DE3541315A1 - Anordnung von wellen und aggregaten bei mehrzylinder-hubkolbenmaschinen mit gesonderten gaswechsel-steuervorrichtungen, insbesondere brennkraftmaschinen - Google Patents
Anordnung von wellen und aggregaten bei mehrzylinder-hubkolbenmaschinen mit gesonderten gaswechsel-steuervorrichtungen, insbesondere brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von Wellen und
Aggregaten bei Mehrzylinder-Hubkolbenmaschinen mit gesonderten
Gaswechsel-Steuervorrichtungen, insbesondere Brennkraftmaschinen
gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des unabhängigen Patentanspruches.
Eine derartige Anordnung ist insbesondere bei modernen Brennkraftmaschinen
für Zweiradfahrzeuge bekannt. Hierbei wird die Nockenwelle
durch ein vom Untersetzungsgetriebe zur Eingangswelle des
Getriebeaggregates gesondertes Getriebe angetrieben. Dies führt
zu einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit kompliziertem Aufbau,
der einerseits ein relativ hohes Gewicht bedingt und andererseits
hohe Produktionskosten verursacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Anordnung von Wellen und Aggregaten bei einer Mehrzylinder-Hubkolbenmaschine
so weiterzubilden, daß bei einfachem Aufbau für ein
niedriges Gewicht die Produktionskosten durch viele gleichgerichtete
Bearbeitungsrichtungen für verschiedene Funktionsgruppen
sowie durch Montagemöglichkeit großer Funktionsgruppen gesenkt
werden.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen
Patenanspruches gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung
und Auslegung des Untersetzungsgetriebes relativ zur Kurbelwelle
kann mit dem Untersetzungsgetriebe zugleich eine mit der Getriebe-
Eingangswelle fluchtende Nockenwelle angetrieben werden, die
vorzugsweise in dem von der Getriebe-Eingangswelle abgewandten
Bauraum angeordnet ist. Diese gibt einen nach den Funktionsgruppen
Hubkolbenmaschine und Getriebeaggregat einwandfrei trennbaren
Aufbau. Diese Anordnung bietet weiter den Vorteil, die Wellen der
jeweiligen Funktionseinheit in relativ geringem, parallelem Abstand
anzuordnen, wodurch ein insgesamt kompakter Aufbau erzielt wird.
Weiter ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung bei den Wellen
der Hubkolbenmaschine die Nutzung der freien Endbereiche für die
Anordnung zusätzlicher Aggregate, wie dies in Anspruch 8 näher
beschrieben ist. Schließlich ist mit der Doppelnutzung des Untersetzungsgetriebes
eine erste Gewichtsreduzierung erreicht.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein besonders einfacher
Aufbau einer Mehrzylinder-Hubkolbenmaschine mit integriertem
Getriebe nach Anspruch 2 für eine Brennkraftmaschine mit einander
gegenüberliegenden Zylindern bzw. Zylinderreihen erreicht. Die
mit der erfindungsgemäßen Wellen-Anordnung kombinierte Lage der
Teilungsebene in Längserstreckung der Hubkolbenmaschine ermöglicht
es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung nach Anspruch 3, einen
Boxermotor oder einen V-Motor und ein integriertes Getriebe mit
zwei, in der Teilungsebene verbindbaren Gehäusehälften auszubilden.
