DE10032095B4 - Kurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Kurbeltrieb
für eine
Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Zylinder und einem Zylinderkopf,
sowie mit einer in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbelwelle,
auf deren Kurbelzapfen Pleuellager angeordnet sind, wobei eine in
einem Abstand r parallel zur Kurbelwelle angeordnete und gegensinnig
zur Kurbelwelle rotierende Ausgleichswelle vorgesehen ist, auf der
zum Ausgleich von Massenkräften
erster Ordnung Ausgleichsgewichte angeordnet sind, die zwischen
zwei auf der Kurbelwelle angeordneten Ausgleichsgewichten auf der
Höhe mindestens
einer der Pleuellager rotieren, dadurch gekennzeichnet, dass das
auf der Ausgleichswelle (46) angeordnete Ausgleichsgewicht (48)
mindestens eine Ausnehmung (54) aufweist, wodurch der Abstand r
zwischen Kurbelwelle (24) und Ausgleichswelle (46) reduziert werden kann.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus der
EP 0 780 593 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder bekannt, bei der parallel zur Kurbelwelle eine mit einem Ausgleichsgewicht versehene Ausgleichswelle für den Massenausgleich erster Ordnung angeordnet ist. Wie in der Druckschrift beschrieben, entsteht durch die mit einem Abstand r zur Kurbelwelle angeordnete Ausgleichswelle ein unerwünschtes zusätzliches Restmoment, das für eine entsprechende Schwingungsanregung des Motors, insbesondere bei höheren Drehzahlen sorgt. Zur Auflösung dieses Restmoments wird in derEP 0 780 593 A1 eine zusätzliche, im Zylinderkopf angeordnete Hilfswelle vorgeschlagen, die ein dem Betrag nach gleich großes Moment um die Kurbelwelle, aber in entgegen gesetzter Richtung zum Restmoment der Ausgleichswelle wirkendes Moment entgegenbringt. Nachteilig hierbei sind die zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen im Zusammenhang mit der Anordnung einer zusätzlichen Hilfswelle im Zylinderkopfgehäuse. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dass durch die Ausgleichswelle verursachte Restmoment durch einfache konstruktive Maßnahmen zu reduzieren.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Durch die im Ausgleichsgewicht der Ausgleichswelle vorgesehene Ausnehmung kann auf vorteilhafte Art und Weise der Abstand zwischen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle reduziert werden, wodurch gleichzeitig auch das Restmoment verringert wird. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise auf zusätzliche konstruktiv aufwendige Maßnahmen zur Reduzierung des Restmoments verzichtet werden.
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
- Ein Ausführungsbeispiel ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung erläutert.
- Letztere zeigt:
-
1 einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine, -
2 einen Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine, -
3 die perspektivliche Darstellung einer Ausgleichswelle und -
4 und5 zwei verschiedene Drehlagepositionen der Kurbelwelle zur Ausgleichswelle. - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Das zweiteilig aufgebaute Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine weist eine untere Kurbelgehäusehälfte
10 auf, an deren unteren Ende eine Ölwanne12 mit einem Ölsammelraum13 zum Auffangen des Schmieröl vorgesehen ist. In der oberen Kurbelgehäusehälfte14 sind zwei Zylinder16 und18 der als V-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine integriert. Die in den Zylindern16 ,18 angeordneten und nicht näher dargestellten Kolben sind über Pleuelstangen20 und22 mit einer Kurbelwelle24 verbunden. Auf dem Kurbelzapfen26 sind mit Hilfe von Zylinderschrauben28 die Pleuelfüße30 ,32 der beiden Pleuelstangen20 ,22 befestigt, während die Pleuelaugen34 ,36 über Kolbenbolzen mit den Kolben der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die Kurbelwelle24 weist zwei Lagerzapfen38 und40 auf, die in Hauptlagern im Kurbelgehäuse Aufnahme finden. Darüber hinaus sind auf der Kurbelwelle24 , wie allgemein üblich, als Gegengewichte zum Ausgleich der rotierenden und oszillierenden Massenkräfte Kurbelwellenwangen42 und44 angeordnet. Die oszillierenden Massen verursachen