AT7628U1

AT7628U1 - Vorrichtung zum ausgleich der massenkräfte in hubkolbenmaschinen

Info

Publication number: AT7628U1
Application number: AT0036004U
Authority: AT
Inventors: Michael Dipl Ing Messing; Roland Dipl Ing Marzy
Original assignee: Magna Drivetrain Ag & Co Kg
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-06-27

Abstract

Eine Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte in Hubkolbenmaschinen, besteht aus einem Ausgleichsgehäuse (1) und darin gelagerten Ausgleichswellen (4,5), wobei das Ausgleichsgehäuse (1) direkt oder indirekt am Motorblock (30) befestigt ist, und die Ausgleichswellen (4,5) von der in ihren Grundlagern (32) gelagerten Kurbelwelle (31) aus angetrieben werden. Um Präzision der Lagerung, Schmierung und Festigkeit zu verbessern, ist das Ausgleichsgehäuse (1) einstückig und hat zwei in Kurbelwellenlängsrichtung (10) aufeinanderfolgende Zonen (2,3), wovon die erste Zone (2) die Ausgleichswellen (4,5) enthält und die zweite Zone (3) eine seichte Wanne (18) mit Verstärkungsrippen (20,21) und Öffnungen (22) ist.

Description

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 AT 007 628 U1

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte in Hubkolbenmaschinen, bestehend aus einem Ausgleichsgehäuse und einem Paar in diesem in Gleitlagern gelagerten Ausgleichswellen mit Ausgleichsgewichten, wobei das Ausgleichsgehäuse einteilig und direkt oder indirekt am Motorblock befestigt ist, und die Ausgleichswellen von der in ihren Grundlagern gelagerten Kurbelwelle aus angetrieben werden. Ausgleichswellen haben den Zweck, die bei Hubkolbenmaschinen entstehenden Massenkräfte und -momente auszugleichen. Sie werden vorzugsweise in hochtourigen, leichten Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, insbesondere paarweise in Motoren mit vier Zylindern in Reihe zum Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung. Sie rotieren im letzteren Anwendungsfall mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl, also mit bis über 10,000 Touren. Bisweilen wird durch Anordnung der Ausgleichsgewichte in einer Ebene, die den Motorschwerpunkt nicht enthält auch Nickschwingungen des Motorblockes entgegengewirkt. Die Ausgleichswellen sind dann aber wesentlich kürzer als die Kurbelwelle. Im Streben nach extremem Leichtbau hat man das Ausgleichsgehäuse als Strukturverstärkung für den Motorblock in der besonders hoch beanspruchten Region der Kurbelwellenlager schätzen gelernt. Weiters hat die Anordnung des Ausgleichsgehäuses zwischen der Kurbelwelle und dem Ölsumpf die vorteilhafte Nebenwirkung, abgeschleudertes Öl abzufangen, wodurch Schaumbildung entgegengewirkt ist. Dazu siehe die WO 01/27492 A1. All das bedeutet extreme Anforderungen an Präzision der Lagerung, Schmierung und Festigkeit. Zugleich soll die Ausgleichseinheit aber möglichst leicht und billig in der Herstellung sein. Es ist Ziel der Erfindung, das zu erreichen. Dazu ist erfindungsgemäß das Ausgleichsgehäuse einstückig und hat zwei in Kurbelwellenlängsrichtung aufeinanderfolgende Zonen, wovon die erste Zone die Ausgleichswellen enthält und die zweite Zone eine seichte Wanne mit Verstärkungsrippen und Öffnungen ist. So erfüllt das Ausgleichsgehäuse als Ganzes zwei zusätzliche Funktionen, nämlich die einer strukturellen Verstärkung und die eines Ölschirmes. In Weiterbildung der Erfindung hat die erste Zone des Ausgleichsgehäuses zwei die Lager enthaltenden Diafragmen, wovon eines den Übergang zur zweiten Zone bildet (Anspruch 2) und weiters Versteifungsrippen, die in Ebenen normal zur Kurbelwellenachse liegen (Anspruch 4). In den Diafragmen sind die Lagerflächen der Gleitlager als bearbeitete zylindrische Bohrungen ausgebildet (Anspruch 3). Dadurch hat die erste Zone bei geringstem Materialaufwand eine hohe Steifigkeit. In Weiterbildung der Erfindung hat die zweite Zone des Ausgleichsgehäuses an ihrer der Kurbelwelle abgewandten Seite Längs- und Querrippen und zwischen diesen schlitzförmige Öffnungen (Anspruch 5). So hat auch die als seichte Wanne ausgebildete zweite Zone eine erhebliche Steifigkeit, die durch die Schlitze dazwischen nicht beeinträchtigt ist. Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die erste Zone des Ausgleichsgehäuses an beiden Seiten in Kurbelwellenlängsrichtung verlaufende Flansche zur Verbindung mit dem Motorblock hat, wobei in der Kontaktfläche Nuten ausgebildet sind, die vom Motorblock kommendes Schmieröl Schmierkanälen in den beiden Diafragmen zuführen (Anspruch 6). Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar: Fig. 1: Eine axonometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgehäuses in Draufsicht, Fig. 2: eine axonometrische Ansicht desselben von unten, Fig. 3: einen Längsschnitt nach lll-lll in Fig. 1, Fig. 4: einen Querschnitt nach IV-IV in Fig. 3. In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Ausgleichsgehäuse insgesamt mit 1, dessen erste Zone mit zwei und dessen zweite Zone mit drei bezeichnet. In der ersten Zone 2 befinden sich eine erste Ausgleichswelle 4 mit einem Ausgleichsgewicht 4' und eine zweite Ausgleichswelle 5 mit einem Ausgleichsgewicht 5'. Die beiden Ausgleichswellen 4,5 sind in der ersten Zone 2 untergebracht, also nur etwa halb so lang wie das gesamte Ausgleichsgehäuse 1. Die Drehachse der erst in Fig. 3 abgebildeten Kurbelwelle ist mit 10 bezeichnet und der auf der Kurbelwelle drehfest sitzende Zahnradring mit 6. Dieser treibt ein erstes Zahnrad 7 auf der Ausgleichswelle 4, welches mit einem Zahnrad 8 auf der Ausgleichswelle 5 kämmt, sodass die beiden Ausgleichsellen 4,5 sich in entgegengesetzter Rich- 2 55

