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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts einer rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus einer Vielzahl von Teilen, einschließlich einer Kurbelwelle und einer Dämpfungsriemenscheibe, besteht, in einem Verbrennungsmotor mit einem Motorkörper, an dem die Dämpfungsriemenscheibe zusammen mit anderen Teilen montiert ist.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Ein Motorkörper, der in ein Kraftfahrzeug oder dergleichen eingebaut ist, weist Kolben auf, die in Zylindern angeordnet sind, die im Zylinderkörper ausgebildet sind, so dass die Kolben sich darin auf und ab bewegen können. Die Kolben sind über Pleuelstangen mit der Kurbelwelle verbunden, bei der es sich um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors handelt. Der Zylinderkopf ist am oberen Ende des Zylinderblocks vorgesehen, und die Brennkammern sind zwischen dem Zylinderkopf und den jeweiligen Kolben definiert. Die Kolben bewegen sich auf und ab, wenn Luft/Brennstoff-Mischungen in den Brennkammern verbrannt werden, und die Auf- und Abbewegung der Kolben dreht die Kurbelwelle über die Pleuelstangen.
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Verschiedene Teile sind am Motorkörper montiert, wie eine Dämpferriemenscheibe, die am vorderen Ende der Kurbelwelle angebracht ist, und ein Schwungrad, das am hinteren Ende der Kurbelwelle angebracht ist. In dieser Schrift wird eine Baugruppe, die dadurch erhalten wird, dass solche Teile einschließlich der Dampfungsriemenscheibe und des Schwungrads am Motorkörper montiert werden, als „Motorbaugruppe” bezeichnet.
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Unter den am Motorkörper montierten Teilen ist die Dämpfungsriemenscheibe eine Riemenscheibe, die eine Dämpfungsfunktion aufweist sowie die Funktion, die Drehkraft von der Kurbelwelle zu Zubehörteilen, wie denen in einem Kraftfahrzeug (z. B. einem Kompressor für die Klimaanlage, einer Lenkhilfepumpe) zu übertragen. Beispielsweise beschreibt die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr.
JP S63-246 564 A die genannte Technik. Aus der
US 2006/0 052 170 A1 ist eine weitere Rotationsgleichgewichts-Einstellungsanordnung für einen Verbrennungsmotor bekannt.
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Ein Beispiel für eine Dämpfungsriemenscheibe ist in 13 dargestellt. Die Dämpfungsriemenscheibe 402 dieses Beispiels weist eine zylindrische Nabe 421 auf, die über Arme 425 und einen Vorsprung 424, einen Dämpfungsgummi 423, der am Außenrand der Nabe 421 vorgesehen ist, eine zylindrische Dämpfungsmasse 422, die am Außenrand des Dämpfungsgummis 423 vorgesehen ist, mit einer Kurbelwelle 150 verbunden ist. Wenn die Kurbelwelle 150 sich dreht, schwingen entsprechend dieser Anordnung die Nabe 421 und die Dämpfungsmasse 422 mit dem zwischen ihnen angeordneten Dämpfungsgummi 423 mit, und dieses Mitschwingen löscht die Drehschwingung der Kurbelwelle 150, so dass die Schwingung der Kurbelwelle 150 gedämpft wird. Außerdem sind in dieser Dämpfungsriemenscheibe 402 V-Nuten 422a in der Außenfläche der Dämpfungsmasse 422 ausgebildet, und der Riemen zum Antreiben der Zubehöreinrichtungen, wie des Klimaanlagenkompressors und der Lenkhilfepumpe, wird unter Einpassung in die V-Nuten 422a um die Dämpfungsriemenscheibe 402 gewickelt.
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In der Regel wird das Rotationsgleichgewicht einer rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus einer Vielzahl von Teilen, die am Motorkörper montiert werden, besteht (z. B. einer Dämpfungsriemenscheibe, einem Schwungrad, einer Kurbelwelle), durch Einstellen des Rotationsgleichgewichts jedes einzelnen Teils eingestellt. Um ein gewünschtes Rotationsgleichgewicht der Motorbaugruppe zu erhalten, muss daher das Rotationsgleichgewicht jedes einzelnen Teils fein eingestellt werden. Selbst wenn ein gewünschtes Rotationsgleichgewicht für jedes einzelne Teil, aus dem die rotierende Teile enthaltende Baugruppe besteht, erhalten werden kann, kann die Drehung der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die an der Motorbaugruppe montiert ist, beispielsweise aufgrund von Toleranzen bei der Befestigung der jeweiligen Teile an der Kurbelwelle aus dem Gleichgewicht geraten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor diesem Hintergrund wurde die Erfindung durchgeführt, um eine Anordnung und ein Verfahren zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts einer rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus einer Vielzahl von Teilen, einschließlich einer Kurbelwelle und einer Dämpfungsriemenscheibe, besteht, zu schaffen, ohne das Rotationsgleichgewicht jedes einzelnen Teils fein einstellen zu müssen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Rotationsgleichgewichts-Einstellungsanordnung für einen Verbrennungsmotor, die Folgendes aufweist: eine Dämpfungsriemenscheibe mit einem elastischen Element, das am Außenrand einer Nabe vorgesehen ist, und einer Dämpfungsmasse, die am Außenrand des elastischen Elements vorgesehen ist; eine Motorbaugruppe mit einem Motorkörper und einer Vielzahl von Teilen, die am Motorkörper montiert sind, wobei die Vielzahl von Teilen die Dämpfungsriemenscheibe einschließt; und ein Ausgleichsstück, das lösbar an der Dämpfungsmasse angebracht ist, um das Rotationsgleichgewicht der Motorbaugruppe einzustellen.
