DE60205710T2

DE60205710T2 - Ausgleichssystem für Brennkraftmotor

Info

Publication number: DE60205710T2
Application number: DE2002605710
Authority: DE
Inventors: Ludovic Raffier
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2022-12-21
Also published as: FR2834029A1; DE60205710D1; ES2246006T3; EP1321696B1; EP1321696A1; FR2834029B1

Description

Die Erfindung betrifft die Filterung von Schwingungen des Motors im Inneren eines Ausgleichssystems.
Noch genauer betrifft sie ein Ausgleichssystem, welches eine Antriebswelle aufweist, die ein erstes Ritzel trägt, das durch den Zahnring der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird, und ein zweites Ritzel, welches eine Abtriebswelle über ein drittes Ritzel antreibt, das fest auf dieser letzteren befestigt ist.
Die Hubkolbenverbrennungsmotoren weisen bewegliche Teile auf, wie zum Beispiel die Kurbelwelle, den Pleuel und den Kolben, bei denen die Drehung Kräfte hervorruft, welche sich in Schwingungen des Motors übertragen, die für den Komfort der Insassen schädlich sind.
Um dieses Problem zu lösen, ist es bekannt, dem Motor ein Ausgleichssystem hinzuzufügen, welches aus Wellen zusammengesetzt ist, die auf synchrone Art und Weise mit der Kurbelwelle angetrieben werden, und deren Gewicht auf solch eine Art und Weise verteilt ist, um Kräfte hervorzurufen, welche denjenigen entgegengesetzt sind, die durch die bewegliche Kupplung erzeugt werden derart, um die Schwingungen des Motors zu reduzieren.
Herkömmlicherweise besteht die Anordnung, welche für einen Motor mit vier Zylindern vorbehalten ist, aus zwei gegendrehenden Ausgleichswellen, welche sich mit doppelter Geschwindigkeit zu derjenigen der Kurbelwelle drehen. Die eine der Wellen wird durch die Kurbelwelle über ein Zahnradgetriebe angetrieben und dieses treibt selbst die zweite Welle an.
Die Ausgleichswellen sind in einer Kassette angeordnet, die unter dem Zylindergehäuse angefügt ist, und welche mittels Einstellkeilen befestigt ist, welche die Spiele der Verzahnungen zwischen dem Zahnring der Kurbelwelle und den Ritzeln, welche die Wellen antreiben, begrenzen.
Diese Wellen können auch durch eine Kette oder einen Zahnriemen angetrieben werden.
Im Fall eines Antriebs über Ritzel ist der Hauptnachteil, dass ein Knackgeräusch zwischen den Verzahnungen erzeugt wird. Ein zweiter Nachteil ist die Übertragung von winkelmäßigen, dynamischen Torsionsschwingungen durch den Zahnring, der auf der Kurbelwelle montiert ist, auf die Antriebsritzel der Ausgleichsweilen.
Um die Zahneingriffsgeräusche zu reduzieren, weisen der Zahnring und die Ritzel aus Stahl derzeit schraubenförmige Zahnräder auf.
Jedoch erlaubt die Verwendung von Stahlritzeln mit schraubenförmiger Verzahnung es nicht, die Knackgeräusche der Verzahnung erheblich zu reduzieren. Des Weiteren muss man somit Einstellkeile des Spiels der Verzahnung verwenden, welche das Montageverfahren von Kassetten mit Ausgleichswellen komplexer machen. Der Einsatz von Keilen erlaubt es nicht, die dynamischen Torsionsmomente, welche von der Kurbelwelle her kommen und auf die Ausgleichswellen über den Zahnring übertragen werden, zu reduzieren.
Die Veröffentlichung JP 11051120 beschreibt ein Ausgleichssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, aufweisend einen dynamischen Filter mit Einsatz eines Verbund-Ritzels ohne die Verwendung von Keilen. Die Verbund-Ritzel weisen den Vorteil auf, die Zahneingriffsgeräusche zu reduzieren, jedoch filtern sie nicht die dynamischen Momente. Diese Funktion wird durch Einführen von Kautschukanschlägen zwischen einem beweglichen Ritzel und einer festen Nabe realisiert, die auf der Antriebs-Ausgleichswelle warm aufgezogen ist. Um das Resonanzphänomen aufgrund der Einführung einer sehr geringen Steifigkeit in das System zu begrenzen, wird eine Trockenreibung durch das Hinzufügen von Ringen mit Lippen zwischen dem Freilauf-Ritzel bzw. beweglichem Ritzel und einer festen Nabe eingeführt.
Diese Lösung ermöglicht es, sich von den Keilen zu befreien, jedoch bleibt dieses System kostspielig. Des Weiteren scheint die Trockenreibung, welche durch die Ringe mit Lippen realisiert ist, schwierig zu bewerkstelligen zu sein, und die Abnutzung der Ringe über die Zeit wird nicht vernachlässigbar sein.
Um diesen Nachteilen zu begegnen, bietet sich die Erfindung an, trotz einem Verwenden von Ritzeln, deren Material exzellente akustische Eigenschaften aufweisen, die Zahneingriffsgeräusche von Verzahnungen zu unterdrücken und die Schwingungen zu reduzieren, welche von der Kurbelwelle herkommen, mittels eines einfachen und wenig kostenintensiven Elements und welches einen guten mechanischen Halt aufweist.
