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DE102004033927A1 - Ausgleichswellenantrieb - Google Patents

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DE102004033927A1
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Germany
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drive
crankshaft
balance
internal combustion
combustion engine
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DE102004033927A
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Inventor
Thomas Dipl.-Ing. Ullein
Reinhard Dipl.-Ing. Koch
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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INA Schaeffler KG
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Priority to PCT/EP2005/006878 priority patent/WO2006005430A1/de
Priority to CNA2005800233316A priority patent/CN1985106A/zh
Priority to EP05770258A priority patent/EP1766263A1/de
Priority to CA2572400A priority patent/CA2572400C/en
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22—Compensation of inertia forces
    • F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
    • F16F15/264—Rotating balancer shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H2035/003—Gearings comprising pulleys or toothed members of non-circular shape, e.g. elliptical gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Ausgleichstrieb zum Antrieb einer Ausgleichswelle eines Verbrennungsmotors mit einem Zahnriemen oder einer Kette, die ein Abtriebsrad der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einem Antriebsrad auf der oder den Ausgleichswellen verbindet, wobei das Antriebsrad (2, 2') der Kurbelwelle und/oder das oder die Antriebsräder (5) der Ausgleichswellen (4) derart unrund ausgebildet ist oder sind, dass sie dem Trieb eine Ungleichförmigkeit aufprägen, durch die Schwankungen in der Rotationsbewegung der Kurbelwelle (1) zumindest teilweise kompensiert werden.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf Ausgleichstriebe zum Antrieb einer oder mehrerer Ausgleichswellen eines Verbrennungsmotors mit einem Zahnriemen oder einer Kette, die ein Abtriebsrad der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einem oder mehreren Antriebsrädern auf den Ausgleichswellen verbindet.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Ausgleichstriebe gehen grundsätzlich von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ab und treiben massenbestückte Wellen (Ausgleichswellen) an, die z. B. einen Kolbenmassenausgleich bewirken. Derartige Triebe zeichnen sich im Allgemeinen dadurch aus, dass die Beanspruchung des Zugmittels sehr hoch ist. Dies entsteht in erster Linie dadurch, dass die Ausgleichswellen aufgrund ihrer hohen Massenträgheit das Bestreben haben, mit gleichförmiger Drehbewegung zu rotieren. Durch die Ungleichförmigkeit bei der Rotation der Kurbelwelle wird über das Zugmittel, also dem Zahnriemen oder die Kette, diese Ungleichförmigkeit auf die Ausgleichswelle übertragen, was zu extremen Beanspruchungen des Zugmittels führt. Die Situation wird dabei noch dadurch verschärft, dass die Ausgleichswellen häufig mit doppelter Motordrehzahl rotieren, was eine zusätzliche Beanspruchung (Zentrifugalkraft + Verschleißbean spruchung) des Zugmittels verursacht. Deshalb sind diese Triebe häufig nicht dauerfest und sehr reparaturanfällig.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleichstrieb der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass sich eine Verringerung der Belastung des Zugmittels und damit eine Lebensdauerverlängerung solcher Antriebe ergibt.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Abtriebsrad der Kurbelwelle und/oder das oder die Antriebsräder der Ausgleichwellen derart unrund ausgebildet sind, dass sie dem Trieb eine Ungleichförmigkeit aufprägen durch die Schwankungen in der Rotationsbewegung der Kurbelwelle zumindest teilweise kompensiert werden.
  • Die Erfindung nützt damit die bereits für Steuertriebe eingesetzte und bewährte Triebberuhigung durch unrunde Ausbildung eines Antriebszahnrads auch für den Fall eines Ausgleichswellenantriebs, bei welchem derartige Triebberuhigungen bisher noch nicht vorgesehen waren.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass das Antriebsrad und/oder das Abtriebsrad oval oder auch polygonal ausgebildet sind, wobei die Form im Wesentlichen nur von der Zahl der Zylinder des Verbrennungsmotors abhängt, da durch sie in erster Linie die Ungleichförmigkeiten bei der Rotation der Kurbelwelle verursacht werden und dadurch auch die Frequenz vorgegeben wird mit der eine gezielte Einbringung einer Gegenungleichförmigkeit erfolgen muss. Für Vierzylindermotoren bietet es sich an das Abtriebsrad oder das Antriebsrad als oval auszubilden.
  • Durch die erfindungsgemäße unrunde Ausbildung wird erreicht, dass in Phasen beschleunigter Bewegung, also wenn gerade der Verbrennungshub im Kolben des Verbrennungsmotors stattfindet, das Zugmittel sich auf einem klei neren Durchmesser befindet, um die Beschleunigung im Zugmittel und somit die Belastung zu reduzieren.
    •
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen:
  • 1 eine Teilansicht eines Motorraums mit der Kurbelwelle und zwei Ausgleichswellen mit einem Kettenantrieb,
  • 2 eine Ansicht eines als Abtriebs- oder Antriebsrad für einen erfindungsgemäßen Ausgleichstrieb verwendbaren Zahnrades für einen Riementrieb, und
  • 3 eine Ansicht eines als Abtriebs- oder Antriebsrad für einen erfindungsgemäßen Ausgleichstrieb verwendbaren Zahnrades für einen Kettenantrieb.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • In dem Motorausschnitt nach 1 erkennt man bei 1 die Kurbelwelle auf der erfindungsgemäß neben den üblichen anderen Abtriebszahnrädern auch ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Abtriebszahnrad 2 gemäß 2 drehfest aufgebracht ist, um über eine Kette oder Zahnriemen 3 die Ausgleichswellen 4 und 4' anzutreiben. Auf beiden sitzt ein Antriebszahnrad 5, wobei dieses Antriebszahnrad 5 entweder anstelle des Abtriebszahnrads 2 oder auch zusätzlich zu diesem als Ausgleichszahnrad mit ovaler oder polygonaler Ausbildung ausgestaltet sein kann. Bei ovaler Ausbildung des Abtriebszahnrads 2 und/oder der Antriebszahnräder 4 gemäß 2 ergibt sich ein optimaler Ausgleich für einen Vierzylindermotor. Das Gleiche gilt auch für das als Abtriebs- oder Antriebszahnrad geeignete Zahnrad 2 in 2, das speziell als Riemenrad für einen Riemenantrieb gestaltet ist.
    • 1
    Kurbelwelle
    2, 2'
    Abtriebszahnrad
    3
    Zahnriemen/Kette
    4, 4'
    Ausgleichswellen
    5
    Antriebszahnrad

Claims (3)

  1. Ausgleichstrieb zum Antrieb einer Ausgleichswelle eines Verbrennungsmotors mit einem Zahnriemen oder einer Kette, die ein Abtriebsrad der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einem oder mehreren Antriebsrädern auf den Ausgleichswellen verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (2, 2') der Kurbelwelle und/oder das oder die Antriebsräder (5) der Ausgleichswellen (4) derart unrund ausgebildet sind, dass sie dem Trieb eine Ungleichförmigkeit aufprägen, durch die Schwankungen in der Rotationsbewegung der Kurbelwelle (1) zumindest teilweise kompensiert werden.
  2. Ausgleichstrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (5) und/oder das oder die Abtriebsräder (2, 2') oval ausgebildet sind.
  3. Ausgleichstrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad und/oder das oder die Abtriebsräder polygonal ausgebildet sind.
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PCT/EP2005/006878 WO2006005430A1 (de) 2004-07-14 2005-06-25 Ausgleichswellenantrieb
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