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Die Dämpfungsmasse weist einen Befestigungsabschnitt auf, an dem das Ausgleichsstück befestigt wird; und der Befestigungsabschnitt ist an einem Abschnitt der Dämpfungsmasse an der Seite vorgesehen, die dem Ort, an dem der Motorkörper angeordnet ist, entgegengesetzt ist, und so gestaltet ist, dass der Befestigungsabschnitt in das Ausgleichsstück eingepasst werden kann. Ein konkaver Abschnitt, in den das Ausgleichsstück einhakt, ist im Befestigungsabschnitt ausgebildet.
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Die Rotationsgleichgewichts-Einstellungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann so beschaffen sein, dass der Befestigungsabschnitt ringförmig ist und entlang des Umfangs eines Abschnitts der Dämpfungsmasse auf der Seite, die dem Ort, wo sich der Motorkörper befindet, entgegengesetzt ist, verläuft.
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Die Rotationsgleichgewichts-Einstellungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann so beschaffen sein, dass das Ausgleichsstück einen Klemmenabschnitt aufweist, in den der Befestigungsabschnitt eingepasst wird, und einen Gewichtabschnitt, der als Ausgleichsgewicht dient, wobei der Klemmenabschnitt und der Gewichtabschnitt einstückig ausgebildet sind.
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Die Rotationsgleichgewichts-Einstellungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann so beschaffen sein, dass das Ausgleichsstück mehrfach vorhanden ist und jedes der Ausgleichsstücke eine andere Masse aufweist.
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Die Rotationsgleichgewichts-Einstellungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann so beschaffen sein, dass der Abstand zwischen dem oberen Ende des Befestigungsabschnitts und einem Kontaktpunkt zwischen einem unteren Rand des Klemmenabschnitts und dem Befestigungsabschnitt ein erster Abstand ist; der Abstand zwischen der Mitte des konkaven Abschnitts und der vorderen Stirnfläche des Befestigungsabschnitts ein zweiter Abstand ist; der Abstand zwischen einer Seite eines Klemmspalts des Klemmenabschnitts und der anderen Seite des Klemmspalts ein dritter Abstand ist; und das Verhältnis zwischen dem ersten Abstand und dem dritten Abstand, das Verhältnis zwischen dem zweiten Abstand und dem dritten Abstand und das Verhältnis zwischen dem ersten Abstand und dem zweiten Abstand im Bereich von 0,5 bis 1,5 liegen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Rotationsgleichgewichts-Einstellungsverfahren für einen Verbrennungsmotor, das folgendes einschließt: Zusammenbauen eines Verbrennungsmotors, der dadurch zusammengebaut wird, dass eine Vielzahl von Teilen am Motorkörper montiert wird, wobei die Vielzahl von Teilen eine Dämpfungsriemenscheibe mit einem elastischen Element, das am Außenrand einer Nabe vorgesehen ist, und einer Dämpfungsmasse, die am Außenrand des elastischen Elements vorgesehen ist, einschließt; und Einstellen des Rotationsgleichgewichts der Motorbaugruppe durch Befestigen eines Ausgleichsstücks an der Dämpfungsmasse. Die Dämpfungsmasse weist einen Befestigungsabschnitt auf, an dem das Ausgleichsstück befestigt wird; und der Befestigungsabschnitt ist an einem Abschnitt der Dämpfungsmasse an der Seite vorgesehen, die dem Ort, an dem der Motorkörper angeordnet ist, entgegengesetzt ist, und so gestaltet ist, dass der Befestigungsabschnitt in das Ausgleichsstück eingepasst werden kann. Ein konkaver Abschnitt, in den das Ausgleichsstück einhakt, ist im Befestigungsabschnitt ausgebildet.
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Das Rotationsgleichgewichts-Einstellungsverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann so beschaffen sein, dass das Rotationsgleichgewicht der Motorbaugruppe durch Befestigen einer Vielzahl von Ausgleichsstücken, die jeweils verschiedene Massen aufweisen, an der Dämpfungsmasse eingestellt wird.
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Man beachte, dass „eine Vielzahl von Teilen (aus denen die rotierende Teile enthaltende Baugruppe besteht)” die Teile darstellt, die am Motorkörper montiert werden und sich zusammen mit der Kurbelwelle drehen (einschließlich der Dämpfungsriemenscheibe).
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Da das Ausgleichsstück erfindungsgemäß an der Dämpfungsmasse befestigt wird, die am Außenrand des elastischen Elements der Dämpfungsriemenscheibe vorgesehen ist, kann die Aufschlagskraft, die auftritt, wenn das Ausgleichsstück an der Dämpfungsmasse angebracht wird, durch das elastische Element absorbiert werden, und dies eliminiert die Gefahr, dass die jeweiligen Teile des Motorkörpers beschädigt werden, wenn das Ausgleichsstück angebracht wird. Da das elastische Element zwischen der Nabe und der Dämpfungsmasse vorgesehen ist, können ferner beispielsweise die Nabe und die Dämpfungsmasse mit dem zwischen ihnen angeordneten elastischen Element mitschwingen, wenn sich die Kurbelwelle dreht, und dieses Mitschwingen löscht die Drehschwingung der Kurbelwelle, so dass die Schwingung der Kurbelwelle gedämpft wird.