periodisch veränderliche Kräfte, die in der ersten Ordnung mit Kurbelwellendrehzahl umlaufen. Ein Ausgleich dieser Massen erfolgt durch eine ebenfalls im Kurbelgehäuse gelagerte Ausgleichswelle46 , die mit einem entsprechenden Ausgleichsgewicht48 versehen ist. Die Ausgleichswelle46 wird über die Kurbelwelle24 angetrieben und läuft mit gleicher Drehzahl, aber gegensinnig zur Kurbelwelle24 um. Die Gewichte der Kurbelwellenwangen42 ,44 und das Ausgleichsgewicht48 der Ausgleichswelle46 sind so abgestimmt, dass ein weitgehender Ausgleich der rotierenden und oszillierenden Massen erfolgt. Für den Antrieb der Ausgleichswelle46 ist auf der Kurbelwelle24 ein Antriebszahnrad50 und auf der Ausgleichswelle46 ein Abtriebszahnrad52 angeordnet, das kämmend in das Antriebszahnrad50 eingreift. Die Ausgleichswelle46 wird mit Hilfe von zwei Lagerzapfen51 und53 ebenfalls im Kurbelgehäuse aufgenommen. Die in3 auf der Ausgleichswelle46 neben dem Lagerzapfen53 angeordnete Verzahnung55 dient der formschlüssigen Aufnahme des zum Antrieb der Ausgleichswelle46 vorgesehenen Zahnrades52 . Die auf der Ausgleichswelle46 angeordneten und in Richtung ihrer Längsachse sich erstreckenden Rippen56 dienen der Versteifung der Ausgleichswelle46 . - Dadurch, dass die Drehachse der Ausgleichswelle
46 parallel und in einem Abstand r zur Drehachse der Kurbelwelle24 angeordnet ist, entsteht ein Restmoment, das dann am größten ist, wenn die zur Ausgleichswelle46 radialen Fliehkräfte des Ausgleichsgewichts48 senkrecht auf dem Abstand r stehen. Um die Ausgleichswelle46 möglichst in einem geringen Abstand r von der Drehachse der Kurbelwelle24 anordnen zu können, ist im Ausgleichsgewicht48 der Ausgleichswelle46 eine Ausnehmung54 vorgesehen. - Das Ausgleichsgewicht
48 der Ausgleichswelle46 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, zwischen den beiden rotierenden Kurbelwellenwangen42 ,44 angeordnet, wodurch der Abstand der Kurbelwelle24 von der Ausgleichswelle46 durch den Pleuelfuß30 und dessen Verschraubung28 am Kurbelzapfen26 bestimmt ist. - Durch die im Ausgleichsgewicht
48 mit einer kreisbogenförmigen Kontur versehene Ausnehmung54 , deren Breite im wesentlichen der Breite des Pleuelfußes30 entspricht, kann der Abstand zwischen der Kurbelwelle24 und der Ausgleichswelle46 reduziert werden. die kreisbogenförmige Kontur der Ausnehmung54 ist dabei der Hüllkurve des Pleuelfußes30 bzw. seiner Verschraubung28 angepaßt. Während der Drehbewegung der Kurbelwelle24 kann, wie in1 dargestellt, der Pleuelfuß30 im Bereich der Verschraubung28 in die Ausnehmung54 eingreifen, ohne daß die Rotation von Kurbelwelle24 und Ausgleichswelle46 gestört wird.
Claims (4)
- Kurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Zylinder und einem Zylinderkopf, sowie mit einer in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbelwelle, auf deren Kurbelzapfen Pleuellager angeordnet sind, wobei eine in einem Abstand r parallel zur Kurbelwelle angeordnete und gegensinnig zur Kurbelwelle rotierende Ausgleichswelle vorgesehen ist, auf der zum Ausgleich von Massenkräften erster Ordnung Ausgleichsgewichte angeordnet sind, die zwischen zwei auf der Kurbelwelle angeordneten Ausgleichsgewichten auf der Höhe mindestens einer der Pleuellager rotieren, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Ausgleichswelle (
46 ) angeordnete Ausgleichsgewicht (48 ) mindestens eine Ausnehmung (54 ) aufweist, wodurch der Abstand r zwischen Kurbelwelle (24 ) und Ausgleichswelle (46 ) reduziert werden kann. - Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (
54 ) mit einer kreisbogenförmigen Kontur versehen ist, die im wesentlichen der Hüllkurve eines Pleuelfußes (30 ) angepaßt ist. - Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die kreisbogenförmige Ausnehmung (
54 ) bis in die Ausgleichswelle (46 ) hinein erstreckt. - Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Kurbelzapfen (
26 ) zwei Pleuelstangen (20 ,22 ) versetzt zueinander gelagert sind und dass sich die im Ausgleichsgewicht (48 ) vorgesehene Ausnehmung (54 ) im wesentlichen über die Breite eines Pleuelfußes (30 ) erstreckt.
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