DE3841374A1 - Vorrichtung zur ausgleichung von motorvibrationen - Google Patents

Vorrichtung zur ausgleichung von motorvibrationen

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DE3841374A1
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Alvin H Berger
Roy E Diehl
Gordon W Ellis
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
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Description

Die Erfindung betrifft allgemein einen Kraftfahrzeugmotor und insbesondere eine Vorrichtung zum Ausgleich von Motor­ vibrationen.
Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, welche sekundäre Motorvibrationen oder Motorvibrationen zweiter Ordnung, d. h. solche Vibrationen, die durch sekundäres vertikales Schütteln verursacht wer­ den, wenn sich die Kolben radial bewegen, mittels einer von der Kurbelwelle angetriebenen Vibrationsausgleichmasse aus­ gleicht, die durch konturierte Nocken, die mit der Kurbel­ welle verbunden sind, und in Eingriff stehende Räder oder Walzen, die an einer von der Ausgleichmasse getriebenen rotierbaren Welle befestigt sind, oszilliert oder hin- und herbewegt wird.
Die Erfindung betrifft daher eine kraftangetriebene Aus­ gleichmasse im Gegensatz zu einer durch Vibration ange­ triebenen Ausgleicheinrichtung, die dazu führt, daß der Mo­ tor weniger auf Vibrationen anspricht, anstatt daß sie in der Art der Erfindung gelöscht oder ausgeglichen werden.
Durch eine Kurbelwelle angetriebene Vibrationsausgleich­ einrichtungen sind bekannt. Beispielsweise zeigt die US-PS 34 68 190 von Sampietro eine Vibrationsausgleichmasse, die aus einem Kolben besteht, der an einer Welle mit an ihren gegenüberliegenden Enden vorliegenden Rädern oder Walzen befestigt ist, die mit konturierten Nocken an den Wangen der Kurbelwelle in Eingriff stehen. Die Hin- und Herbewe­ gung des Kolbens gleicht die sekundären Schüttelkräfte sowie andere Vibrationen aus.
In der US-PS 22 35 160 von Ljungstrom ist eine Vibrations­ ausgleichmasse 44 gezeigt, die vertikal oder radial mit Bezug auf die Welle auf einem Paar Führungsstiften 45 zum Ausgleich nachteiliger Motorvibrationen gleitbar ist. Die Masse ist jedoch mit der Kurbelwelle durch einen exzen­ trischen Hebel 43 verbunden, der Reibungskräfte während der Gleitbewegung der Masse aufgrund der nicht radialen Aufbringung der Kraft auf die Masse induzieren kann. Die Ausgleichmasse der Erfindung arbeitet mit einem Minimum an Reibung.
Der Forschungsbericht vom Mai 1982 Nr. 21731 "Reciproca­ ting Balancer (FO6)" zeigt einen Motorblock mit einem hin- und hergehenden Rahmen, der auf Walzen montiert ist, auf denen elliptische Getriebe montiert sind, die mit einem Zahnrad auf der Kurbelwelle eingreifbar sind, um Rahmen­ schwingung zu verursachen, um unerwünschte Motorschwin­ gungen auszugleichen.
Die Offenlegungsschrift 23 33 038 von Thauer et al. zeigt eine an der Kurbelwelle befestigte doppelte Nockenanord­ nung zur Betätigung einer Ausgleichmasse, die an einem Teil des Rahmens bogenförmig drehbar befestigt und beweg­ bar ist, um unerwünschte Motorvibrationen auszugleichen. Federeinrichtungen sind enthalten, um die Masse gegen die Nocke vorzuspannen.
Die US-PS 16 40 634 von Wise zeigt eine auf der Kurbel­ welle montierte Nocke mit zwei Nockenbuckeln zur Betäti­ gung eines Hebels 36, der mit einem hin- und hergehenden Druckstöpsel oder Stempel verbunden ist, um Motorvibra­ tionen auszugleichen.
Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vibrationsausgleichmasse, die nicht nur unerwünschte Motorvibrationen löscht, sondern dies mit einem Minimum an Reibung durchführt. Dies wird dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mit verschiedenen Freiheitsgraden der Rota­ tionsbewegung ausgestattet wird, während die Fortschrei­ tungsbewegung begrenzt wird, um eine korrekte Ausrichtung der Masse herbeizuführen, so daß keine andere Bewegung in­ duziert wird als eine, die im wesentlichen in einer rein radialen Richtung verläuft.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ausglei­ chen von Kurbelwellenvibrationen für einen Kraftfahrzeug­ innenverbrennungsmotor, gekennzeichnet durch die Kombina­ tion folgender Merkmale: einen Motorblock mit Hauptlager­ einrichtungen, eine in der Lagereinrichtung drehbar mon­ tierte Kurbelwelle und wenigstens eine Hauptlagerkappe, welche die Lagereinrichtung und die Kurbelwelle an dem Block befestigt, eine Vibrationsausgleichmasse, die von der Kappe herunterhängt und im Abstand radial davon angeordnet ist, Einrichtungen zur Montierung der Masse zu einer radialen Oszillationsbewegung mit Bezug auf die Achse der Kurbel­ welle und Nockeneinrichtungen auf der Kurbelwelle, die mit der Masse nach Rotation der Kurbelwelle in Eingriff kommen können und die Masse hin- und herbewegen, wobei die Einrich­ tungen zur Montierung der Masse Einrichtungen enthalten, welche die Fortschreitungsbewegung der Masse nur auf die Radialrichtung während der Hin- und Herbewegung durch die Nockeneinrichtungen beschränken, während eine begrenzte Rotationsbewegungsfreiheit ermöglicht wird, die lediglich auf ausreichende Bewegung beschränkt ist, um die Masse in Ausrichtung zur Bewegung in der radialen Richtung zu hal­ ten.
Der vorstehend angegebene Stand der Technik lehrt oder beschreibt keine derartige Konstruktion. Keine der bisher bekannten Literaturstellen zeigt oder beschreibt irgend­ eine Einrichtung zur Verringerung der Reibung während der Hin- und Herbewegung der Vibrationsausgleichmasse, indem verschiedene Bewegungsfreiheiten der Masse vorgesehen sind, während deren Hin- und Herbewegung auf eine im we­ sentlichen reine Radial- oder Vertikal-Bewegung beschränkt wird. Die Erfindung erreicht dies, indem eine kugelförmige Muffeneinbauvorrichtung vorgesehen wird, welche geringe Rotationsbewegung der Ausgleichmasse um ihre verschiedenen Achsen erlaubt, um irgendwelche geringfügige Fluchtungs­ fehler oder falsche Ausrichtung der Achsen zu kompensie­ ren, so daß keine Seitenkräfte und andere Kräfte während deren Bewegung entwickelt werden.
Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugmotorkurbelwelle besitzt eine von einer Hauptlagerkappe hängende Ausgleichmasse auf Stäben oder Bolzen für eine oszillierende Radialbewe­ gung als Antwort auf die Hin- und Herbewegung der Masse durch konturierte Nockenräder an den Wangen der Kurbel­ welle, wobei die Nockenräder mit Walzen oder Mitnehmerrä­ dern der Nocken auf einer in der Ausgleichmasse frei ro­ tierbaren Welle in Eingriff stehen, die Masse auf eine Fort­ schreitungsbewegung lediglich in einer radialen Richtung begrenzt ist, der Einbau der Masse eine Anlenkzapfen/Muffe einschließt, welche die Bewegung nur auf eine Fortschrei­ tungsrichtung begrenzt, während zur gleichen Zeit eine ge­ ringe Rotationsbewegung oder Drehbewegung der Masse um drei Achsen gestattet wird, um irgendwelche geringfügige unkor­ rekte Ausrichtung der Achse der Masse mit Bezug auf die Achse der Kurbelwelle zu korrigieren.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ geben sich im einzelnen aus der nachfolgenden detaillier­ ten Beschreibung und den bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung erläuternden Zeichnungen; worin
Fig. 1 eine Seitenansicht mit weggebrochenen Teilen im Querschnitt eines Teiles einer Motorkurbel­ welle,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs einer Ebene in Richtung der Pfeile II-II der Fig. 1 gesehen und bezeichnet,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Ebene in Rich­ tung der Pfeile III-III der Fig. 2 gesehen und bezeichnet, und
Fig. 4 eine Ansicht eines Teiles der Fig. 2, welche eine alternative Konstruktion zeigt, wiedergeben.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Teil 10 einer Kraftfahr­ zeugmotorkurbelwelle. Die Kurbelwelle ist in dem Motor­ block (nicht gezeigt) durch eine Reihe (lediglich eines ist gezeigt) Hauptgleitlager 12 gelagert, die in dem Block auf oberen Lagerkappen 14 gelagert sind, die als Teil des Blocks ausgebildet sind.
