DE19826845C1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Brennkraftmaschine weist ein Kurbelgehäuse, in welchem sich eine Kurbelwelle mit wenigstens einem daran angebrachten Kolben befindet, und wenigstens eine mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehende Ausgleichswelle auf. Innerhalb des Kurbelgehäuses befindet sich Öl, und auf der wenigstens einen Ausgleichswelle sind Einrichtungen zur Förderung des Öls angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse nach der im Oberbegriff von An­ spruch 1 näher definierten Art.

In dem Kurbelgehäuse befindet sich im allgemeinen Öl zur Kühlung und Schmierung der Brennkraftmaschine.

Aus der US-PS 3,710,774 ist eine gattungsgemäße Brenn­ kraftmaschine mit in diesem Fall zwei Ausgleichswellen bekannt. Die über eine Zahnradanordnung durch die Kur­ belwelle angetriebenen Ausgleichswellen stehen jeweils mit Zahnrädern einer Ölpumpe in Verbindung, wodurch die Ausgleichswellen indirekt auch zur Förderung von Öl verwendbar sind.

Solche Ausgleichswellen dienen im allgemeinen dazu, die bei Brennkraftmaschinen aufgrund von rotierenden Teilen mit gewissen Exzentrizitäten auftretenden Vi­ brationen auszugleichen. Nachteilig bei dieser bekann­ ten Brennkraftmaschine ist jedoch die komplizierte und störanfällige Konstruktion sowie die zusätzlich not­ wendige Ölpumpe.

Eine weitere Brennkraftmaschine mit zwei Ausgleichs­ wellen ist aus der DE 37 05 346 C2 bekannt.

Um ein Fressen der Ausgleichswellen zu vermeiden, sind dieselben bei dieser bekannten Brennkraftmaschine über Ölkanäle mit der Ölversorgung der Kurbelwelle verbun­ den.

Zum allgemeinen Stand der Technik bei Brennkraftma­ schinen mit Ausgleichswellen wird auf die EP 0 789 165 A1, die DE 38 01 715 C2, die DE 40 05 616 A1, die DE 41 34 399 A1 und die DE-GM 91 04 812 verwiesen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei welcher eine konstruk­ tiv sehr einfach ausgebildete Förderung des in der Brennkraftmaschine zirkulierenden Schmieröles gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, die wenigstens eine Ausgleichswelle mit als Spirale ausgebildeten Einrichtungen versehen ist, die zur Förderung des Öls der Brennkraftmaschine dienen, so kann eine bereits bestehende und gemäß ihrem ursprünglichen Verwendungs­ zweck lediglich zum Ausgleich von Vibrationen vorgese­ hene Ausgleichswelle für eine andere Anwendung genutzt werden, ohne daß dabei bei der eigentlichen Verwendung Nachteile entstehen. Durch die auf der Ausgleichswelle angebrachte Spirale entsteht nämlich eine Absaug- und Förderwirkung für Öl, welche den Einsatz von zusätzli­ chen Absaugpumpen, auch solchen, die durch die Aus­ gleichswelle angetriebene werden, überflüssig machen, wodurch sich erhebliche Kostenreduzierungen erzielen lassen.

Des weiteren können durch die erfindungsgemäße Spirale auf der wenigstens einen Ausgleichswelle die umlaufen­ den Ölmengen innerhalb der Brennkraftmaschine redu­ ziert werden, da die vorhandene Ölmenge weitaus besser verteilt werden kann. Außerdem kann durch die erfin­ dungsgemäße Förderung von Öl die Öltemperatur gesenkt werden, da das Öl besser zirkulieren kann als bisher. Die Ölentsorgung ist darüber hinaus unabhängig von der Einbaulage der Brennkraftmaschine und die sogenannte Panscharbeit und eine damit verbundene Verlustleistung der Brennkraftmaschine kann reduziert werden. Die Spi­ rale kann überdies sehr einfach an der Ausgleichswelle angebracht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dar­ gestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit einer darin angeordneten erfindungsgemäßen Ausgleichswelle in einem Schnitt nach der Li­ nie I-I aus Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II aus Fig. 1; und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Kurbelgehäuse 1 einer in ihrer Ge­ samtheit nicht dargestellten Brennkraftmaschine. In dem Kurbelgehäuse 1 sind in an sich bekannter Weise in diesem Fall vier Zylinder 2 mit darin sich befindli­ chen Zylinderlaufbuchsen 3 angeordnet. In den Zylin­ derlaufbuchsen 3 befinden sich Kolben 4, welche über Pleuel 5 mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden sind. Von der Kurbelwelle sind in Fig. 1 lediglich Kurbelwellenlager 6 dargestellt.

