DE3903419A1 - Massenausgleichanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Ausgleich der Massenkräfte und/oder -momente einer Hubkolben-Kurbelwel­ lenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Ausführungen solcher Massenausgleicheinrichtungen sind die Ausgleichwellen direkt innerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet. Andere Ausführungen weisen Ausgleichwellen auf, die im Bereich der Seitenwände des Kurbelgehäuses gehalten sind und dann lediglich durch einen Gehäusedeckel abgedeckt sind. Der Ölraum dieser Kurbelgehäuse steht dann auch mit dem Raum, in dem die Ausgleichmassen umlaufen, in direkter Verbindung (z.B. DE-0S 31 19 362, 33 14 801).

Alle diese Ausgestaltungen erfordern jedoch gegenüber herkömmli­ chen Ausführungen von Kurbelgehäusen ohne Massenausgleichvor­ richtungen eine wesentliche Verbreiterung der Konstruktion, so daß Probleme bei der serienmäßigen Herstellung der Gehäuse auf den vorhandenen Transferstraßen entstehen. Darüberhinaus ist ein derartiges Gehäuse dann so ausgeführt, daß es sinnvoller­ weise nur in Verbindung mit einer Massenausgleicheinrichtung verbaut werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Massenausgleichanordnung der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs genannten Art zu schaffen, bei der die Veränderungen an dem herkömmlichen Gehäuse beschränkt bleiben und insbesondere deren Bauabmessungen nicht wesentlich vergrößert werden. Darüber­ hinaus soll die Möglichkeit bestehen, das gleiche Kurbelgehäuse bei Kurbelwellenmaschinen mit und ohne Massenausgleichanordnungen zu verwenden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale erreicht. Dadurch, daß erfindungsgemäß die Massenausgleichanordnung in geschlossenen Gehäusen unterge­ bracht wird, die an der Außenseite der Kurbelgehäuse befestigt werden, wird eine sonst erforderliche Verbreiterung der Kurbel­ gehäuse vermieden. Darüberhinaus ergibt sich die Möglichkeit, das gleiche Kurbelgehäuse für Ausführungen von Hubkolben-Kurbel­ wellenmaschinen mit und ohne Ausgleicheinrichtungen verwenden zu können.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge­ stellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Gehäuse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine mit der erfin­ dungsgemäßen Massenausgleichanordnung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Gehäuse einer Massenausgleichvorrichtung.

In der Fig. 1 ist mit 1 die Hubkolben-Kurbelwellenmaschine insgesamt bezeichnet, die hier durch eine Zweizylinder-Viertakt- Brennkraftmaschine gebildet wird. Die Kurbelwellenmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 2 auf, in dem eine Kurbelwelle 3 mit daran angebrachten Gegengewichten 4 gelagert ist. In den Zylindern 7 des Kurbelgehäuses gleiten Kolben 5, die über ein Pleuel 6 mit der Kurbelwelle 3 verbunden sind. Bei der hier beispielhaft gezeigten Zweizylinder-Hubkolben-Kurbelwellenmaschine treten u.a. relativ große unausgeglichene Massenkräfte I. Ordnung auf, die zu starken Schwingungen des Kurbelgehäuses und damit des mit einer derartigen Hubkolben-Kurbelwellenmaschine ausgerüsteten Fahrzeugs führen.

Zur teilweisen Tilgung der Massenkräfte I. Ordnung ist es üblich, neben den rotierenden Massenkräften auch beispielsweise 50 % der oszillierenden Massen durch die an der Kurbelwelle 3 ange­ brachten Gegengewichte 4 auszugleichen. Den restlichen Teil der oszillierenden Massen kann man mit Hilfe von Ausgleichvor­ richtungen tilgen. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß solche Ausgleichvorrichtungen als geschlossene Baueinheiten 11 a und 11 b an den seitlichen Gehäusewänden 8 a und 8 b des Kurbelgehäuses 2 angeflanscht werden. Dazu brauchen an diesen Seitenwänden 8 a und 8 b lediglich entsprechend ausgebildete Befestigungsaugen 9 a und 9 b bzw. 10 a und 10 b vorgesehen zu werden, an denen die Baueinheiten mittels Befestigungsschrauben 13 befestigt werden.

Die Ausgleichvorrichtungen bestehen dabei, wie aus Fig. 2 ersicht­ lich ist, jeweils aus einer mit einem exzentrischen Gegengewicht 16 versehenen Ausgleichwelle 15, die in einem als Lagergehäuse 12 ausgebildeten Ausgleichgehäuse mit Hilfe von vorzugsweise dauerfettgeschmierten Lagern 18 und 19 gehalten sind. Das Lager­ gehäuse 12 ist hier ungeteilt als rohrförmiges Bauteil mit gestuf­ ten Zylinderabsätzen 20 a, 20 b und 20 c ausgeführt, wobei die Außenringe der Ausgleichwellenlager 18 und 19 in den Zylinder­ absätzen 20 a und 20 c gehalten sind. Neben den Lagerbünden 21 a und 21 b zur Aufnahme der Innenringe der Ausgleichwellenlager 18, 19 weist die Ausgleichwelle 15 an ihrem aus dem Lagergehäuse 12 herausragenden Ende einen Wellenstumpf 22 auf, auf dem ein Antriebsrad 23 mittels einer Schraube 25 unter Zwischenschal­ tung einer Haltescheibe 24 befestigt ist. Zum Antrieb des An­ triebsrades 23 kann ein hier nicht gezeigter, beispielsweise doppelseitig verzahnter Zahnriemen vorgesehen sein, der von einem auf der Kurbelwelle gehaltenen Antriebsrad antreibbar ist.