Damit ist ein kompakter Aufbau erreicht, wobei ein wesentlicher
Teil der Mechanik der Hubkolbenmaschine sowie des Getriebes in
lediglich zwei Gehäusehälften untergebracht ist. Die somit die
Mechanik von zwei verschiedenen Funktionsgruppen umschließenden
Gehäusehälften sind durch ihre einstückige Ausbildung ferner
vorteilhaft für einen steifen Aufbau. Diese einstückigen Gehäusehälften
ergeben weiter in Druckgußausführung bei steifem Aufbau
eine weitere Gewichtsreduzierung.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es ferner, nach einem
Teilmerkmal des Anspruches 4, an der Verbindungsstelle der
Funktionsgruppe Hubkolbenmaschine mit der Funktionsgruppe
Getriebe das Untersetzungsgetriebe mit der Kupplung am Eingang
der Getriebe-Eingangswelle zu einer eigenen Funktionsgruppe
zusammenzufassen. Entsprechend diesen drei Funktionsgruppen
können nach weiteren Merkmalen des Anspruches 4 zwischen der
ersten und zweiten sowie zwischen der zweiten und dritten Funktionsgruppe
jeweils eine Querwand in dem zweiteiligen Gehäuse für den
Boxermotor vorgesehen werden, wodurch im Verbindungsbereich
von Maschinengehäuse und Getriebegehäuse eine besonders steife
Ausbildung sich ergibt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es ferner,
das für die Hubkolbenmaschine und das Getriebeaggregat gemeinsame
Gehäuse an beiden Enden durch lösbare Deckel abzuschließen,
womit die an den freien Endbereichen von Nockenwelle und Kurbelwelle
angeordneten weiteren Aggregate zugänglich sind.
In Verbindung mit den Ansprüchen 3 und 4 ist zur Erzielung eines
kompakten Aufbaus nach Anspruch 6 das Untersetzungsgetriebe
aus einem mit einem Ritzel der Kurbelwelle kämmenden Rad gebildet,
das nach einem weiteren Merkmal des Anspruches 5 einen Korb
einer Naßkupplung trägt. Mit der Verwendung einer Naßkupplung
sind gegeneinander abzudichtende Räume in vorteilhafter Weise
vermieden, so daß auch ein für alle drei Funktionsgruppen "Hubkolbenmaschine",
"Untersetzungsgetriebe und Kupplung" sowie "Getriebeaggregat"
ein gemeinsamer Ölsumpf ausgebildet werden kann.
Nach einem weiteren Teilmerkmal des Anspruches 5 ist das Rad des
Untersetzungsgetriebes mit einem Drehschwingungsdämpfer sowie
mit einer Flankenspielausgleichseinrichtung ausgerüstet. Damit
erübrigt sich ein gesonderter Dämpfer an der Getriebeeingangswelle,
wodurch diese im Aufbau einfacher gestaltet werden kann. Schließlich
wirkt die Kurbelwelle nach Anspruch 7 am ritzelseitigen Ende
mit einer Anlaßeinrichtung zusammen, die mit einem Freilauf ausgerüstet
ist.
Die Ausgestaltung der Erfindung im Umfang der Ansprüche 3 mit 8
durch einstückig in Druckgußausführung ausgebildete Gehäusehälften
ermöglicht es in vorteilhafter Weise, in eine der Gehäusehälften
nicht nur die Kurbelwelle mit ihren an beiden Enden angeordneten
Aggregaten zu montieren, sondern auch die aus Nockenwelle,
Untersetzungsgetriebe-Rad mit drehfest angeflanschter Kupplung
und Getriebe Eingangswelle gebildete Baueinheit in einem Vorgang
zu montieren.
Im Rahmen des Anspruches 2 ist ein am Maschinengehäuse anflanschbares
Getriebeaggregat denkbar. Hierfür könnte die Kupplung so
ausgestaltet sein, daß am Rad des Untersetzungsgetriebes der
Kupplungskorb angeordnet ist und bei der Montage in diesen das
auf der Getriebe-Eingangswelle angeordnete Kupplungslamellenpaket
eingeschoben wird. Diese Ausgestaltung ist für eine Trockenkupplung
denkbar.
Im Rahmen der Erfindung kann anstelle der bevorzugten Nockenwellen
auch eine weitere Maschinenwelle Verwendung finden mit Ritzeln,
die beispielsweise zum Antrieb von im Zylinderkopfbereich der
Hubkolbenmaschine angeordnete Nockenwellen antreiben.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend
beschrieben. Es zeigt in schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Anordnung von Wellen und Aggregaten bei einem in
Längsschnitt dargestellten Boxermotor mit gesonderten
Gaswechsel-Steuervorrichtungen,
Fig. 2 den Boxermotor in Stirnansicht.
