DE3615695A1 - Vorrichtung zum massenausgleich zweiter ordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung für Reihenhubkolben-Brennkraft­ maschinen mit zwei mit doppelter Maschinendrehzahl gegen­ läufig betriebenen Ausgleichsgewichten, die unterhalb der Kurbelwelle, bezüglich der Länge der Brennkraftmaschine etwa in der Maschinenmitte auf zwei Wellen sitzen, die beid­ seitig und parallel zur Kurbelwelle angeordnet sind und gegenseitig mit untereinander gleich großen auf ihnen fest­ sitzenden Zahnrädern in treibender Verbindung stehen, derart, daß eines der Zahnräder mit einem auf der Kurbelwelle ange­ brachten Zahnrad direkt im Eingriff steht.

Bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen werden die Ausgleichswellen entweder in einem dafür vorgesehenen Ge­ triebegehäuse oder in Halterungen, die mit den Lagerdeckeln der Kurbelwelle oder einer Zwischenwand (einem Zwischenge­ häuse) des Kurbelgehäuses oder direkt mit dem Kurbelgehäuse verschraubt bzw. verbunden sind, gelagert. Um derartige Zu­ satzgehäuse bzw. Halterungen klein zu halten, erfolgt des­ halb oft der Antrieb von einem in der Nähe der Brennkraft­ maschinen-Längsmitte liegenden Kurbelwellen-Zahnkranz aus. Ein derartiger Antrieb ist erheblichen Drehschwingungen aus­ gesetzt, was sich auf das Geräuschverhalten auswirkt und eine größere Zähnebelastung zur Folge hat. Durch das zusätz­ liche Getriebegehäuse bzw. die verschiedenen Halterungen wird die Montage und der Zusammenbau bzw. der nachträgliche Einbau derartiger Ausgleichsgetriebe erschwert. Zudem ist es kostenaufwendiger (mehr Befestigungsschrauben). Auch ergibt sich durch diese zusätzlichen Teile oftmals eine Vergrößerung der Außenabmessungen der Brennkraftmaschine.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Verschleiß und die Geräusch­ entwicklung bei Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art zu verringern. Zugleich soll das Massenausgleichsgetriebe kostengünstig, montagevereinfachend und kompakt sein, wobei auf jegliche zusätzliche Halterungen bzw. zusätzliche Ge­ häuseteile verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß das Antriebszahnrad als Zahnkranz schwungradseitig auf der äußersten Wange der Kurbelwelle angeordnet ist und daß die Ausgleichswellen des Ausgleichsgetriebes integriert in der unter dem Kurbelgehäuse angebrachten Ölwanne gelagert sind.

Da der Antriebszahnkranz auf der Kurbelwelle nahezu im Schwin­ gungsknoten der Kurbelwelle liegt (am schwungradseitigen Ende der Kurbelwelle erreichen die Drehschwingungen der antreibenden Kurbelwelle ihr Mindestmaß), ergibt sich in Höhe des Antriebs­ zahnrades nur noch ein geringfügiger Drehwinkelausschlag von der Kurbelwelle her. Dies führt zu meßbaren Verbesserungen des Geräuschverhaltens und einer erheblichen Reduzierung der Zähne­ belastung des Massenausgleichsgetriebes. Der Zahnkranz wird in einfachster Weise auf der äußersten Wange befestigt, d. h. es entfällt das sogenannte Zahnkranzauffädeln, was bei Anbringung des Zahnkranzes auf einer inneren Wange der Kurbelwelle not­ wendig ist. Die Ausgleichswellen werden in integrierter Weise in der Ölwanne gelagert, d. h. sie ragen nicht nach außen. Für die Lagerung sind keine zusätzlichen Halterungen bzw. Ge­ häuseteile notwendig. Es ergibt sich somit eine kompakte Bau­ form. Das Massenausgleichsgetriebe wird dabei in der Ölwanne vormontiert (Ein- und Ausbau wird über Lagerträger ermöglicht) und dann als komplette Einheit mit der Ölwanne am Kurbelgehäuse verschraubt. Dadurch ist auch jederzeit ein nachträglicher Einbau möglich. In diesem Zusammenhang werden die entsprechenden schwungradseitigen Lageröffnungen in der Ölwanne vorerst mit Verschlußdeckeln abgedeckt.

