DEM0002215MA - Brennkraftmaschine mit mehrfach gekröpfter Kurbelwelle. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehrfach gekröpfter Kurbelwelle. Bei derartigen Maschinen, insbesondere solchen mit hoher Drehzahl, ist es bekannt, parallel zur Kurbelwelle eine zweite glatte Welle anzuordnen und mit der Kurbelwelle durch ein oder mehrere Getriebe zu verbinden, um auf diese Weise die Steifigkeit des Wellensystems zu erhöhen und damit eine einwandfreie Beherrschung der Schwingungen II. Grades ohne Verwendung eines Schwingungsdämpfers zu ermöglichen. Die Anordnung dieser zusätzlichen Welle ist nun aber nicht nur teuer und umständlich, sondern hat auch einen erhöhten Platzbedarf für den Motor zur Folge, sodass der Vorteil der Vermeidung eines besonderen Schwingungsdämpfers ganz oder doch zum grössten Teil wieder aufgehoben wird.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird daher erfindungsgemäss die parallel zur Kurbelwelle angeordnete Steuer- oder Nockenwelle durch je einen Antrieb an ihren beiden Enden mit der Kurbelwelle zu einem geschlossenen Ringsystem verbunden. Die Steuerwelle ist bei jedem Viertaktmotor vor- handen und läuft parallel mit der Kurbelwelle über die ganze Motorlänge hin. Es ist also nur der Antrieb dieser Welle von beiden Enden aus vorzusehen, wobei man durch gegenseitige Verspannung erreichen kann, dass die Antriebszahnräder sich spiellos abwälzen. Die Verwendung der Steuerwelle zur Erhöhung der Steifigkeit der Kurbelwelle bietet aber auch noch den Vorteil, dass durch diese Maßnahme auch die Steuerwelle selbst versteift wird. Die Steuerwelle wird besonders bei Vielzylindermaschinen mit grosser Länge durch die Stöße der Brennstoffpumpe stark und infolge der verschiedenen Abstände der Brennstoffpumpen vom Antrieb verschieden verdreht. Diese Verdrehung ist lastabhängig und beeinflusst deshalb den Einspritzvorgang in den Zylindern. Wird z.B. bei einer normalen Achtzylindermaschine der Brennstoff von der Pumpe des Zylinders 8 gefördert, so wird die Steuerwelle infolge der ungünstigen Länge vom Antriebspunkt bis zur Pumpe 8 verhältnismässig stark verdreht. Erfolgt dagegen der Antrieb der Steuerwelle von beiden Seiten aus, so liegt die Brennstoffpumpe 8 unmittelbar neben dem Antrieb und die Welle kann sich daher nicht mehr so stark verdrehen. So ergeben sich daher für sämtliche Brennstoffpumpen annähernd gleiche Bedingungen, welche das Einstellen der Maschine wesentlich erleichtern. Durch diese Maßnahme kann auch die Steuerwelle dünner ausgeführt werden, was sich wieder günstiger auf die Konstruktion der Nocken und deren Befestigung auswirkt. Die Verwendung eines beiderseitigen Antriebs hat ausserdem den Vorteil, dass die Antriebsräder leichter ausgeführt werden können und dass ein Stoßen infolge vorhandenen Spieles, insbesondere durch die stoßartige Beanspruchung der Brennstoffpumpen, nicht eintreten kann, da die Zahnräder durch die gegenseitige Verspannung der Wellen stets kraftschlüssig sind. Dadurch wird die Beanspruchung innerhalb des Antriebes auf ein Minimum herabgesetzt und die unkontrollierbaren

Stoßbeanspruchungen beseitigt. Infolge der Verringerung der Zahnbreite tritt auch ein besseres Tragen der Zahnräder ein, wodurch sich ebenfalls bessere Angriffsverhältnisse ergeben.

Durch die Erfindung stellt sich also für die Brennkraftmaschine ein ruhiger Lauf und im Antrieb eine geringere Beanspruchung ein. Ausserdem wird aber auch eine Versteifung der Kurbelwelle erreicht, wodurch es möglich ist, die torsionskritischen Gebiete desjenigen Schwingungsgrades, welcher hauptsächlich durch den Motor und durch das angebaute Schwungrad bestimmt ist, über die maximale Betriebsdrehzahl zu legen. Bei dem Bestreben, gleiche Verhältnisse, wie bei einem Motor ohne das Wellenringsystem zu erreichen, wird man in der Lage sein, den Motor mit dünnerer Kurbelwelle und dünnerer Steuerwelle ausführen zu können, was neben Konstruktionsvorteilen auch eine wesentliche Verbilligung zur Folge hat.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigen

Fig.1 eine Seitenansicht der Brennkraftmaschine und

Fig.2 eine Stirnansicht der Brennkraftmaschine mit dem Steuerwellenantrieb.

Der Motor 1 mit der Kurbelwelle 2 und dem Schwungrad 3 weist an seiner Längsseite Nocken- oder Steuerwelle 4 auf. Die Steuerwelle 4 dient mittels der Nocken 5 zum Antrieb der Ventilstößel 6 und der einzelnen Brennstoffpumpen 7. Der Antrieb der Steuerwelle 4 erfolgt an beiden Enden über die Zahnradgetriebe 8, 9, 10 und 11, 12, 13. Durch eine entsprechende Verdrehung der Steuerwelle 4 bei der Montage ist das gesamte Ringsystem Kurbelwelle-Antrieb 1- Steuerwelle- Antrieb 2- Kurbelwelle vorgespannt, sodass ein ständiger Zahnflankenangriff bei den Antriebsrädern gewährleistet ist.

Der Steuerwellenantrieb muss natürlich nicht unbedingt durch Zahnradgetriebe erfolgen, sondern kann auch durch andere Antriebsarten, z.B. Kurbelstangen oder dergl. vorgenommen werden, wenn sie die Verspannung des Systems gestatten oder nur geringfügige Elastizität besitzen.

Claims (2)

1. Brennkraftmaschine mit mehrfach gekröpfter Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Kurbelwelle (2) angeordnete Steuer- oder Nockenwelle (4) durch je einen Antrieb (8, 9, 10 bezw. 11, 12, 13) an ihren beiden Enden mit der Kurbelwelle (2) zu einem geschlossenen Ringsystem verbunden sind.

2. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Nockenwelle (4) eine Verdrehungsvorspannung aufweist, sodass die Zahnräder (8, 9, 10 bezw. 11, 12, 13) der Verbindungsgetriebe unter Vorspannung stehen und ein ständiges Anliegen der Zahnflanken aneinander gewährleistet ist.