An einem Ende der Kurbelwelle ist ein Kettenrad 7 an­ gebracht, welches über eine nicht dargestellte Kette mit einem Kettenritzel 8 verbunden ist. Das Kettenrit­ zel 8 ist über eine Verbindungsschraube 9 an einer Ausgleichswelle 10 befestigt, welche parallel zu der Kurbelwelle verläuft und an ihren beiden Enden über Wälzlager 11, 12 in dem Kurbelgehäuse 1 gelagert ist. Anstatt der Wälzlager 11 und 12 können selbstverständ­ lich auch geeignete Gleitlager vorgesehen sein.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind in dem Kurbelgehäuse 1 zwei Ausgleichswellen 10a und 10b in gleicher Weise jeweils in einem röhrenförmigen Tunnel 13a und 13b untergebracht, welche in das Kurbelgehäuse 1 eingegos­ sen sind. Die Ausgleichswellen 10a und 10b dienen in an sich bekannter Weise in erster Linie dazu, die bei der Brennkraftmaschine auftretenden Vibrationen, z. B. verursacht durch Exzentrizitäten der Kurbelwelle, aus­ zugleichen. Hierzu sind die Ausgleichswellen 10a und 10b, wie oben beschrieben, jeweils über das Kettenrad 7 und zwei separate Kettenritzel 8 mit der Kurbelwelle verbunden und rotieren mit einer bestimmten, von der Kurbelwelle abhängigen Drehzahl. In diesem Fall weist das Kettenritzel 8 jeweils die halbe Zähnezahl des Kettenrads 7 auf, wodurch die Ausgleichswellen 10a und 10b mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl rotieren. Ausgleichswellen 10 mit einer solchen Drehzahl werden auch als Lancasterwellen bezeichnet.

Alternativ zum Antrieb der Ausgleichswellen 10a und 10b über das Kettenrad 7 und die Kettenritzel 8 ist selbstverständlich auch ein Antrieb über Zahnräder, Zahnriemen oder andere geeignete Einrichtungen mög­ lich.

Am äußeren Umfang der beiden Ausgleichswellen 10a und 10b befinden sich als Spiralen 14 ausgebildete Ein­ richtungen, durch welche die Ausgleichswellen 10a und 10b zur Förderung von Öl verwendet werden können. Die Spiralen 14 sind einteilig mit den Ausgleichswellen 10a und 10b ausgebildet und berühren somit die Tunnels 13a und 13b. Die Spiralen 14 der Ausgleichswellen 10a und 10b weisen an ihrem Außenumfang gegenüber den Tun­ nels 13a und 13b des Kurbelgehäuses 1 eine Passung auf, um zu verhindern, daß ein Teil des Öls zwischen den Spiralen 14 und den Tunnels 13a und 13b durch­ fließt und somit nicht von den Spiralen 14 gefördert wird.

Um eine Absaugung und Förderung des Öls aus dem Kur­ belgehäuse 1 durch die Spiralen 14 der Ausgleichswelle 10a zu gewährleisten, befindet sich an der Unterseite eines Kurbelraums 15, also demjenigen Raum, in dem sich die Kurbelwelle befindet, eine Öffnung 16, die hier als länglicher Schlitz über die gesamte Länge des Tunnels 13a ausgebildet ist. Somit kann Öl von dem Kurbelraum 15 durch den Tunnel 13a zu der Ausgleichs­ welle 10a strömen.

Um diese Förderung des Öls für jeden einzelnen Zylin­ der 2 sicherzustellen, kann in nicht dargestellter Art und Weise auch im Bereich unterhalb von jedem der Zy­ linder 2 eine separate Öffnung 16 durch den Tunnel 13a zu der Ausgleichswelle 10a vorgesehen sein.

Um die Absaugung des Öls auch von einem nicht darge­ stellten Zylinderkopf zu gewährleisten, befinden sich in dem Kurbelgehäuse 1, wie in Fig. 3 dargestellt, mehrere Ölkanäle 17, die von dem Zylinderkopf bis zu dem Tunnel 13b und somit zu der Ausgleichswelle 10b reichen. Hierbei ist für jeden Zylinder 2 ein Ölkanal 17 vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist also die eine Ausgleichswelle 10a für die Absaugung von Öl aus dem Kurbelgehäuse 1 vorgesehen und die andere Ausgleichs­ welle 10b für die Absaugung von Öl aus dem Zylinder­ kopf. Fig. 3 zeigt des weiteren die Verbindung des Zylinderkopfs mit dem Kurbelgehäuse 1 über an sich bekannte Zylinderkopfschrauben 18.

Unterhalb der Tunnel 13a und 13b befindet sich ein Ölbehälter 19, der über die gesamte Breite des Kurbel­ gehäuses 1, jedoch nur über einen Teil der Länge der Ausgleichswellen 10a und 10b verläuft. Von den Tunnels 13a und 13b geht im vorliegenden Fall jeweils eine Öffnung 20a und 20b zu dem Ölbehälter 19. Die Öffnun­ gen 20a und 20b sind ungefähr in der Mitte der Länge der Ausgleichswellen 10a und 10b angeordnet, wobei zur Förderung des Öls in Richtung der Öffnungen 20a und 20b die Spirale 14 von dem einen Wälzlager 11 aus rechtsfördernd und von dem anderen Wälzlager 12 aus linksfördernd ausgebildet ist. Somit ist in Verbindung mit der Passung der Spiralen 14 innerhalb der Tunnels 13a und 13b sichergestellt, daß das Öl von jedem Punkt auf einer der Ausgleichswellen 10a oder 10b immer in Richtung der Öffnungen 20a bzw. 20b gefördert wird und somit in den Ölbehälter 19 gelangt.