Die Kurbelwelle ist mit den üblichen Wangen 16 und 18 auf gegenüberliegenden Seiten des Hauptlagers und den übli­ chen Verbindungsstabbolzen 20 ausgebildet, mit denen die Enden der Verbindungsstäbe in der üblichen Weise zu befe­ stigen sind. Wie sich am besten aus Fig. 2 ergibt, sind die Gleitlager 12 und die Kurbelwelle in dem Motorblock und der oberen Lagerkappe 14 durch eine untere Lagerkappe 22 mit einer halbzylindrischen Aussparung 24 zur Aufnahme derselben befestigt. Die untere Hauptlagerkappe ist mit dem Motorblock in der üblichen Weise durch ein Paar Befe­ stigungsbolzen oder -schrauben befestigt.
Mit der unteren Lagerkappe 22 verbunden und nach unten da­ von vorspringend ist auf jeder Seite ein Paar Stütz- oder Tragbolzen oder -stäbe 28 verbunden, die darauf gleitbar eine Motorvibrationsausgleichmasse 30 abstützen. Die un­ teren Enden der Bolzen sind durch eine untere Führungs­ platte 32 verbunden und seitlich im Abstand angeordnet. Die Führungsplatte ist senkrecht durch eine Abstandshülse 34, welche jeden Bolzen 28 umgibt, festgelegt. Die Füh­ rungsplatte 32 ist mit einem Paar aufrecht stehender fla­ cher Flansche 36 ausgebildet, welche zwischen ihnen die kugelförmig ausgebildete Stirnfläche 38 der Vibrations­ ausgleichmasse 30 aufnehmen.
Die Masse 30 besitzt im wesentlichen eine rechtwinklige ebene Gestalt, wie sich am besten aus den Fig. 1 und 3 ergibt, und ihr oberes Ende ist mit einem Paar sich seit­ lich erstreckender Vorsprünge oder flügelartigen Teilen 40 ausgebildet. Letztere sind jeweils mit einem Loch 42 ausgebildet, um dadurch die Hülse 34 gleitbar aufzunehmen, so daß die Masse 30 senkrecht hin- und herbewegt werden kann. Das linke (wie sich aus Fig. 2 ergibt) Loch 42 be­ sitzt auch einen Hülseneinsatz 44 mit einem inneren Durch­ messer, der einen geringfügigen ringförmigen Spielraum 46 zwischen der Hülse 34 und dem Einsatz für einen später zu beschreibenden Zweck ergibt. An der gegenüberliegenden oder rechten (wie aus Fig. 2 ersichtlich) Seite der Masse 30 nimmt das Loch 42 eine kugelförmige Drehachsen/Muffe 48 auf, welche einen vergrößerten Teil der Hülse 34 ohne jeglichen weiteren Spielraum zwischen ihr und der Muffe als ausreichend, um ihr vertikales Gleiten auf der Hülse 34 zu gestatten, umgibt.
Im einzelnen besitzt der rechte flügelartige Teil 40 der Masse 30 eine ringförmige Aussparung 50, in die eine Hülse 52 durch Preßsitz eingepaßt ist, welche in zwei Teile zum einfachen Zusammenbau gespalten ist. Der innere Teil der Hülse 52 ist kugelförmig ausgebildet, um mit einer ange­ paßten kugelförmigen Oberfläche 54 eines Ringbauteils 56, das auf der Hülse 34 gleitbar angeordnet ist, zusammenzu­ arbeiten. Die Hülse 52 und der Ring 56 werden in diesem Fall zunächst im Teil 42 angeordnet und danach die Hülse 34 durch Installation von unten. Eine ringförmige Wellen­ feder 58, die in einer Aussparung 60 eines ringförmigen Halters 62 angeordnet ist, hält die zusammengefügte Muffe an Ort und Stelle, wie gezeigt.
Aus den Zeichnungen und der obigen Beschreibung ist klar ersichtlich, daß die Masse 30 um die kugelförmige Muffe 48 zu Selbstausrichtungszwecken sich drehen oder rotieren kann, wie im einzelnen später beschrieben wird. Diese Ro­ tationswirkung wird durch den Spielraum 44 an dem linken vorspringenden Flügelteil 40 ermöglicht.