Eine Mehrzylinder-Hubkolbenmaschine 1 in der Bauart eines Boxermotors
umfaßt eine Kurbelwelle 2. An einem Ende der Kurbelwelle 2
ist ein Untersetzungsgetriebe 3 angeordnet, das aus einem auf der
Kurbelwelle 2 angeordneten Ritzel 4 und einem Rad 5 gebildet ist.
Die Untersetzung ist hierbei so gewählt, daß das Rad 5 mit halber
Drehzahl der Kurbelwelle 2 dreht. Auf der der Kurbelwelle 2
zugewandten Seite ist das Rad 5 mit einer Nockenwelle 6 drehfest
verbunden. Auf der der Kurbelwelle abgewandten Seite steht das
Rad 5 mit einer Eingangswelle 7 eines Getriebeaggregates 8 in
drehfester Verbindung. Dem Untersetzungsgetriebe 3 ist somit eine
Doppelfunktion zugewiesen, indem es zum einem zum Antrieb der
Nockenwelle 6 und zum anderen zum Antrieb der Getriebe-Eingangswelle
7 dient. Aus der vorbeschriebenen Anordnung der Wellen 2
und 6 sowie des Aggregates 8 geht hervor, daß die Kurbelwelle 2
und die Nockenwelle zueinander parallele Drehachsen 2′ und 6′
(Fig. 2) haben, während die Drehachse 7′ der Getriebe-Eingangswelle
7 mit der Drehachse 6′ der Nockenwelle 6 fluchtet.
Wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, sind die Kurbelwelle 2 und die
Nockenwelle 6 mit ihren zueinander parallelen Drehachsen 2′ und 6′
in einer Teilungsebene 9 eines geteilten Maschinengehäuses 10 des
Boxermotors 1 mit beidseitig der Teilungsebene 9 vorgesehenen
Zylindern 11 und 12 angeordnet. Weiter umfaßt das Getriebeaggregat
8 ein in der Teilungsebene 9 des Maschinengehäuses 10 geteiltes
Gehäuse 13. Die auf einer Seite der Teilungsebene 9 benachbarten
Teile bzw. Hälften von Getriebe-Gehäuse 13 und Maschinengehäuse
10 sind miteinander einstückig in Druckguß als Druckgußteile 14
und 15 ausgebildet. Zur Erzielung steifer und kompakter Druckgußteile
14 und 15 sind im Verbindungsbereich von Maschinengehäuse
10 und Getriebegehäuse 13 mit Lagerstellen für die jeweiligen
Wellen, wie Kurbelwelle 2, Nockenwelle 6, Getriebe-Eingangswelle
7, ausgerüstete Querwände 16 und 17 derart beabstandet angeordnet,
daß zwischen der maschinengehäuseseitigen Querwand 16 und der
getriebegehäuseseitigen Querwand 17 sowohl das Untersetzungsgetriebe
3 als auch eine dessen Rad 5 mit der Eingangswelle 7 des
Getriebe-aggregates 8 drehfest verbindende Kupplung 18 angeordnet
ist. Da die in der Trennebene miteinander verschraubten, jeweils
einstückigen Druckgußteile 14 und 15 zum einen einen erheblichen
Teil der Mechanik des Boxermotors 1 und zum anderen die Mechanik
des Getriebeaggregates 8 umschließen, wird zur Vermeidung komplizierter
Abdichtungen für diese beiden Funktionsgruppen als Kupplung
18 eine Naßkupplung gewählt. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich,
bilden das Untersetzungsgetriebe 3 und die Naßkupplung 18 eine
dritte Funktionsgruppe zwischen der ersten Funktionsgruppe des
Boxermotors 1 und der zweiten Funktionsgruppe des Getriebeaggregates
8. Alle drei Funktionsgruppen stehen mit einem gemeinsamen
Ölsumpf 19 in Verbindung, dessen Spiegel 20 durch eine strichlierte
Linie angedeutet ist.