Zwar ist es aus der DE-AS 11 88 365 bekannt, ein Massenaus­ gleichsgetriebe zweiter Ordnung in der Ölwanne zu lagern. Hierbei erfolgt aber der Antrieb nicht direkt, sondern mit Hilfe einer Kette bzw. eines Zahnriemens, wobei alle Zahn­ räder (Antriebszahnrad sowie die Zahnräder der Ausgleichs­ wellen) außerhalb des Kurbelgehäuses bzw. der Ölwanne liegen. Einem derartigen Massenausgleichsgetriebe fehlt die Kompakt­ heit, zudem sind zusätzliche Gehäuseteile notwendig. Nach­ teilig hierbei ist auch das Schwingen der Kette bzw. des Zahn­ riemens, was durch die vorgesehene Spannrolle nicht voll­ ständig vermieden werden kann. Letzteres trägt auch nicht zur Geräuschverminderung bei. Eine Verringerung der Drehschwin­ gungen wird nicht angestrebt, da Antrieb lüfterseitig und nicht schwungradseitig.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. Darin wird unter anderem vor­ geschlagen, die Enden der Ausgleichswellen auf der Schwungrad­ seite in Lagerträgern zu lagern, die in entsprechenden Öff­ nungen der Ölwannenaußenwandung vorgesehen sind. Diese Lager­ träger sind außerhalb der Ölwanne abgeschlossen und sind zu ihrer Befestigung mit einem entsprechenden Flansch versehen. Auf der gegenüberliegenden Seite werden die Ausgleichswellen in entsprechenden Öffnungen einer querstehenden Trennwand ge­ lagert.

Durch die Kraftwirkungen (Fliehkräfte), die auf die Ölwanne wirken, ist es zweckmäßig, zwischen Ölwanne und Kurbelgehäuse eine Flüssigdichtung zu verwenden. Durch eine derartige Dich­ tung wird die Achsabstandstoleranz zum antreibenden Zahnrad besser eingehalten, da herkömmliche (elastische) Dichtungen aufgrund möglicher Querbewegungen der Ölwanne unterschied­ lich zusammengedrückt werden können.

Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschrei­ bung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels entnommen werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Massenausgleich mit einem direkten Antrieb durch ein auf der Kurbelwelle an­ geordnetes Zahnrad im senkrechten Längsschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht in der Ebene II-II in der Figur einschließlich Teilschnitt durch die Ausgleichs­ wellen,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine Vierzylinder-Viertakt-Reihenbrennkraftmaschine bekannter Bauart, dessen Kurbelwelle 1 in bekannter Weise im Kurbel­ gehäuse gelagert ist. Unterhalb der Kurbelwelle 1 ist eine Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung vorgesehen. Diese hat zwei mit doppelter Maschinendrehzahl gegenläufig betriebene Ausgleichsgewichte 2, 3. Die Aus­ gleichsgewichte 2, 3 sind in Bezug auf die Länge der Brenn­ kraftmaschine etwa in der Maschinenmitte auf zwei Wellen 4, 5 angeordnet, die beidseitig und parallel zur Kurbelwelle 1 an­ geordnet sind. Die Wellen 4, 5 stehen gegenseitig mit unter­ einander gleich großen, auf ihnen festsitzenden Zahnrädern 6, 7 in treibender Verbindung.

Gemäß der Erfindung sind in integrierter Weise die Ausgleichs­ wellen 4, 5 in der Ölwanne 8 gelagert. Die Lagerung erfolgt der­ art, daß die über die Ausgleichsgewichte 2, 3 nach außen über­ stehenden Enden der Wellen 4, 5 in entsprechenden Öffnungen 10 einer in der Ölwanne 8 integrierten Trennwand 9, und die über die Zahnräder 6, 7 nach außen überstehenden Enden der Wellen 4, 5 in entsprechenden Öffnungen 11 der Außenwandung (schwung­ radseitige Stirnwand) der Ölwanne 8 gelagert werden. In den Öffnungen 11 sind Lagerträger 12 vorgesehen, die die Ausgleichs­ wellen 4, 5 jeweils bis zu dem darauf sitzenden Zahnrad 6, 7 (zwecks axialer Fixierung der Ausgleichswellen 4, 5 bzw. besserer Einleitung der Zahnkräfte in die Lager) umgreifen. Dabei ist je­ weils auf dem Wellenende vom Zahnrad 6, 7 bis zur Außenwandung der Ölwanne 8 eine Buchse vorgesehen, ebenso auf den Wellen­ enden in der Trennwand 9. Die Lagerträger 12 schließen die Lageröffnungen 11 nach außen hin ab und werden jeweils mit Hilfe eines Flansches 13 mit der Außenseite der Ölwanne 8 ver­ schraubt. Der Flansch 13 ist am Lagerträger 12 integriert.