Die Vibrationsausgleichmasse 30 ist geeignet, vertikal oder radial längs der vertikalen oder Z-Achse des angegebenen Kurbelgehäuses hin- und herbewegt oder oszilliert zu wer­ den. Dies wird durch ein Paar im wesentlichen identische geschliffene oder konturierte Nockenräder 64 auf den Wan­ gen 16 und 18 (Fig. 1) der Kurbelwelle erreicht. Jedes der Nockenräder steht mit einem Nockenmitnehmerrad oder einer -walze 66 (Fig. 1) in Eingriff, die an einem Ende einer ro­ tierbaren Welle 68 befestigt ist. Letztere ist in der Vi­ brationsausgleichmasse 30 in einem stationär zu der Aus­ gleichmasse 30 durch eine geeignete Feststellschraube 72 gehaltenes Gleitlager 70 rotierbar montiert. Die Kontur der Nockenräder 64 soll innerhalb Toleranzen identisch sein und so gewählt sein, daß eine spezielle Vibrationsfolge der Mo­ torkurbelwelle ausgeglichen wird, um die Masse 30 in der gewünschten Weise zu oszillieren, um diesen Vibrationen entgegenzuwirken. Ein Paar zwischen der unteren Führungs­ platte 32 und der Hülse 44 auf der einen Seite und dem Hal­ ter 62 auf der anderen Seite angeordnetes Paar Federn 74 spannt die Masse 30 nach oben vor, so daß die Räder 66 an jedem Ende zu jeder Zeit in Eingriff mit den konturierten Nockenrädern 64 gehalten werden.
Wie vorstehend angegeben, besteht ein Hauptzweck der Er­ findung darin, nachteilige Motorvibrationen zu beseitigen, indem eine Ausgleichmasse vorgesehen wird, welche senk­ recht oder radial mit Bezug auf die Kurbelwellenachse und in dieser Richtung hin- und herbewegt wird, während Rei­ bungskräfte auf einem Minimum gehalten werden. Um dies zu erreichen, müssen einige Mittel vorgesehen werden, um Fluch­ tungsfehler der Oszillationsmasse zu kompensieren, die sonst Fressen verursachen würden und dadurch eine Erhöhung der Reibung. Dies erfolgt durch die an dem oberen rechten Flügelteil 40 der Ausgleichmasse befindliche Muffe 48 und auch die kugelförmige Oberfläche 38 an dem unteren oder radial äußersten Teil der Masse, und den geringfügigen ring­ förmigen Spielraum 46 zwischen der Hülse 34 und dem Hülsen­ einsatz 44 an dem linken Flügelteil 40 der Masse.
Genauer ausgedrückt, ist eine Translation in einer senk­ rechten oder radialen Richtung längs der Z-Achse für das Merkmal des Oszillations-Vibrationsausgleichs erwünscht. Translation in anderen Richtungen längs der X- und Y-Achsen ist nicht erwünscht. Um diese im wesentlichen rein radiale oder vertikale Bewegung bei einem Minimum an Reibung vor­ zusehen, muß die Masse 30 frei sein, um sich geringfügig kreisend um die Kurbelwellenachse zu bewegen. Spezieller verhindert die Drehachsenmuffe 48, die keinen Spielraum zwischen der Masse 30 und der Hülse 34 hat, zusammen mit dem kugelförmigen Ende 38 der Masse 30 eine Fortschreitungs­ bewegung der Masse 30 längs der Y-Achse, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Drehachsenmuffe 48 verhindert auch Transla­ tion längs der X-Achse in Fig. 1. Die Drehachsen/Muffen- Kombination zusammen mit den ebenen Flanschen 36 und dem kugelförmigen Ende 38 ermöglichen jedoch Rotation um die Y- und Z-Achsen, wodurch richtige Ausrichtung der Nocken­ mitnehmerräder 66 mit der Kurbelwelle herbeigeführt wird, um eine im wesentlichen rein radiale oder senkrechte Be­ wegung der Masse unter Herabsetzung der Reibung auf ein absolutes Minimum herbeizuführen.
Die Rotationsposition um die X-Achse wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich, durch den engen Spielraum 44 auf dem linken Flügelteil 40 angepaßt und wird bestimmt durch die kugel­ förmige Oberfläche 54 auf der Drehachsen/Muffe 48 und die untere kugelförmige Oberfläche 38 der Masse 30. Dies ver­ hindert ein Übermaß an Ausrichtungskräften, die unter Er­ zeugung von Reibung einander entgegengesetzt sein können.