Die Naßkupplung 18 wirkt über einen Korb 21 mit dem Rad 5
drehfest zusammen. Das Rad 5 ist ferner mit einem Drehschwingungsdämpfer
22 ausgerüstet. Damit kann ein gesonderter Schwingungsdämpfer
für die Getriebe-Eingangswelle 7 entfallen. Für einen
kompakten Aufbau des Boxermotors 1 kämmt das Rad 5 des
Untersetzungsgetriebes 3 direkt mit dem auf der Kurbelwelle 2 angeordneten
Ritzel 4. Zur Geräuschreduzierung kann das Rad 5 ferner
mit einer Flankenspielausgleichseinrichtung (nicht dargestellt)
ausgerüstet sein.
Der Boxermotor 1 ist stirnseitig durch einen Deckel 23 und das
Getriebeaggregat 8 abtriebsseitig durch einen Deckel 24 verschlossen.
Der abnehmbare Deckel 23 ermöglicht den Zugang zu einem im
Endbereich der Kurbelwelle 2 angeordneten Generator 25 sowie zu
einem Zündgeber 26 und einer Ölpumpe 27, die auf der Nockenwelle
6 angeordnet sind. Schließlich wirkt die Kurbelwelle 2 am ritzelseitigen
Ende mit einer Anlaßeinrichtung 28 zusammen, die einen
Anlasser 29 umfaßt, dessen Ritzel 30 mit einem Zahnrad 31 kämmt.
Das Zahnrad 31 der Anlaßeinrichtung 28 ist mit dem Ritzel 4 des
Untersetzungsgetriebes 3 gleichachsig angeordnet und steht mit
diesem über einen Freilauf 32 in Verbindung. Der Freilauf 32 dient
nach dem Starten des Boxermotors 1 als Überhol-Freilauf.
Claims (8)
1. Anordnung von Wellen und Aggregaten bei Mehrzylinder-Hubkolbenmaschinen
mit gesonderten Gaswechsel-Steuervorrichtungen,
insbesondere Brennkraftmaschinen,
- umfassend eine Gaswechselventile steuernde Nockenwelle (6),
- die von einer Kurbelwelle (2) angetrieben ist, und
- wobei die Kurbelwelle weiter über ein Untersetzungsgetriebe (3) mit einer Eingangswelle (7) eines Getriebeaggregates (8) in Antriebsverbindung steht, und
- der Eingangswelle eine Kupplung (18) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Untersetzungsgetriebe (3) an einem Ende der Kurbelwelle (2) angeordnet ist und
- ein mit halber Drehzahl der Kurbelwelle drehendes Rad (5) umfaßt, das
- auf der der Kurbelwelle zugewandten Seite mit einer weiteren Maschinenwelle (Nockenwelle 6) und
- auf der der Kurbelwelle abgewandten Seite mit einer Eingangswelle (7) des Getriebeaggregates (8) in drehfester Verbindung steht.
- umfassend eine Gaswechselventile steuernde Nockenwelle (6),
- die von einer Kurbelwelle (2) angetrieben ist, und
- wobei die Kurbelwelle weiter über ein Untersetzungsgetriebe (3) mit einer Eingangswelle (7) eines Getriebeaggregates (8) in Antriebsverbindung steht, und
- der Eingangswelle eine Kupplung (18) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Untersetzungsgetriebe (3) an einem Ende der Kurbelwelle (2) angeordnet ist und
- ein mit halber Drehzahl der Kurbelwelle drehendes Rad (5) umfaßt, das
- auf der der Kurbelwelle zugewandten Seite mit einer weiteren Maschinenwelle (Nockenwelle 6) und
- auf der der Kurbelwelle abgewandten Seite mit einer Eingangswelle (7) des Getriebeaggregates (8) in drehfester Verbindung steht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß Kurbelwelle (2) und Nockenwelle (6) mit ihren Drehachsen in einer Teilungsebene (9) eines längsgeteilten Maschinengehäuses (10) einer Hubkolbenmaschine (Boxermotor 1) mit beidseitig der Teilungsebene vorgesehenen Zylindern (11, 12) angeordnet sind,
- daß das Getriebeaggregat (8) ein in der Teilungsebene (9) des Maschinengehäuses (10) geteiltes Gehäuse (13) umfaßt,
- wobei jedes Teil bzw. jede Hälfte des Getriebe-Gehäuses (13) mit dem benachbarten Teil bzw. der benachbarten Hälfte des Maschinengehäuses (10) verbunden ist.