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Ferner wird die Motorbaugruppe erfindungsgemäß zuerst durch Montieren der Teile einschließlich der Dämpfungsriemenscheibe am Motorkörper zusammengebaut, und dann wird das Rotationsgleichgewicht der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die an der Motorbaugruppe montiert ist, durch Befestigen des Ausgleichsstücks an der Dämpfungsmasse eingestellt. Daher kann das Rotationsgleichgewicht der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus den jeweiligen Teilen einschließlich der Kurbelwelle und der Dämpfungsriemenscheibe besteht, richtig eingestellt werden, ohne das Rotationsgleichgewicht jedes einzelnen Teils fein einstellen zu müssen.
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Um eine ausreichende Greifkraft des Ausgleichsstücks zu erhalten, um dadurch zu verhindern, dass sich das Ausgleichsstück von der Dämpfungsmasse löst, wenn die Dämpfungsriemenscheibe sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, wird das Ausgleichsstück erfindungsgemäß durch Verarbeiten einer flexiblen Metallplatte (einer Stahlplatte) zu einer speziellen Form (siehe 4A und 4B) ausgebildet, und das solchermaßen ausgebildete Ausgleichsstück wird dadurch an der Dämpfungsriemenscheibe befestigt, dass es an dieser aufgeklopft wird (siehe 6). Wenn ein solches Ausgleichsstück verwendet wird, kommt es zu einem Aufschlag, wenn das Ausgleichsstück aufgeklopft wird. In der Erfindung wird das Ausgleichsstück jedoch an der Dämpfungsmasse befestigt, die am Außenumfang des elastischen Elements (des Dämpfungsgummis) vorgesehen ist, und daher kann die Aufschlagskraft von dem elastischen Element absorbiert werden.
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Erfindungsgemäß wird, wie oben beschrieben, die Motorbaugruppe zuerst durch Montieren der Teile einschließlich der Dämpfungsriemenscheibe am Motorkörper zusammengesetzt, und dann wird das Rotationsgleichgewicht der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus den jeweiligen Teilen einschließlich der Kurbelwelle und der Dämpfungsriemenscheibe besteht, durch Befestigen des Ausgleichsstücks an der Dämpfungsmasse, die am Außenrand des elastischen Elements der Dämpfungsriemenscheibe vorgesehen ist, eingestellt. Somit ist es nicht nötig, Feineinstellungen des Rotationsgleichgewichts jedes einzelnen Teils vorzunehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitende Zeichnung deutlich, in der gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und in der:
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1 eine schematische Darstellung der Anordnung einer Motorbaugruppe im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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2 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Motorkörpers der in 1 dargestellten Motorbaugruppe ist;
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3 eine vertikale Querschnittsdarstellung ist, die eine Beispielsanordnung der Dämpfungsriemenscheibe des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;
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4A eine Vorderansicht des Ausgleichsstücks des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist;
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4B eine Seitenansicht des Ausgleichsstücks im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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5 eine perspektivische Darstellung des in 4A und 4B dargestellten Ausgleichsstücks ist;
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6 eine Darstellung ist, die die Vorgehensweise beim Befestigen des Ausgleichsstücks an der Dämpfungsriemenscheibe im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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7 eine vertikale Querschnittsdarstellung ist, die die Dämpfungsriemenscheibe und das daran befestigte Ausgleichsstück im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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8 eine Darstellung ist, die die Wirkung des Ausgleichsstücks im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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9 eine Darstellung ist, die die dimensionalen Beziehungen zwischen dem Klemmspalt des Ausgleichsstücks und dem Befestigungsabschnitt der Dämpfungsriemenscheibe im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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10A eine Vorderansicht des Ausgleichsstücks im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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10B eine Seitenansicht des Ausgleichsstücks im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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11 eine perspektivische Darstellung des in 10A und 10B dargestellten Ausgleichsstücks ist;
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12 eine vertikale Querschnittsdarstellung einer Beispielsanordnung der Dämpfungsriemenscheibe im dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; und
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13 eine vertikale Querschnittsdarstellung der Anordnung einer Dämpfungsriemenscheibe der verwandten Technik ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1. ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
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Eine Motorbaugruppe A, auf die die Erfindung angewendet wird, weist einen Motorkörper 1, eine Dämpfungsriemenscheibe 2, die am vorderen Ende einer Kurbelwelle 150 des Motorkörpers 1 vorgesehen ist, und ein Schwungrad 3, das am hinteren Ende der Kurbelwelle 150 vorgesehen ist, auf. Ein Kurbelritzel 4 zum Antreiben von Kurbelwellen ist nahe dem vorderen Ende der Kurbelwelle 150 vorgesehen. Das Kurbelritzel 4 ist eines der Teile, aus denen die „rotierende Teile enthaltende Baugruppe” besteht.
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Ein Kurbelrotor und eine Antriebsscheibe, die verwendet werden, um die Drehstellung und die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle zu erfassen, können im Motorkörper 1 als Komponenten der Motorbaugruppe A vorgesehen sein.
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Nun werden die Anordnungen des Motorkörpers 1 und der Dämpfungsriemenscheibe 2 beschrieben.
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2 ist eine schematische Darstellung eines Beispielsaufbaus des Motorkörpers 1.