Rotation um die Y-Achse in Fig. 1 ist erwünscht, um ge­ ringe Unterschiede in den Herstellungstoleranzen der Durch­ messer der Nockenräder 64 zu korrigieren, die ein geringes Verkanten der Achse der Masse 30 verursachen. Rotation um die Y-Achse wird durch die Nocken 64 bestimmt, die auf die Vorderseite und Rückseite der Welle 68 niederstoßen, während die Federn 74 in der Mitte hochstoßen, wodurch die Ausgleichmasse zur Selbstausrichtung gebracht wird, um die Belastung auf der Welle gleichmäßig zwischen den Walzen oder Rädern 66 zu verteilen.
Rotation um die Z-Achse wird andererseits um die Drehach­ sen/Muffe 48 angepaßt. Die an der rechten oberen Seite der Masse 30 angeordnete Drehachsen/Muffe 48 liefert Stabili­ tät in diesem Fall, weil die Masse versucht, sich selbst auszurichten in der Weise eines Wagens, der einen zweiräd­ rigen Anhänger zieht. Wenn die Kurbelwelle in der Richtung umgekehrt wird oder rückwärts gedreht wird, versucht die Masse 30, sich selbst falsch auszurichten in der gleichen Weise wie ein Anhänger, wenn der Wagen rückwärts gefahren wird, d. h. sie ist instabil. Jedoch wird irgendein Fluch­ tungsfehler in diesem Fall durch den engen Spielraum 44 zwischen der Hülse 34 und dem Hülseneinsatz 42 begrenzt, und daher wird der Druck längs der X-Achse auf ein Mini­ mum herabgesetzt.
Um den obigen anderen Weg anzugeben, sind drei spezielle Achsen gezeigt, wobei die X-Achse parallel zu der Kurbel­ wellenachse, die Z-Achse senkrecht und die Y-Achse hori­ zontal und quer zu der Kurbelwelle verlaufen. Um die se­ kundäre Schüttelkraft zu löschen, muß sich die Trägheits­ masse nur aufwärts und abwärts längs der Z-Achse bewegen und keine andere Bewegung ist erwünscht. Jedoch sind zur Herabsetzung der Reibung ausreichende Freiheitsgrade not­ wendig, um gute Ausrichtung der Teile zu ermöglichen, wo­ bei minimale normale Kraft an den Gleitoberflächen aufge­ geben wird.
Die gewünschten Freiheitsgrade für die Trägheitsmassen sind:
  • 1. Vorwärtsschreiten längs der X-Achse, um die Mo­ torengleichgewichtskräfte zu löschen,
  • 2. rotierend um die Z-Achse, um die Wellenachse 94 parallel zu der Kurbel­ wellenachse zu halten (jegliche Schrägstellung würde in einer längs der X-Achse produzierten Kraft resultieren) und
  • 3. rotierend um die Y-Achse, um die Belastung zwischen den beiden Rädern auf gegenüberliegenden Enden der Wellen­ achse 94 gleichmäßig zu verteilen.
Die Drehachsen/Muffen-Kombination 48, die hoch und auf einer Seite der Trägheitsmasse 30 angebracht ist, verhindert eine Fortschreitungsbewegung oder Translation längs der Y- und X-Achsen, erlaubt jedoch eine Translation längs der Z- Achse und Rotation um sämtliche drei Achsen. Solange die Nockenoberfläche sich von der Muffe 48 wegbewegt, ist die winkelmäßige Position um die Z-Achse stabil ähnlich wie ein zweirädriger Anhänger, der hinter einem Wagen ge­ schleppt wird. Wenn die Kurbelwellenrotation umgekehrt wird und die Nockenoberfläche sich gegen die Muffe 48 be­ wegt, wird die winkelmäßige Position um die Z-Achse in­ stabil ähnlich einem rückwärts gefahrenen Anhänger.
Der kleine Spielraum 46 der Abstandshalter/Muffen-Kombina­ tion auf der gegenüberliegenden Seite der Trägheitsmasse 30 von der Muffe 48 erlaubt Freiheit der Rotation um die Y-Achse während der normalen Kurbelwellenvorwärtsrota­ tion, begrenzt jedoch den Freiheitsgrad während jeglicher Rückwärtsrotation der Kurbelwelle.