- daß Kurbelwelle (2) und Nockenwelle (6) mit ihren Drehachsen in einer Teilungsebene (9) eines längsgeteilten Maschinengehäuses (10) einer Hubkolbenmaschine (Boxermotor 1) mit beidseitig der Teilungsebene vorgesehenen Zylindern (11, 12) angeordnet sind,
- daß das Getriebeaggregat (8) ein in der Teilungsebene (9) des Maschinengehäuses (10) geteiltes Gehäuse (13) umfaßt,
- wobei jedes Teil bzw. jede Hälfte des Getriebe-Gehäuses (13) mit dem benachbarten Teil bzw. der benachbarten Hälfte des Maschinengehäuses (10) verbunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die auf einer Seite der Teilungsebene (9) benachbarten Teile
bzw. Hälften von Getriebe-Gehäuse (13) und Maschinengehäuse
(10) miteinander einstückig in Guß (Druckgußteile 14, 15)
ausgebildet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
- daß im Verbindungsbereich von Maschinengehäuse (10) und Getriebe-Gehäuse (13) mit Lagerstellen für die jeweiligen Wellen (Kurbelwelle 2, Nockenwelle 6; Eingangswelle 7, Vorgelegewelle) ausgerüstete Querwände (16, 17) derart beabstandet angeordnet sind,
- daß zwischen der maschinengehäuseseitigen Querwand (16) und der getriebegehäuseseitigen Querwand (17) sowohl das Untersetzungsgetriebe (3) als auch
- eine dessen Rad (5) mit der Eingangswelle (7) des Getriebeaggregates (8) drehfest verbindende Kupplung (Naßkupplung 18) angeordnet ist.
- daß im Verbindungsbereich von Maschinengehäuse (10) und Getriebe-Gehäuse (13) mit Lagerstellen für die jeweiligen Wellen (Kurbelwelle 2, Nockenwelle 6; Eingangswelle 7, Vorgelegewelle) ausgerüstete Querwände (16, 17) derart beabstandet angeordnet sind,
- daß zwischen der maschinengehäuseseitigen Querwand (16) und der getriebegehäuseseitigen Querwand (17) sowohl das Untersetzungsgetriebe (3) als auch
- eine dessen Rad (5) mit der Eingangswelle (7) des Getriebeaggregates (8) drehfest verbindende Kupplung (Naßkupplung 18) angeordnet ist.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
- daß am Rad (5) des Untersetzungsgetriebes (3) ein Korb (21) einer Naßkupplung (18) drehfest angeordnet ist, und
- daß das Rad (5) ferner mit einem Drehschwingungsdämpfer (22) sowie mit einer Flankenspielausgleichs-Einrichtung ausgerüstet ist.
- daß am Rad (5) des Untersetzungsgetriebes (3) ein Korb (21) einer Naßkupplung (18) drehfest angeordnet ist, und
- daß das Rad (5) ferner mit einem Drehschwingungsdämpfer (22) sowie mit einer Flankenspielausgleichs-Einrichtung ausgerüstet ist.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Untersetzungsgetriebe (3) ein mit dem Rad (5)
kämmendes, auf der Kurbelwelle (2) angeordnetes Ritzel (4)
umfaßt.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurbelwelle (2) am ritzelseitigen Ende mit einer
Anlaßeinrichtung (28) zusammenwirkt, die mit einem Freilauf
(32) zwischen einem Zahnrad (31) und dem Ritzel (4) ausgerüstet
ist.
8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß in den übrigen Endbereichen von Nockenwelle (6)
und Kurbelwelle (2) weitere Aggregate (Zündgeber 26, Ölpumpe
27; Generator 25) angeordnet sind.
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8141 | Disposal/no request for examination |