Das Zahnrad 6 der Ausgleichswelle 4 steht mit einem auf der äußersten Kurbelwange 1 a (auf der Seite des angedeuteten Schwungrads 14) der Kurbelwelle 1 fest angeordneten Zahnkranz 1 b direkt im Eingriff, wobei eine Übersetzung auf zweifache Kurbel­ wellendrehzahl stattfindet. Der Zahnkranz 1 b kann in vorteil­ hafter Weise auf der Wange 1 a der Kurbelwelle 1 aufgeschrumpft sein.

In den Figuren sind weiter noch verschiedene Ölbohrungen bzw. Ölkanäle 15 bzw. 15 a sichtbar, über die die einzelnen Lager­ stellen des Massenausgleichsgetriebes mit Öl, welches der Schmierung und Kühlung dient, versorgt werden. Beim Anbau der Ölwanne 8 mit der eingebauten Vorrichtung zum Ausgleich der Massen­ kräfte an das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine werden gleich­ zeitig alle Verbindungsleitungen für das Öl hergestellt. Die Strömungswege des Öles, welches vom Kurbelgehäuse kommt, sind mit entsprechenden Pfeilen 16 dargestellt. Ferner sind noch Längsrippen 17 in der Ölwanne 8 zu erkennen. Sofern eventuell bei Schrägfahrt durch die sich drehenden Ausgleichswellen 4, 5, insbesondere durch die darauf sitzenden exzentrischen Aus­ gleichsgewichte 2, 3 Öl aus der Ölwanne 8 mitgerissen wird, wird dieses an diese Längsrippen 17 geschleudert und kann daran beruhigt in die Ölwanne 8 zurückfließen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung für Reihenhubkolben-Brennkraftmaschinen mit zwei mit doppelter Maschinendrehzahl gegenläufig betriebenen Aus­ gleichsgewichten, die unterhalb der Kurbelwelle, bezüg­ lich der Länge der Brennkraftmaschine etwa in der Maschinen­ mitte auf zwei Wellen sitzen, die beidseitig und parallel zur Kurbelwelle angeordnet sind und gegenseitig mit unter­ einander gleich großen auf ihnen festsitzenden Zahnrädern in treibender Verbindung stehen, derart, daß eines der Zahnräder mit einem auf der Kurbelwelle angebrachten Zahn­ rad direkt im Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs-Zahnrad als Zahnkranz (1 b) schwungradseitig auf der äußersten Wange (1 a) der Kurbelwelle (1) ange­ ordnet ist und daß die Ausgleichswellen (4, 5) des Aus­ gleichsgetriebes integriert in der unter dem Kurbelgehäuse angebrachten Ölwanne (8) gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Ausgleichswellen (4, 5) in der (schwungradseitigen) Außenwandung der Ölwanne (8) und die anderen Enden in einer quer liegenden Trennwand (9) in der Ölwanne (8) gelagert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Lagerung in der Außenwandung der Ölwanne (8) Lagerträger (12) Verwendung finden, die in entsprechenden Öffnungen (11) der Ölwanne (8) vorgesehen sind und welche die Ausgleichswellen (4, 5) jeweils bis zu dem darauf sitzenden Zahnrad (6, 7) umgreifen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerträger (12) die Lageröffnungen (11) in der Ölwanne (8) nach außen abschließen und jeweils mit Hilfe eines daran integrierten Flansches (13) mit der Außen­ seite der Ölwanne (8) verschraubt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszahnkranz (1 b) auf der Wange (1 a) der Kurbel­ welle (1) aufgeschrumpft ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Ölwanne und Kurbelgehäuse eine Flüssigdichtung Verwendung findet.