Von den sechs möglichen Freiheitsgraden sind nur drei er­ wünscht, doch die Drehachsen/Muffen-Kombination 48 liefert vier. Der verbleibende unerwünschte Freiheitsgrad besteht in der Rotation um die X-Achse.
Die an dem unteren Teil der Trägheitsmasse 30 angeordnete kugelförmige Fläche 38 ist zwischen zwei stationären senk­ rechten Wänden 36 eingepaßt. Diese Kombination erzwingt nur einen Freiheitsgrad, Translation um die Y-Achse. Die Kupplung dieser Beschränkung mit den Zwängen der oberen Muffe 48 erzeugt eine Beschränkung gegen die Rotation um die X-Achse.
Unter Betrachtung der vollständigen Anordnung mit Federn, Walzen und Nocken regeln die zwei Nockenoberflächen 64 gegen die Räder 66 die Translation längs der Z-Achse und Rotation um die Y-Achse. Somit werden alle Freiheitsgrade geregelt, jedoch nicht übermäßig, was starke Kräfte, Span­ nung und Reibung verursachen könnte.
Zur Vervollständigung der Konstruktion werden das Gleit­ lager 70 und die Welle 68 mittels einer Anzahl von einschnei­ denden Öldurchgängen 75 in der Masse 30, 76 im Spaltring 52, 78 in dem kugelförmigen Muffenteil 56 und 80 in der Hülse 34 geschmiert, um längs des Spielraums 82 zwischen Bolzen oder Welle 28 und Hülse 34 einem Durchgang 84 in der unte­ ren Lagerkappe 22, einem Ringraum 86, der durch einen re­ duzierten Schnitt des Befestigungsbolzens 26 definiert ist, und einem Durchgang 88, der mit dem Hauptgleitlager 12 ver­ bunden ist, zu fließen.
Die untere Anordnung ist von einer Ölprallwand oder einer ähnlichen Abdeckung 100 umschlossen, die ein Paar Löcher 102 aufweist, durch die die Bolzen 28 eingefügt werden, um die Abdeckung gegen die untere Führungsplatte 32 in ihrer Lage zu halten.
Fig. 4 erläutert eine Modifikation, in der die kugelför­ mige Drehachsen/Muffe 48′ als ein integraler Teil 56′ der stationären Hülse 34 ausgebildet sein kann, anstatt als ge­ sonderte Teile, wie in Fig. 2. Ein Hülseneinsatz 44′ wird an der Masse 30 als eine Lageroberfläche befestigt.
Während die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsfor­ men gezeigt und beschrieben wurde, ist es für den Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung klar, daß viele Änderungen und Modifikationen dazu erfolgen können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Aus­ gleichmasse von der unteren Lagerkappe auf Verlängerungen der Befestigungsbolzen 26 anstatt auf getrennten Bolzen 28 abgestützt werden.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Ausgleichen von Kurbelwellenvibrationen für einen Kraftfahrzeuginnenverbrennungsmotor, gekenn­ zeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: einen Motorblock mit Hauptlagereinrichtungen (12), eine in der Lagereinrichtung drehbar montierte Kurbelwelle (10) und wenigstens eine Hauptlagerkappe (14), welche die Lager­ einrichtung und die Kurbelwelle an dem Block befestigt, eine Vibrationsausgleichsmasse (30), die von der Kappe herunterhängt und im Abstand radial davon angeordnet ist, Einrichtungen zur Montierung der Masse zu einer radialen Oszillationsbewegung mit Bezug auf die Achse der Kurbel­ welle und Nockeneinrichtungen (64) auf der Kurbelwelle, die mit der Masse nach Rotation der Kurbelwelle in Ein­ griff kommen können und die Masse hin- und herbewegen, wobei die Einrichtungen zur Montierung der Masse Ein­ richtungen enthalten, welche die Fortschreitungsbewe­ gung der Masse nur auf die Radialrichtung während der Hin- und Herbewegung durch die Nockeneinrichtungen be­ schränken, während eine begrenzte Rotationsbewegungs­ freiheit ermöglicht wird, die lediglich auf ausreichen­ de Bewegung beschränkt ist, um die Masse in Ausrichtung zur Bewegung in der radialen Richtung zu halten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Federeinrichtungen (74) vorgesehen sind, welche die Masse in Eingriff mit den Nockeneinrichtungen vorspan­ nen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zur Montierung der Masse eine Trägerachse (28) abhängend von der Kappe (22) an jeder Seite der Kurbelwelle (10), wobei die Masse ein Paar Löcher (42) aufweist, um die Achsen dadurch zu einer Gleitbewegung der Masse auf den Achsen aufzuneh­ men, wobei die Federeinrichtung (58) die Masse gegen die Kappe vorspannt, und kugelförmige Muffeneinrichtun­ gen (48) in wenigstens einem der Löcher (42) zwischen und angrenzend der verbundenen Achse und der Masse, wo­ durch eine Drehbewegung der Masse ermöglicht wird, um Fluchtungsfehler der Masse von einer Radialbewegung während der Hin- und Herbewegung der Kurbelwelle zu kompensieren, und Einrichtungen zur Begrenzung der Dreh­ bewegung in wenigstens einer Richtung aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spielraum (46) zwischen der anderen Achse und der Wand der Masse (30) vorliegt, der das andere Loch definiert, und eine begrenzte Drehbewe­ gung der Masse um die Muffe (48) in der einen Richtung erlaubt, während die Drehbewegung der Masse in der ent­ gegengesetzten Richtung begrenzt wird.