Hierfür schlägt die Erfindung ein Ausgleichssystem für einen Verbrennungsmotor vor, welches eine Antriebswelle aufweist, die durch ein Ritzel angetrieben wird, das mit dem Zahnring der Kurbelwelle in Eingriff steht, eine Abtriebswelle, welche durch ein zweites Ritzel der Antriebswelle angetrieben wird, und einen dynamischen Filter, wobei dieser durch die Einfügung eines nachgiebigen Materials erzeugt wird, das zwischen dem Ritzel und einem Ring aus Stahl, der an der Ausgleichswelle befestigt ist, angeordnet ist, wobei ein anderer Ring aus Stahl die Verbindung zwischen dem Ritzel und dem nachgiebigen Material ermöglicht.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist das Ausgleichssystem für einen Verbrennungsmotor Ritzel auf, welche die Wellen antreiben, wobei die Ritzel aus einem Verbundmaterial realisiert sind.
Gemäß einem anderen Vorteil der Erfindung sind die Ritzel auf den Ringen aus Stahl angegossen.
Gemäß einem anderen Vorteil ist das nachgiebige Material aus Kautschuk in Form einer Margarite oder in Form einer Ellipse.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich offenbar.
1 stellt eine Gesamtansicht eines bekannten Ausgleichssystems dar.
2 stellt einen Axialschnitt des Ausgleichssystems dar, welches Gegenstand der Erfindung ist.
In 1 ist das Verzahnungssystem der Ausgleichswellen gezeichnet. Dieses System, das an zwei Ausgleichswellen (1, 2) befestigt ist, umfasst einen Zahnring (3), welcher auf dem nicht-dargestellten Kurbelwellenarm montiert ist, und mehrere Ritzel (4, 5, 6), welche an den Wellen befestigt sind. Eines der Ritzel (4) umgibt die erste Welle und wird durch den Zahnring angetrieben. Ein zweites Ritzel (5) ist fest mit der ersten Welle (1) verbunden. Es wird warm bzw. erhitzt aufgesetzt und befestigt sich an der Welle beim Abkühlen. Es treibt die zweite Ausgleichswelle (2) mittels eines Getriebes an, das in dieser Zeichnung durch ein Ritzel (6) dargestellt ist. Die Ritzel können aus Verbundmaterial, z.B. aus Kunststoff, sein oder aus aromatischem Hochtemperatur-Polyphtalamid, das mit Glasfasern oder Kohlenstofffasern verstärkt ist, um die Zahneingriffsgeräusche zu begrenzen.
In 2 kann man die Gesamtheit des Ausgleichssystems sehen, das auf den Ausgleichswellen montiert ist.
Dieses System ist aus einem nachgiebigen Ring (9) gebildet, der an der Welle (1) über zwei Ringe (7, 8) aus Stahl befestigt ist, wobei die Wellen (1, 2) dank der Gesamtheit des Getriebesystems, wie es bei 1 beschrieben ist, in Bewegung sind. Ein Ring (8) ermöglicht die Verbindung zwischen der Welle und dem nachgiebigen Ring, und ein anderer Ring (7) ermöglicht die Verbindung zwischen dem nachgiebigen Ring (9) und dem Ritzel (4), das durch den Zahnring angetrieben wird. Das Ritzel (4) aus Verbundmaterial kann auf den Ring aus Stahl (7) aufgegossen sein.
Die erste Welle (1) trägt den nachgiebigen Ring (9), welcher aus einem nachgiebigen Material, wie z.B. Kautschuk, gebildet ist, und welcher die Schwingungen, die durch die Kurbelwelle übertragen werden, absorbiert. In einer besonderen Ausführungsform kann der Kautschuk eine Form einer Margarite oder eine elliptische Form aufweisen, um eine nicht-lineare Steifigkeit in das System derart einzuführen, um die Resonanzphänomene zu vermeiden, welche einen Riss des Systems hervorrufen können, unter einem Entkoppeln der Schwingungen, welche von der Kurbelwelle herkommen.
Der Ring (7) ist vorzugsweise aus einem Stahl hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit hergestellt, um eine gegen die Abnutzung widerstandsfähige Verbindung zwischen dem Ritzel und dem Kautschukanschlag zu erhalten.
Dieses System, einschließlich der Ringe (7, 8, 9) aus Stahl, ermöglicht es, die dynamischen Momente, welche von der Kurbelwelle her kommen, zu filtern und somit die Schwingungen zu reduzieren. Eine winkelmäßige, relative Verstellung zwischen dem Ritzel (4) und der Ausgleichswelle (1) ist möglich dank dem Hinzufügen dieses Rings (9) aus weichem Material, wobei somit die Resonanzphänomene vermieden werden.
Des Weiteren vereinfachen diese Ringe (7, 8) den Montageschritt von Ausgleichskassetten durch Abschaffen der Keile, welche zwischen der Kassette und dem Zylindergehäuse des Motors gesetzt werden, um die Spiele der Verzahnungen zu begrenzen.
Diese zwei Ringe sind aus einem Stahl zusammengesetzt, der einen guten mechanischen Halt aufweist. Es ergibt sich hieraus eine bessere Widerstandsfähigkeit von diesen und eine weniger schnelle Abnutzung über die Zeit.

Claims

Ausgleichssystem für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Antriebswelle (1), welche ein erstes Ritzel (4) trägt, das durch einen Zahnring (3) der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird, und ein zweites Ritzel (5), das eine Abtriebswelle (2) durch ein drittes Ritzel (6) antreibt, das fest auf dieser letzteren befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ritzel (4) einen Ring (9) aus nachgiebigem Material enthält, der zwischen zwei Ringen (8, 7) aus Stahl eingefügt ist, die jeweils an der Antriebswelle (1) und am Inneren des Ritzels (4) befestigt sind.
Ausgleichssystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ritzel (4) aus einem Verbundmaterial realisiert ist.
Ausgleichssystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ritzel (4) auf einen Ring aus Stahl (7) übergossen ist.
Ausgleichssystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Material aus Kautschuk in Margaritenform oder elliptischer Form ist.