An dem beispielsweise als einteiliges Gußgehäuse ausgeführten Lagergehäuse 12 sind Befestigungsaugen 14 und 17 vorgesehen, durch die die Befestigungsschrauben 13 zur Verankerung in den Befestigungsaugen 9 a, 9 b bzw. 10 a, 10 b der Kurbelgehäuse Seitenwände 8 a und 8 b schraubbar sind.

Der wesentliche Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht also darin, die Massenausgleichvorrichtungen als vorgefertigte und vollständige Baueinheiten an beiden Seiten der geschlossenen Außenwand des Kurbelgehäuses zu befestigen, um so einen Ausgleich der in der Hubkolben-Kurbelwellenmaschine auftretenden unausge­ glichenen Massenkräfte zu erzielen. In dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel werden nur die Massenkräfte I. Ord­ nung ausgeglichen. Daher brauchen die Ausgleichwellen 15 nur mit der Drehzahl der Kurbelwelle 3 angetrieben zu werden. Die Drehrichtung der Ausgleichwellen 15 ist dabei jedoch gerade entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kurbelwellen, wie aus den in der Fig. 1 gezeigten Pfeilen hervorgeht.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es, einen Massen­ ausgleich bei Hubkolben-Kurbelwellenmaschinen zu erreichen, ohne eine wesentliche Verbreiterung des Kurbelwellengehäuses in Kauf nehmen zu müssen. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, die gleiche Kurbelwellenmaschine ohne Änderung an ihrem äußeren Aufbau einmal mit und einmal ohne Massenausgleichvorrichtungen einsetzen zu können. Dem Anbau der Massenausgleichvorrichtungen an den beiden Längsseiten des Kurbelgehäuses 2 etwa in Höhe der Kurbelwellenachse kommt zudem die Tatsache entgegen, daß gerade in diesem Bereich im allgemeinen die bei einer derartigen als Brennkraftmaschine ausgeführten Hubkolben-Kurbelwellenmaschine notwendigen Zusatzaggregate wie Starter, Ölfilter, Lichtmaschine und dgl. nicht angebracht sind. Diese befinden sich vielmehr im allgemeinen oberhalb dieses Bereiches.

Dadurch, daß das Lagerhäuse 12 als ungeteiltes, beispielsweise einseitig geschlossenes rohrförmiges Gehäuse ausgeführt ist, besteht auch die Möglichkeit, dieses gesondert mit Unterdruck zu beaufschlagen, um so gegebenenfalls durch die Gegengewichte verursachte Leistungsverluste zu verringern. Dies kann in einfa­ cher Weise dadurch erreicht werden, daß der Innenraum des Lager­ gehäuses über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Unterdruck­ leitung mit einer Stelle des Saugrohres der Brennkraftmaschine verbunden wird, an der zumindest während eines Großteils der Betriebszustände Unterdruck herrscht. Bei Otto-Brenkraftmaschinen bietet sich dazu im allgemeinen eine Stelle der Saugleitung zwischen den Einlaßventilen und der Drosselklappe an.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die erfindungs­ gemäße Anordnung selbstverständlich auch bei Anordnungen zum Ausgleich von Massenkräften und -momenten höherer Ordnung sowie bei mehrzylindrigen Motoren einsetzbar sind; wobei dann die Ausgleichwellen durch entsprechende Übersetzungen im Verhält­ nis zur Kurbelwelle mit Drehzahlen angetrieben werden, die der Ordnung der auszugleichenden Massenkräfte entsprechen.

Claims (5)

1. Anordnung zum Ausgleich der Massenkräfte und/oder -momente einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine mit einem Paar von paral­ lel zu einer in einem Kurbelgehäuse gehaltenen Kurbelwelle angeordneten, exzentrische Ausgleichmassen aufweisenden Aus­ gleichwellen, die mit einem der Ordnung der auszugleichenden Kräfte entsprechenden Vielfachen der Kurbelwellendrehzahl von der Kurbelwelle antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichwellen (15) in Ausgleichgehäusen (12) gela­ gert sind, die als geschlossene Baueinheiten (11 a, 11 b) an dem geschlossenen Kurbelgehäuse (2) der Hubkolben-Kurbelwel­ lenmaschine (1) befestigbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (2) an seinen geschlossenen Seitenwänden (8 a, 8 b) Halteaugen (9 a, 9 b, 10 a, 10 b) zur starren Befestigung der Ausgleichgehäuse (12) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ausgleichgehäuse (12) durch einen einteiligen, rohrförmigen Körper gebildet ist, in dem die Ausgleichwelle (12) gelagert ist, die mit einem ein Antriebsrad (23) aufwei­ senden Ende aus dem Gehäuse herausragt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenraum des Ausgleichgehäuses (12) mit Unterdruck beaufschlagbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Ausgleichgehäuses (12) über eine Unterdrucklei­ tung mit einer zumindest zeitweise Unterdruck führenden Stelle der Saugleitung der durch eine Brennkraftmaschine gebildeten Kurbelwellenmaschine verbunden ist.