5. Vorrichtung zum Ausgleich von Kurbelwellenvibratio­ nen für einen Kraftfahrzeuginnenverbrennungsmotor, ge­ kennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: einen Motorblock mit einer Hauptlagereinrichtung (12), eine Kurbelwelle (10), die rotierbar in der Lagerein­ richtung montiert ist, und wenigstens eine Hauptlager­ kappe (14), welche die Lagereinrichtung und die Kurbel­ welle an dem Block befestigt, eine Vibrationsausgleichs­ masse (30), die von der Kappe herunterhängt und radial davon im Abstand angeordnet ist, Einrichtungen zur Mon­ tierung der Masse für eine radiale Oszillationsbewegung mit Bezug auf die Achse der Kurbelwelle, und Nockenein­ richtungen (64) auf der Kurbelwelle, welche mit der Masse eingreifbar sind und die Masse nach Rotation der Kurbelwelle hin- und herbewegen, wobei die Einrichtun­ gen zur Montierung Einrichtungen zur Begrenzung der Be­ wegungsfreiheit der Masse nur auf die Radialrichtung während der Hin- und Herbewegung durch die Nockenein­ richtung aufweist, während eine begrenzte Freiheit der Rotationsbewegung während der Hin- und Herbewegung er­ möglicht wird, die lediglich auf ausreichende Bewegung zur automatischen Ausrichtung der Masse zur Bewegung in der Radialrichtung begrenzt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine stationäre Hülse (34) auf­ weist, welche jede Achse umgibt, und sich durch jedes Loch (42) und die Muffe (48) erstreckt, wobei der Spiel­ raum (46) zwischen der Hülse und der Masse vorliegt, und die Masse auf den Hülsen senkrecht gleitbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Masse (30) eine zentrale Welle (68), die darin mit einer Achse parallel zu der Kurbelwellenachse rotierbar angeordnet ist, und ein Paar Nockenmitnehmer­ räder (66) aufweist, die an jedem Ende damit verbunden sind und damit rotierbar sind und mit den Nockenein­ richtungen auf der Kurbelwelle (10) in Eingriff gebracht werden können, wobei die Nockeneinrichtung ein Paar kon­ turierter Nockenräder aufweist, die auf den Wangentei­ len (16, 18) der Kurbelwelle auf gegenüberliegenden Sei­ ten der Hauptlagereinrichtung festgelegt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes der Nockenmitnehmerräder (66) gegenüber dem anderen den gleichen Durchmesser aufweist und jedes der konturierten Nockenräder (64) gegenüber den anderen den gleichen Durchmesser aufweist, um die Achse der Mas­ senwelle (68) parallel zu der Achse der Kurbelwelle zu halten, um zur Herbeiführung der Radialbewegung der Masse beizutragen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Führungsplatte (32) vorliegt, welche die unteren Enden der Achsen (28) verbindet und einen fe­ sten Rahmen zur Gleitabstützung der Masse bildet, wobei die Platte aufrecht stehende flache Führungseinrichtun­ gen (36) aufweist, welche darin das am weitesten von der Kurbelwelle entfernte Ende der Masse gleitbar auf­ nimmt, um eine Radial/Vertikalbewegung der Masse zu er­ möglichen, während eine Lateral/Horizontalbewegung der Masse verhindert wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das am weitesten entfernte Ende der Masse kugelförmig ausgebildet ist, um eine Rotation der Masse um die Muffe (48) zu ermöglichen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Masse im wesentlichen eine recht­ winklige Form mit Flügelteilen (40), die sich seit­ lich/axial davon an ihrem radial innersten Teil er­ strecken, aufweist, wobei sich die Federeinrichtungen (74) zwischen der Führungsplatte (36) und den Flügel­ teilen (40) erstrecken, und die Flügelteile mit den Löchern darin die Achsen (28) dadurch aufnehmen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein in der Masse (30) fixiertes Gleitlager (70), welches die zentrale Welle (68) darin rotierbar la­ gert.