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Der Motorkörper 1 im ersten Ausführungsbeispiel ist ein Motorkörper eines V-Acht-Motors, der in einem Kraftfahrzeug montiert ist. Der Motorkörper 1 weist ein Paar Bänke (Zylindergruppen) 102L, 102R auf, die in Form des Buchstabens „V” von der Oberseite des Zylinderblocks 101 vorstehen. Ein Zylinderkopf 103L ist an der Bank 102L vorgesehen, und eine Kopfabdeckung 104L ist am oberen Ende des Zylinderkopfs 103L angebracht. Ebenso ist ein Zylinderkopf 103R an der Bank 102R vorgesehen, und eine Kopfabdeckung 104R ist am oberen Ende des Zylinderkopfs 103R angebracht. Im Zylinderblock 101 beinhaltet die Bank 102L eine Vielzahl von Zylindern 105L (z. B. vier Zylinder 105L), und die Bank 102R beinhaltet eine Vielzahl von Zylindern 105R (z. B. vier Zylinder 105R). Der Zylinderwinkel zwischen den Zylindern 105L und den Zylindern 105R ist beispielsweise 90°. Die Kolben 151L, 151R sind so in den jeweiligen Zylindern 105L, 105R angeordnet, dass die Kolben 151L, 151R sich darin auf und ab bewegen können. Die Kolben 151L, 151R sind über Pleuelstangen 152L, 152R antriebsmäßig mit der Kurbelwelle 150 verbunden. Ein Kurbelgehäuse 106 ist am Boden des Zylinderblocks 101 angebracht. Der Raum im unteren Bereich des Zylinderblocks 101 und der Raum im Kurbelgehäuse 106 bilden zusammen eine Kurbelkammer 1061. Eine Ölwanne 162, bei der es sich um einen Ölaufnahmeabschnitt handelt, ist unter dem Kurbelgehäuse 106 vorgesehen.
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Im ersten Ausführungsbeispiel ist jeder der Zylinderköpfe 103L, 103R ein mehrstückiger Zylinderkopf. Das heißt, der Zylinderkopf 103L besteht aus einem Zylinderkopfkörper 137L, der an der Oberseite des Zylinderblocks 101 angebracht ist, und einem Nockenwellengehäuse 138L, das am Zylinderkopfkörper 137L angebracht ist, und der Zylinderkopf 103R besteht aus einem Zylinderkopfkörper 137R, der an der Oberseite des Zylinderblocks 101 angebracht ist, und einem Nockenwellengehäuse 138R, das am Zylinderkopfkörper 137R angebracht ist.
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Im Zylinderkopfkörper 137L des Zylinderkopfs 103L sind für jeden Zylinder 105L eine Einlassmündung 131L und eine Auslassmündung 133L ausgebildet. Ebenso sind im Zylinderkopfkörper 137R des Zylinderkopfs 103R für jeden Zylinder 105R eine Einlassmündung 131R und eine Auslassmündung 133R ausgebildet. Die Einlassmündungen 131L, 131R und die Auslassmündungen 133L, 133R kommunizieren mit Brennkammern 176L bzw. 176R. Zündkerzen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, sind an den Scheiteln der jeweiligen Brennkammern 176L, 176R angeordnet.
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Einlassventile 132L sind im Zylinderkopfkörper 137L vorgesehen und öffnen und schließen die Einlassmündungen 131L, und Einlassventile 132R sind im Zylinderkopfkörper 137R vorgesehen und öffnen und schließen die Einlassmündungen 131R. Auf der anderen Seite sind Auslassventile 134L im Zylinderkopfkörper 137L vorgesehen und öffnen und schließen die Auslassmündungen 133RL, und Auslassventile 134R sind im Zylinderkopfkörper 137L vorgesehen und öffnen und schließen die Auslassventile 133R. Nockenwellen 135L, 136L sind in einer Nockenkammer 141 vorgesehen, die zwischen dem Nockenwellengehäuse 138L und der Kopfabdeckung 104L im Zylinderkopf 103L ausgebildet ist. Die Einlassventile 132L öffnen und schließen sich, während die Nockenwelle 135L sich dreht, und die Auslassventile 134L öffnen und schließen sich, während die Nockenwelle 136L sich dreht. Ebenso sind Nockenwellen 135R, 136R in einer Nockenkammer 141R vorgesehen, die zwischen dem Nockenwellengehäuse 138R und der Kopfabdeckung 104R im Zylinderkopf 103R ausgebildet ist. Die Einlassventile 132R öffnen und schließen sich, wenn sich die Nockenwelle 135R dreht, und die Auslassventile 132R öffnen und schließen sich, wenn sich die Nockenwelle 136R dreht.
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Ein Einlasssammler 107L ist an einem oberen Abschnitt der Bank 102L des Zylinderkopfkörpers 137L an dessen Innenseite (der Seite, die der Bank 102R näher ist) angebracht, und ein Einlasssammler 107R ist an einem oberen Abschnitt der Bank 102R des Zylinderkopfkörpers 137R an dessen Innenseite (der Seite, die der Bank 102L näher ist) angebracht. Die Einlassmündungen 131L kommunizieren mit den jeweiligen stromabwärtsseitigen Enden des Einlasskanals 107L, und die Einlassmündungen 131R kommunizieren mit den jeweiligen stromabwärtsseitigen Enden des Einlasssammlers 107R. Dagegen sind Auslasssammler, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, an den Außenseiten der Bänke 102L, 102R der Zylinderkopfkörper 137L bzw. 137R angebracht, und die Auslassmündungen 133L, 133R kommunizieren mit den jeweiligen stromaufwärtsseitigen Enden der Auslasssammler.