Claims

AT 007 628 U1 tung drehen. In der ersten Zone 2 des Ausgleichsgehäuses ist auf der den Zahnrädern 7, 8 zugewandten Seite ein erstes Diafragma 12 und in der Längsmitte ein zweites Diafragma 13, in denen die beiden Ausgleichswellen 4,5 gelagert sind. Weiters hat die erste Zone 2 in ebenen quer zur Kurbelwellen-5 achse 10 liegende Versteifungsrippen 14 und Putzen 15 zur Befestigung des Ausgleichsgehäuses 1 an einem Motorblock, an dem seine beiderseitigen Flansche 16 anliegen. Die zweite Zone 3 bildet eine Wanne 18, die leicht konkav ist und Rechtecke bildende Längsrippen 20 und Querrippen 21 hat. In diesen Rechtecken sind Schlitze 22 vorgesehen, durch die von der Kurbelwelle abgeschleudertes und von der Wanne 18 aufgefangenes Schmieröl in den 10 nicht dargestellten Sumpf abtropfen kann. In Fig. 3 ist von der Verbrennungskraftmaschine nur die Kurbelwelle 31 und andeutungsweise der Motorblock 30 zu sehen. Von diesen sind nur die Kontaktflächen 35 angedeutet, an denen das Ausgleichsgehäuse 1 anliegt und die Kurbelwellenlager 32. In diesem Schnitt sind auch die Lager 33, 34 der Ausgleichswelle 4 zu sehen, dahinter und unsichtbar sind die Lager 33', 34' der Aus-15 gleichswelle 5. Diese Lager werden einfach von fein bearbeiteten Bohrungen in den Diafragmen 12,13 gebildet, ohne eigene Lagerschalen zu besitzen. In dem Schnitt der Fig. 4 ist gezeigt, dass die Flansche 16 des Ausgleichsgehäuses 1 an den Kontaktflächen 35 am unteren Rand des Motorblockes 30 anliegen. Zumindest einer der beiden Flansche 16 hat eine Nut 40, in die über eine nicht dargestellte Bohrung im Motorblock 30 20 Schmieröl gelangt. Die Nut 40 stellt in Richtung der Kurbelwellenachse die Verbindung zu den Ölzufuhrbohrungen 41,42 her; die Bohrung 41 direkt zum Lager 34, die Bohrung 42 zum Lager 34', wobei sie die Bohrung 41 kreuzt und an ihrem äußeren Ende durch eine Kugel 43 verstopft ist. 25 ANSPRÜCHE: 30 35 40 45 50 1. Vorrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte in Hubkolbenmaschinen, bestehend aus einem Ausgleichsgehäuse und einem Paar in diesem gelagerten Ausgleichswellen (4,5) mit Ausgleichsgewichten (4',5'), wobei das Ausgleichsgehäuse (1) direkt oder indirekt am Motorblock (30) befestigt ist, und die Ausgleichswellen (4,5) von der in ihren Grundlagern (32) gelagerten Kurbelwelle (31) aus angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgehäuse (1) einstückig ist und zwei in Kurbelwellenlängsrichtung (10) aufeinanderfolgende Zonen (2,3) hat, wovon die erste Zone (2) die Ausgleichswellen (4,5) enthält und die zweite Zone (3) eine seichte Wanne (18) mit Verstärkungsrippen (20,21) und Öffnungen (22) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zone (2) des Ausgleichsgehäuses (1) zwei die Lager (33,34,33’,34’) der Ausgleichswellen (4,5) enthaltenden Diafragmen (12,13) hat, wovon eines (13) den Übergang von der ersten (2) zur zweiten Zone (3) bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (33,34,33',34') Gleitlager mit als Lagerflächen bearbeiteten zylindrischen Bohrungen in den Diafragmen (12,13) sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zone (2) des Ausgleichsgehäuses (1) Versteifungsrippen (14) hat, die in Ebenen normal zur Kurbelwellenachse (10) liegen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zone (3) des Ausgleichsgehäuses (1) an ihrer der Kurbelwelle (31) abgewandten Seite Längs- und Querrippen (20,21) und zwischen diesen schlitzförmige Öffnungen (22) hat.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zone (2) des Ausgleichsgehäuses (1) an beiden Seiten in Kurbelwellenlängsrichtung (10) verlaufende Flansche (16) zur Verbindung mit dem Motorblock (30) hat, wobei in der Kontaktfläche (35) der Flansche (16) Nuten (40) ausgebildet sind, die vom Motorblock kommendes Schmieröl Schmierkanälen (41,42) in den beiden Diafragmen (12,13) zuführen. 3 55