zylinderblock 1 ausgebildet ist. An der Ausgleichswelle 12 sind in bekannter Weise benachbart ihres Lagers 17 Ausgleichsgewichte angeordnet, wobei gemäß der Erfindung das vordere Ausgleichsgewicht 19 einstückig mit der Ausgleichswelle 12 ausgebildet ist, während das hintere Ausgleichsgewicht 21 über eine Nut/Feder-Verbindung 22 und eine Schraxibverbindung 23 lösbar mit der Ausgleichswelle 12 verbunden ist.

Wie am besten aus der rechten Hälfte der Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 zu ersehen ist, ist die tiefer liegende Ausgleichswelle 24 im Bereich der Quermittelebene 15 des Motors innerhalb eines taschenförmigen Raumes 25 des Zylinderblockes 1 angeordnet. Die tiefer liegende Ausgleichs welle 24 ist hierbei einstückig mit einem Ausgleichsgewicht 26 und einem Zahnrad 27 ausgbildet und auf einer im Zylinderblock 1 festgelegten Achse 28 drehbar gelagert. Das Zahnrad 27 steht mit einem Zahnrad 29 in Eingriff, das auf einem konzentrisch zur Kurbelwelle 2 liegenden Ansatz 30 einer Kurbelwange befestigt ist. Das Zahnrad 29 kann hierbei auf bekannte Weise durch Aufschrumpfen, Kerbverzahnungen oder Elektronenstrahlschweißen drehfest mit der Kurbelwelle 2 verbunden werden. Die Verzahnung kann auch direkt aufgebracht werden.

Selbstverständlich können die zusammenwirkenden Zahnräder 27 und 29 in bekannter Weise mit einer geräuschmindernden Schrägverzahnung ausgeführt sein.

Die Anordnung des röhrenförmigen Raumes 18 und des taschenförmigen Raumes 25 am Zylinderblock 1 kann hierbei so erfolgen, daß die erforderlichen Bohrungen zur Aufnahme der Lager bzw. der Achse für die Ausgleichswellen als Durchgangsbohrungen bearbeitet werden können, die später durch einfache Deckel nach erfolgter Montage verschloßen werden.

Claims

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Patentansprüche

Brennkraftmaschine mit einem Massenausgleich zweiter Ordnung, ^-"' der bei einem Vier-Zylinder-Reihenmotor aus zwei mit Ausgleichsgewichten versehenen, beiderseits der Kurbelwelle parallel zu dieser in unterschiedlichen Höhenlagen angeordneten Ausgleichswellen besteht, von denen die höher liegende über einen Kettentrieb in gleicher Drehrichtung und die tiefer liegende unter Zwischenschaltung eines Zahnradpaares in entgegengesetzter Drehrichtung zur Kurbelwelle und mit doppelter Drehzahl angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die höher liegende Ausgleichswelle (12) über eine Erweiterung eines für den Antriebeiner Schmierölpumpe (10) an der Motorstirnseite (6) vorgesehenen Kettentriebes (7) angetrieben wird, während die tiefer liegende Ausgleichswelle (24) über ein unmittelbar in der Quermittelebene (15) des Motors angeordnetes Zahnradpaar (27 und 29) angetrieben wird.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die höher liegende Ausgleichswelle (12) in bekannter Weise von der Motorstirnseite (6) durch einen röhrenförmigen Raum (18) bis zur Quermittelebene (15) des Motors erstreckt und das vordere Ausgleichsgewicht (19) integriert mit der Ausgleichswelle (12) ausgebildet ist, wohingegen das hintere Ausgleichsgewicht (21) über eine Nut/Feder-Verbindung (22) und eine Schraubverbindung (23) lösbar am hinteren Ende der Ausgleichswelle (12) befestigt ist, um einen kleinen Lagerdurchmesser des hinteren Lagers (17) zu ermöglichen.
3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefer liegende Ausgleichswelle (24) in bekannter Weise etwa im Bereich der Quermittelebene (15) des Motors unmittelbar über ein Zahnradpaar (27 und 29) angetrie-35

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ben ist, wobei dio Ausgleichswelle (24) einstückig mit einem Ausgleichsgewicht (26) und dem Zahnrad (27) ausgebildet ist und auf einer festohenden Achse (29) drehbar gelagert ist.
4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen in den die Ausgleichswellen (12 und 24) aufnehmenden röhrenförmigen bzw. taschenförmigen Räumen (18 und 25) als Durchgangsbohrungen ausgebildet sind.
5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Kurbelwelle 2 angeordnete Zahnrad 29 durch eine Kerbverzahnung, durch Aufschrumpfen oder durch Elektrononstrahlschweißen befestigt ist.