13. Vorrichtung zum Ausgleich von Kurbelwellenvibrationen für einen Kraftfahrzeuginnenverbrennungsmotor, gekenn­ zeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: einen Motorblock mit Hauptlagereinrichtungen (12), die in dem Block fest fixiert sind, eine Kurbelwelle (10), die rotierbar in den Lagereinrichtungen montiert ist, und wenigstens eine Hauptlagerkappe (14), welche die Lagereinrichtung und die Kurbelwelle an dem Block be­ festigt, wobei die Kurbelwelle ein Paar Wangenteile (16, 18) angrenzend an die gegenüberliegenden axialen Seiten der Hauptlagereinrichtung aufweist, und wobei die Ausgleichseinrichtung eine Vibrationsausgleichs­ masse (30) aufweist, die eine zur Rotation montierte Welle (68) enthält, Nockenoberflächeneinrichtungen, die auf der Umfangsoberfläche jedes Wangenteils ausge­ bildet sind, getrennte Nockenmitnehmereinrichtungen (66), die auf der Welle zur Rotation damit fixiert sind, und eine auf der anderen mit jeder der Nocken­ einrichtungen, die dadurch nach Rotation der Kurbel­ welle rotiert werden sollen, in Eingriff gebracht wer­ den können, und Einrichtungen zur Montierung der Masse unter und auf der Lagerkappe zur Erzielung einer radia­ len Oszillationsbewegung der Masse mit Bezug auf die Lagerkappe durch das Paar Nockeneinrichtungen (64), wodurch eine Radialbewegung der Nockenmitnehmerein­ richtung erzwungen wird, um einen Vibrationsgrad auf der Kurbelwelle bei einer gewählten Rotationsfrequenz davon auszugleichen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Montierung Hül­ seneinrichtungen (34) aufweist, die an der Lagerkappe (14) befestigt sind und von dieser vorspringen, wobei die Masse auf den Hülseneinrichtungen zu einer Longi­ tudinalbewegung mit Bezug darauf gleitbar montiert ist, wodurch die Oszillationsbewegung ermöglicht wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenmitnehmereinrichtung (64) ein an der Welle befestigtes Rad aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (30) unter der Lagerkappe (14) symmetrisch angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: einen Motorblock mit Hauptgleitlagern (12), eine Kurbelwelle (10), die drehbar in den Gleitlagern montiert ist, wenigstens eine Hauptlagerkappe (14), welche die Gleitlager und die Kurbelwelle umschließt, Bolzeneinrichtungen (26), welche die Kappe an dem Block befestigen und weitere Bolzeneinrichtungen (28), die nach außen von der Lager­ kappe vorspringen, eine Hülse (34), die jede weitere Bolzeneinrichtung umgibt, und eine Vibrationsausgleichs­ masse (30), die auf den Hülsen zu einer axialen Gleit­ bewegung relativ dazu montiert ist, wobei die Kurbel­ welle Wangenteile (16, 18) angrenzend an die gegenüber­ liegenden Seiten der Hauptlagerkappe aufweist, eine Welle (68) vom Walzentyp, die parallel zu der Kurbel­ welle und in der Masse rotierbar montiert ist und die Nockenmitnehmerräder (66) an gegenüberliegenden Enden davon aufweist, die mit der Oberfläche einer auf jeder der Wangenteile ausgebildeten Nocken in Eingriff gebracht werden können, wobei die Kontur der Nocke die axiale Gleitoszillation der Masse auf die Hülsen in Erwiderung auf die Rotation der Kurbelwelle aufzwingt, um eine besondere Vibration der Kurbelwelle auszugleichen, und Federeinrichtungen (74), welche die Räder und die Masse radial in Eingriff mit den Nocken vorspannen.
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