Alternativ zu der Anbringung in der Mitte der Länge der Ausgleichswellen 10a und 10b können die Öffnungen 20a und 20b auch an dem einen oder dem anderen Ende der Ausgleichswellen 10a und 10b angeordnet sein und die Spiralen 14 können dann nur rechts- oder nur linksfördernd ausgebildet sein.

Die Spiralen 14 können bezüglich ihres Durchmessers und ihrer Steigung den entsprechenden Parametern der Brennkraftmaschine, wie z. B. der Ölmenge und der Dreh­ zahl, in geeigneter Weise angepaßt werden.

Alternativ zu den dargestellten zwei Ausgleichswellen 10a und 10b ist es auch möglich, nur eine Ausgleichs­ welle 10 oder eine größere Anzahl von Ausgleichswellen 10 vorzusehen. Des weiteren ist es nicht unbedingt zwingend, daß alle bei einer Brennkraftmaschine vorge­ sehenen Ausgleichswellen 10 mit Spiralen 14 versehen sind. Auch der Ort und die Lage der Ausgleichswellen 10 können anders ausgeführt sein.

Claims (15)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in welchem sich eine Kurbelwelle mit wenigstens einem daran angebrachten Kolben befindet, und mit wenig­ stens einer mit der Kurbelwelle in Antriebsverbin­ dung stehenden Ausgleichswelle, wobei sich inner­ halb des Kurbelgehäuses Öl befindet, und wobei auf der wenigstens einen Ausgleichswelle Einrichtungen zur Förderung des Öls angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Förderung des Öls als wenig­ stens eine Spirale (14) ausgebildet sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (14) einteilig mit der wenigstens ei­ nen Ausgleichswelle (10) ausgebildet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. an dem Kurbelgehäuse (1) wenigstens ein röhrenförmiger Tunnel (13) vorgesehen ist, in dem wenigstens eine Ausgleichswelle (10) angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Spirale (14) gegenüber dem wenigstens einen Tunnel (13) eine Passung auf­ weist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Tunnel (13) in das Kurbelge­ häuse (1) eingegossen ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Tunnel (13) wenigstens eine Öffnung (20a bzw. 20b) zu einem an dem Kurbelge­ häuse (1) angebrachten Ölbehälter (19) aufweist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (14) linksfördernd ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Öffnung (20a bzw. 20b) des Tunnels (13) zu dem Ölbehälter (19) an einem Ende des Tunnels (13) angeordnet ist.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (14) rechtsfördernd ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Öffnung (20a bzw. 20b) des Tunnels (13) zu dem Ölbehälter (19) an einem Ende des Tunnels (13) angeordnet ist.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der wenigstens einen Ausgleichswelle (10) zwei Spiralen (14) vorgesehen sind, welche in einem Teilbereich der Länge der wenigstens einen Aus­ gleichswelle (10) linksfördernd und in dem restli­ chen Teilbereich der wenigstens einen Ausgleichs­ welle (10) rechtsfördernd ausgebildet sind, wobei die jeweils wenigstens eine Öffnung (20a bzw. 20b) des Tunnels (13) zu dem Ölbehälter (19) in demje­ nigen Bereich angeordnet ist, in welchem sich der Übergang der linksfördernden Spirale (14) zu der rechtsfördernden Spirale (14) befindet.

10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. an dem Kurbelgehäuse (1) zwei Tunnels (13a, 13b) vorgesehen sind, in welchen jeweils eine Ausgleichswelle (10a, 10b) angeordnet ist.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ausgleichswellen (10a) für eine Förderung des Öls des Kurbelgehäuses (1) vorgesehen ist, und daß die andere Ausgleichswelle (10b) für eine För­ derung des Öls eines Zylinderkopfes vorgesehen ist.

12. Brennkraftmaschine Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Tunnel (13a), in dem die für eine Förde­ rung des Öls des Kurbelgehäuses (1) vorgesehene Ausgleichswelle (10a) angeordnet ist, wenigstens eine Öffnung (16) zu einem Kurbelraum (15) auf­ weist, in dem die Kurbelwelle angeordnet ist.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (16) des Tunnels (13a) zu dem Kurbel­ raum (15) als länglicher Schlitz ausgebildet ist, der wenigstens annähernd über die Länge des Tun­ nels (13a) verläuft.

14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jedes Zylinders (2) wenigstens eine Öffnung (16) des Tunnels (13a) zu dem Kurbelraum (15) angeordnet ist.

15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kurbelgehäuse (1) wenigstens ein Ölkanal (17) vorgesehen ist, der von dem Zylinderkopf bis zu demjenigen Tunnel (13b) verläuft, in dem die für eine Förderung des Öls des Zylinderkopfs vor­ gesehene Ausgleichswelle (10b) angeordnet ist.