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Ein Mündungs-Kraftstoffeinspritzer (ein Kraftstoffeinspritzventil) 175L ist in der Einlassmündung 131L für jeden Zylinder 105L im Zylinderkopfkörper 137L vorgesehen, und ein Mündungs-Kraftstoffeinspritzer 175R ist in der Einlassmündung 131R für jeden Zylinder 105R im Zylinderkopfkörper 137R vorgesehen. Wenn Kraftstoff von den Mündungs-Kraftstoffeinspritzern 175L, 175R eingespritzt wird, wird der Kraftstoff, der von jedem Mindungs-Kraftstoffeinspritzer 175L, 175R eingespritzt wird, mit der Luft, die in den Einlasssammler 107L, 107R gesaugt wird, gemischt, und die so erzeugte Luft/Kraftstoff-Mischung wird in die Brennkammer 176L, 176R gesaugt, wenn das Einlassventil 132L, 132R geöffnet wird. Im ersten Ausführungsbeispiel sind ferner Zylinderdirekteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzer (Zylinderdirekteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzventile) 178L, 178R in den Zylinderkopfkörpern 137L bzw. 137R vorgesehen. Die Zylinderdirekteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzer 178L, 178R spritzen Kraftstoff direkt in die jeweiligen Brennkammern 176L, 176R ein.
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Die Mündungs-Kraftstoffeinspritzer 175L, 175R und die Zylinderdirekteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzer 178L, 178R werden gesteuert, um Kraftstoff auf verschiedene Weise einzuspritzen. Wenn die Motorlast beispielsweise niedrig oder mittelhoch ist, werden in jedem Zylinder 105, 105R der Mündungs-Kraftstoffeinspritzer 175L, 175R und der Zylinderdirekteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzer 178L, 178R beide verwendet, um Kraftstoff einzuspritzen, so dass eine homogene Luft/Kraftstoff-Mischung darin erzeugt wird, um die Kraftstoffausnutzung zu verbessern und Emissionen zu verringern. Wenn die Motorlast hoch ist, wird dagegen in jedem Zylinder 105L, 105R nur der Zylinderdirekteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzer 178L, 178R verwendet, um Kraftstoff einzuspritzen, so dass die Ansaugleistung besser wird und Klopfgeräusche aufgrund der Kühlwirkung der angesaugten Luft verringert werden. Man beachte, dass die Kraftstoffeinspritzungs-Steuerung der Mündungs-Kraftstoffeinspritzer 175L, 175R und der Zylinderdirekteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzer 178L, 178R nicht auf die Genannte beschränkt ist.
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3 ist eine vertikale Schnittdarstellung einer Beispielsanordnung der Dämpfungsriemenscheibe 2 im Motorkörper 1.
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Die Dämpfungsriemenscheibe 2 ist mit der Kurbelwelle 150 des Motorkörpers 1 verkoppelt. Ein Riemen ist um den Außenrand der Dämpfungsriemenscheibe 2 gewickelt, und Zubehöreinrichtungen (z. B. ein Kompressor für eine Klimaanlage, eine Lenkhilfepumpe) werden durch die Drehkraft angetrieben, die über den Riemen von der Drehwelle der Dämpfungsriemenscheibe 2 übertragen wird.
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Die Dämpfungsriemenscheibe 2 weist eine zylindrische Nabe 21, einen Vorsprung 24, der über Arme 25 mit der Nabe 21 verbunden ist, einen Dämpfungsgummi (ein elastisches Element) 23, das am Außenrand der Nabe 21 vorgesehen ist, eine zylindrische Dämpfungsmasse 22, die am Außenrand des Dämpfungsgummis 23 vorgesehen ist, auf. Die Nabe 21 ist über die Arme 25 und den Vorsprung 24 mit der Kurbelwelle 250 verbunden. Die Nabe 21, der Vorsprung 24 und die Arme 25 sind einstückig ausgebildet. Die Nabe 21 und die Dämpfungsmasse 22 sind beispielsweise aus Gusseisen gebildet.
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Das heißt, in der in 3 dargestellten Dämpfungsriemenscheibe 2 ist der Dämpfungsgummi 23 zwischen der Nabe 21 und der Dämpfungsmasse 22 vorgesehen. In der Außenfläche der Dämpfungsmasse 22 sind eine Vielzahl von V-Nuten 22a ausgebildet, die in Umfangsrichtung verlaufen und an denen der Riemen zum Antreiben der Zubehöreinrichtungen (z. B. des Kompressors für eine Klimaanlage, eine Lenkhilfepumpe) eingepasst wird. Der Dämpfungsgummi 23 ist beispielsweise aus EPDM-Gummi (Ethylen/Propylen/Dien-Monomer-Gummi) gefertigt.
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Entsprechend der Dämpfungsriemenscheibe 2 im ersten Ausführungsbeispiel ist der Dämpfungsgummi 23 zwischen der Nabe 21 und der Dämpfungsmasse 33 vorgesehen, und daher schwingen die Nabe 21 und die Dämpfungsmasse 22 mit dem zwischen ihnen angeordneten Dämpfungsgummi 23, wenn die Kurbelwelle 150 sich dreht, und dieses Mitschwingen löscht die Drehschwingung der Kurbelwelle 150, so dass die Schwingung der Kurbelwelle 150 gedämpft wird. Die natürliche Frequenz der Dämpfungsriemenscheibe 2 entspricht der Frequenz der Drehschwingung der Kurbelwelle 150.
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Ein Befestigungsabschnitt 22b ist einstückig an der Dämpfungsmasse 22 ausgebildet. Ein Ausgleichsstück 5, das später beschrieben wird, ist am Befestigungsabschnitt 22b angebracht. Der Befestigungsabschnitt 22b steht von der Dämpfungsmasse 22 zur Vorderseite (d. h. zur Seite gegenüber dem Ort, wo der Vorsprung 24 angeordnet ist) vor. Der Befestigungsabschnitt 22b weist einen im Allgemeinen quadratischen Querschnitt auf und ist kreisförmig, wobei er in Umfangsrichtung der Dämpfungsmasse 22 verläuft. Die Ecken des Befestigungsabschnitts 22b sind gerundet. In der Außenfläche der Dämpfungsmasse 22 ist ein konkaver Abschnitt 22c an der Wurzel des Befestigungsabschnitts 22b ausgebildet. Der konkave Abschnitt 22c weist einen halbrunden Querschnitt auf und verläuft in Umfangsrichtung der Dämpfungsmasse 22. Ein oberer Rand 52b eines Klemmenabschnitts 52 des Ausgleichsstücks 5 wird am konkaven Abschnitt 22c eingehakt (siehe 9), wie später ausführlich beschrieben wird.
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(Ausgleichsstück)
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4A ist eine Vorderansicht des Ausgleichsstücks 5 zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts der Motorbaugruppe A, und 4B ist eine Seitenansicht des Ausgleichsstücks 5 zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts der Motorbaugruppe A. 5 ist eine perspektivische Darstellung des Ausgleichsstücks 5.
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Im ersten Ausführungsbeispiel wird das Ausgleichsstück 5 durch Drücken einer Stahlplatte (z. B. einer Werkzeugstahlplatte) in eine bestimmte Form gefertigt. Das Ausgleichsstück 5 weist einen Gewichtabschnitt 51 und einen vorangehenden Klemmenabschnitt 52 auf. Der Gewichtabschnitt 51 ist zu einer von der Seite betrachtet im Allgemeinen rechteckigen Form aufgerollt. Der Klemmenabschnitt 52 weist einen Klemmspalt C auf, in den der Befestigungsabschnitt 22b der Dämpfungsmasse 22 (siehe 3 und 6) eingepasst wird. Man beachte, dass der Klemmenabschnitt 52 auch als Ausgleichsgewicht dient.
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Wenn das oben beschriebene Ausgleichsstück 5 an der Dämpfungsriemenscheibe 2 befestigt wird, wird, wie in 6 dargestellt, zuerst das Ausgleichsstück 5 am Umfang der Dämpfungsmasse 22 so an den Befestigungsabschnitt angelegt, dass der Befestigungsabschnitt 22b auf den Klemmspalt C gerichtet ist, und dann wird die Mitte (d. h. die laterale Mitte) des Klemmenabschnitts 52 mittels eines Kunststoffhammers H aufgeklopft, so dass der Klemmenabschnitt 52 den Befestigungsabschnitt 22b schnappt (siehe 7). Somit wird das Ausgleichsstück 5 an der Dämpfungsriemenscheibe 2 angebracht. Das Ausgleichsstück 5 wird auf der Basis des Ergebnisses einer Ungleichgewichtsmessung, die später beschrieben wird, an einer beliebigen Stelle am Umfang des ringförmigen Befestigungsabschnitts 22b der Dämpfungsmasse 22 angebracht.
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Wie in 8 und 9 dargestellt, verlaufen der obere Rand 52b und ein unterer Rand 52a des Klemmenabschnitts 52 geradeaus und krümmen sich nicht mit einer Krümmung, die der Krümmung der Dämpfungsmasse 22 entspricht. Wenn der Klemmenabschnitt 52 am Befestigungsabschnitt 22b angebracht wird, berührt somit die Mitte (die laterale Mitte) des oberen Rands 52b des Klemmenabschnitts 52 die Innenfläche des konkaven Abschnitts 22c, der in der Außenfläche der Dämpfungsmasse 22 ausgebildet ist (Einpunktkontakt am Punkt Pd), während beide Enden des unteren Randes 52a des Klemmenabschnitts 52 den Rand des Befestigungsabschnitts 22b berühren (Zweipunktekontakt an den Punkten Pa). Das heißt, wenn das Ausgleichsstück 5 an der Dämpfungsmasse 22 angebracht ist, wird das Ausgleichsstück 5 immer an drei Punkten gestützt. Daher wird die Dämpfungsmasse 22 an der Dämpfungsmasse 22 in einer geeigneten Stellung gehalten, und somit wird zuverlässig eine ausreichende Klemmkraft (Greifkraft) erhalten.
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Nun wird die Beziehung zwischen der Form und den Abmessungen des Befestigungsabschnitts 22b der Dämpfungsmasse 22 und dem Klemmspalt C des Klemmenabschnitts 52 erklärt. Wie in 9 dargestellt, sind die Abmessungen der jeweiligen Abschnitte des Befestigungsabschnitts 22b der Dämpfungsmasse 22 und die Größe des Klemmspalts C so bestimmt, dass jedes der Abmessungsverhältnisse [Da/Dc], [Db/Dc] und [Da/Db] im Bereich von 0,5 bis 1,5 liegt, wobei „Da” den Abstand zwischen dem Punkt Pa, bei dem es sich um den Kontaktpunkt zwischen dem unteren Rand 52a des Klemmenabschnitts 52 und dem Befestigungsabschnitt 22b handelt, und der Außenfläche (dem oberen Ende) der Dämpfungsmasse 22 (den ersten Abstand) darstellt, „Db” den Abstand zwischen der Mitte M des konkaven Abschnitts 22c der Dämpfungsmasse 22 und der vorderen Fläche (der vorderen Stirnseite) des Befestigungsabschnitts 22b (den zweiten Abstand) darstellt, und „Dc” die Größe des Klemmspalts C des Klemmenabschnitts 52 (den dritten Abstand) darstellt. Das heißt, die dreidimensionalen Verhältnisse werden auf Werte gesetzt, die einander nahe sind. Gemäß dieser Anordnung kann die Greifkraft des Ausgleichsstücks 5 hoch genug gemacht werden, um zu verhindern, dass das Ausgleichsstück 5 sich vom Befestigungsabschnitt 22b der Dämpfungsmasse 22 löst, während das Ausgleichsstück 5 trotzdem leicht an der Dämpfungsmasse 22 zu befestigen ist.
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(Verfahren zum Einstellen des Rotationsgleichgewichts)
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In der ersten Ausführungsform wird die Motorbaugruppe A zuerst durch Anbringen der Dämpfungsriemenscheibe 2 und des Schwungrads 3 (und gegebenenfalls anderer rotierender Teile, wie einem Kurbelrotor und einer Antriebsscheibe) an der Kurbelwelle 150 des Motorkörpers 1 zusammengebaut, und dann wird das Rotationsgleichgewicht der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus einer Vielzahl von Teilen einschließlich der Dämpfungsriemenscheibe 2, des Schwungrads 3 und der Kurbelwelle 150 besteht, eingestellt.
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Genauer wird bei der Einstellung des Rotationsgleichgewichts die Motorbaugruppe A zuerst auf eine Ausgleichsmaschine gesetzt, und dann werden das Ausmaß des Ungleichgewichts und die Richtung des Ungleichgewichts gemessen, während die Kurbelwelle 150 gedreht wird. Wenn die rotierende Teile enthaltende Baugruppe aus dem Gleichgewicht ist, wird das Ausgleichstück 5 entsprechend dem gemessenen Ausmaß des Ungleichgewichts und der Ungleichgewichtsrichtung an der Dämpfungsmasse 22 der Dämpfungsriemenscheibe 2 angebracht. Wenn das Ausgleichsstück 5 angebracht wird, wird, wie oben beschrieben und in 6 dargestellt, das Ausgleichsstück 5 zuerst am Umfang der Dämpfungsmasse 22 so an den Befestigungsabschnitt 22b gelegt, dass der Befestigungsabschnitt 22b auf den Klemmspalt C des Klemmenabschnitts 52 des Ausgleichsstücks 5 gerichtet ist, und dann wird die Mitte des Klemmenabschnitts 52 mittels eines Kunststoffhammers H aufgeklopft, so dass der Klemmenabschnitt 52 den Befestigungsabschnitt 22b schnappt.
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Somit wird im ersten Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, die Motorbaugruppe A zuerst durch Montieren der Teile einschließlich der Dämpfungsriemenscheibe 2 am Motorkörper 1 zusammengebaut, und dann wird das Rotationsgleichgewicht der Teile, die am Motorkörper 1 montiert wurden, durch Anbringen des Ausgleichsstücks 5 an der Dämpfungsmasse 22 der Dämpfungsriemenscheibe 2 eingestellt. Das heißt, da im ersten Ausführungsbeispiel das Rotationsgleichgewicht der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus der Kurbelwelle 150, der Dämpfungsriemenscheibe 2, dem Schwungrad 3, dem Kurbelritzel 4 usw. besteht, eingestellt wird, ist es nicht nötig, das Rotationsgleichgewicht jedes Teils fein einzustellen. Da das Ausgleichsstück 5 an der Dämpfungsmasse 22 angebracht wird, die am Außenumfang des Dämpfungsgummis 23 vorgesehen ist, kann die Aufschlagkraft, die auftritt, wenn das Ausgleichsstück 5 an der Dämpfungsmasse 22 angebracht wird (d. h. die Aufschlagkraft vom Kunststoffhammer) durch den Dämpfungsgummi 23 absorbiert werden, und dies eliminiert die Gefahr, dass die entsprechenden Teile des Motorkörpers 1 bei der Anbringung des Ausgleichsstücks 5 beschädigt werden.
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2. ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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10 ist eine Vorderansicht eines Ausgleichsstücks 205, das im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, und 10B ist eine Seitenansicht des Ausgleichsstücks 205, das im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. 11 ist eine perspektivische Darstellung des Ausgleichsstücks 205.
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Ein Gewichtabschnitt 251 des Ausgleichsstücks 205 des zweiten Ausführungsbeispiels ist kleiner als der des in 4A, 4B und 5 dargestellten Ausgleichsstücks 5, und daher ist die Masse des Ausgleichsstücks 205 relativ klein. Andere Anordnungen des Ausgleichsstücks 205 (d. h. die Anordnungen der jeweiligen Abschnitte des Klemmenabschnitts 252) sind die gleichen wie die des in 4A, 4B und 5 dargestellten Ausgleichsstücks 5.
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Wenn das Ausgleichsstück 205 an der Dämpfungsriemenscheibe 2 angebracht wird, wie im zweiten Ausführungsbeispiel, wird zuerst das Ausgleichsstück 205 am Umfang der Dämpfungsmasse 22 am Befestigungsabschnitt 22b angelegt, so dass der Befestigungsabschnitt 22b auf den Klemmspalt C des Klemmenabschnitts 252 des Ausgleichsstücks 205 gerichtet ist, und danach wird die Mitte des Klemmenabschnitts 252 mittels des Kunststoffhammers H oder dergleichen aufgeklopft, so dass der Klemmenabschnitt 252 den Befestigungsabschnitt 22b schnappt.
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Dann wird das Rotationsgleichgewicht mittels des oben beschriebenen Ausgleichsstücks 205 und des in 4A, 4B und 5 dargestellten Ausgleichsstücks 5 eingestellt. Durch die Verwendung einer Kombination aus den beiden Arten von Ausgleichsstücken mit verschiedenen Massen ist es möglich, feinere Einstellungen des Rotationsgleichgewichts der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe, die aus einer Vielzahl von Teilen, einschließlich der Kurbelwelle 150, der Dämpfungsriemenscheibe 2, des Schwungrads 3 und des Kurbelritzels 4 besteht, durchzuführen. Man beachte, dass das Rotationsgleichgewicht der rotierende Teile enthaltenden Baugruppe unter Verwendung einer Kombination aus drei oder mehr Arten von Ausgleichsstücken mit unterschiedlichen Massen eingestellt werden kann.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird jedes der Ausgleichsstücke 5, 205 in einer in lateraler Richtung geraden Form und nicht in einer Form, die mit einer Krümmung gekrümmt ist, die der Krümmung der Dämpfungsmasse 22 der Dämpfungsriemenscheibe 2 entspricht, ausgebildet. Jedoch können alternativ Ausgleichsstücke verwendet werden, die mit der Krümmung gekrümmt, sind, die der Krümmung der Dämpfungsmasse 22 entspricht, um das Rotationsgleichgewicht einzustellen.
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Ferner wurden in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Ausgleichsstücke 5, 205 zwar dadurch an der Dämpfungsmasse 22 angebracht, dass sie mittels eines Hammers aufgeklopft wurden, aber die Ausgleichsstücke 5, 205 können auch mittels eines Spannwerkzeugs angebracht werden.
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3. DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Was die Anordnung der Dämpfungsriemenscheibe betrifft, die an der Kurbelwelle 150 angebracht wird, so kann erfindungsgemäß jede Dämpfungsriemenscheibe verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie einen Dämpfungsgummi und eine Dämpfungsmasse aufweist, die am Außenrand des Dämpfungsgummis vorgesehen ist. Beispielsweise kann eine Dämpfungsriemenscheibe 302 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden, wie nachstehend mit Bezug auf 12 beschrieben wird.
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Wie in 12 dargestellt, ist die Dämpfungsriemenscheibe 302 eine duale Dämpfungsriemenscheibe, die eine zylindrische Nabe 321, einen Vorsprung 324, der über Arme 325 mit der Nabe 321 verbunden ist, einen Dämpfungsgummi 323, der am Außenrand der Nabe 321 vorgesehen ist, und eine äußere zylindrische Dämpfungsmasse 322, die am Außenrand des Dämpfungsgummis 323 vorgesehen ist und in deren Außenfläche V-Nuten 322a ausgebildet sind, und eine innere zylindrische Dämpfungsmasse 326, die an der Innenseite der Nabe 321 vorgesehen ist, und einen Dämpfungsgummi 327, der zwischen den Armen 325 und der inneren Dämpfungsmasse 326 vorgesehen ist, aufweist. Die Nabe 321, der Vorsprung 324 und die Arme 325 sind einstückig ausgebildet. Die Nabe 321, die äußere Dämpfungsmasse 322 und die innere Dämpfungsmasse 326 bestehen beispielsweise aus Gusseisen.
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Die in 12 dargestellte Dämpfungsriemenscheibe 302 weist einen Befestigungsabschnitt 322b und einen konkaven Abschnitt 322 mit den gleichen Formen wie der Befestigungsabschnitt und der konkave Abschnitt der in 3 dargestellten Dämpfungsriemenscheibe 2 auf. Das in 4A, 4B und 5 dargestellte Ausgleichsstück wird durch Aufklopfen mit einem Hammer oder dergleichen an der Dämpfungsmasse 322 angebracht.
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Zwar wurde die Erfindung in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen auf einen V-Acht-Motor für Kraftfahrzeuge angewendet, aber die Erfindung ist nicht auf solche Anwendungen beschränkt, sondern kann auch verwendet werden, um das Rotationsgleichgewicht anderer Arten von Motoren einzustellen, wie Inline-Zylindermotoren für Kraftfahrzeuge, Boxer-Motoren für Kraftfahrzeuge und Motoren, die nicht in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Ebenso sind die Zahl der Zylinder, der Winkel zwischen den Zylindern in den linken und rechten Bänken des V-Acht-Motors und alle anderen Spezifikationen nicht auf die in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendeten beschränkt.
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Zwar wurde die Erfindung mit Bezug auf Ausführungsbeispiele beschrieben, aber es sei klargestellt, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungs- oder Konstruktionsbeispiele beschränkt ist. Der Umfang der Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche definiert.
