DE19837091C2

DE19837091C2 - Device for balancing free mass forces of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19837091C2
Application number: DE1998137091
Authority: DE
Inventors: Alexander Hiereth
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: DE19837091A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften einer Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for compensation of free mass forces of an internal combustion engine the one defined in the preamble of claim 1 Art.

Gattungsgemäße Vorrichtungen beschreiben die DE 33 12 105 C2 oder die DE 28 22 589 A1. Dabei sind jeweils eine hohle Ausgleichswelle und eine durch die hohle Ausgleichswelle hindurchgeführte zweite Ausgleichswel le vorgesehen.Devices of the generic type are described in DE 33 12 105 C2 or DE 28 22 589 A1. Are each a hollow balance shaft and one through the hollow Balance shaft passed through second balance shaft le provided.

Die DE 41 17 876 C1 beschreibt eine hohl ausgeführte Nockenwelle, wobei innerhalb der Nockenwelle Aus gleichsmassen angeordnet sind.DE 41 17 876 C1 describes a hollow one Camshaft, being off within the camshaft are arranged equally.

Weitere Bauarten von Ausgleichswellen sind aus den Druckschriften DE 196 41 792 A1 und DE 43 43 239 A1 bekannt. Other types of balancer shafts are from the Publications DE 196 41 792 A1 and DE 43 43 239 A1 known.

Nachteilig bei den bekannten Ausführungen ist der trotz verschiedener Anstrengungen immer noch vorhande ne große Platzbedarf im Motorraum, insbesondere wenn noch weitere Nebenaggregate der Brennkraftmaschine hinzukommen.A disadvantage of the known designs is that still present despite various efforts ne large space requirement in the engine compartment, especially if still further auxiliary units of the internal combustion engine to come.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welcher der eingeschränkte Bauraum im Motorraum besser genutzt wird.The invention is therefore based on the object Device for balancing free mass forces to create an internal combustion engine in which the limited space in the engine compartment better used becomes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this task is characterized by the drawing part of claim 1 mentioned features solved.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Antriebswelle innerhalb der hohl ausgeführten Ausgleichswelle wird derjenige Raum nutzbar, in welchem sich bisher die Antriebswelle befand, wodurch zur Verringerung des Raumbedarfs der Brennkraftmaschine und den daran ange schlossenen Nebenaggregaten beigetragen wird. Außerdem befindet sich die Ausgleichswelle durch den erfin dungsgemäßen Aufbau vorteilhafterweise näher am Ent stehungsort der auszugleichenden Momente.Due to the arrangement of the drive shaft according to the invention inside the hollow balance shaft the space in which the Drive shaft was located, thereby reducing the Space requirement of the internal combustion engine and the attached closed auxiliary units is contributed. Moreover is the balancing shaft by the inventor construction according to the invention advantageously closer to the Ent location of the moments to be compensated.

Die platzsparende erfindungsgemäße Anordnung der An triebswelle kommt besonders vorteilhaft zum Tragen, wenn die Brennkraftmaschine als quer zur Fahrtrichtung eines Fahrzeuges eingebaute dreizylindrige Reihen- Brennkraftmaschine ausgebildet ist.The space-saving arrangement of the invention drive shaft is particularly advantageous, if the internal combustion engine as transverse to the direction of travel a three-cylinder in-line Internal combustion engine is formed.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Un teransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbei spiel.Further advantageous refinements and developments the invention result from the remaining Un claims and from the following based on the Drawing shown in principle game.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit einer Antriebswelle und einer Ausgleichswelle; und Fig. 1 is a crankcase of an internal combustion engine having a drive shaft and a balancer shaft; and

Fig. 2 die Ausgleichswelle aus Fig. 1 in einer per spektivischen Ansicht. Fig. 2 shows the balancer shaft from Fig. 1 in a per perspective view.

Fig. 1 zeigt eine innerhalb eines Kurbelgehäuses 1 einer in ihrer Gesamtheit nicht dargestellten Brenn kraftmaschine gelagerte Ausgleichswelle 2. Die Aus gleichswelle 2 setzt sich aus einer Hohlwelle 3 und zwei an der Hohlwelle 3 auf ihrem Umfang angebrachten Ausgleichsmassen 4 zusammen. Selbstverständlich ist auch jede andere Anzahl an Ausgleichsmassen 4 möglich. Fig. 1 shows a within a crankcase 1 of an internal combustion engine, not shown in its entirety, balance shaft 2nd From the balancer shaft 2 is composed of a hollow shaft 3 and two balancing masses 4 attached to the hollow shaft 3 on its circumference. Of course, any other number of balancing weights 4 is also possible.

Die Ausgleichswelle 2 ist innerhalb eines Ausgleichs wellengehäuses 5 angeordnet, welches als ein Teil des Kurbelgehäuses 1 ausgeführt ist, wodurch kein separa tes Gehäuse für die Ausgleichswelle 2 benötigt wird. Die Ausgleichswelle 2 dient im allgemeinen zum Aus gleich von Momenten und freien Massenkräften, welche Schwingungen und somit unerwünschte Vibrationen verur sachen. Im Kurbelgehäuse 1 sind des weiteren drei Zy linderbohrungen 6 sowie Lagerschalen 7 einer nicht dargestellten Kurbelwelle angebracht. Die Kurbelwelle verläuft dabei parallel zu der Ausgleichswelle 2. The balancer shaft 2 is arranged within a balancer shaft housing 5 , which is designed as part of the crankcase 1 , whereby no separate housing for the balancer shaft 2 is required. The balancer shaft 2 is generally used to equalize moments and free inertial forces, which cause vibrations and thus unwanted vibrations. In the crankcase 1 are further three Zy cylinder bores 6 and bearing shells 7 of a crankshaft, not shown, are attached. The crankshaft runs parallel to the balancer shaft 2 .

An der Ausgleichswelle 2 ist ein Kettenrad 8 ange bracht, über welches die Ausgleichswelle 2 durch eine nicht dargestellte Kette mit der Kurbelwelle in An triebsverbindung steht. Der Antrieb der Ausgleichswel le 2 kann jedoch auch über ein Zahnrad oder über eine außerhalb des Kurbelgehäuses 1 auf der Hohlwelle 3 angeordnete Riemenscheibe erfolgen. Die Ausgleichswel le 2 ist über als Wälzlager 9 ausgebildete Lagerein richtungen, welche beide in dem Ausgleichswellengehäu se 5 angeordnet sind, in demselben gelagert. Eines der Wälzlager 9 ist hierbei auf dem an der Hohlwelle 3 angebrachten Kettenrad 8 angebracht.On the balancer shaft 2 , a sprocket 8 is introduced , through which the balancer shaft 2 by a chain, not shown, with the crankshaft is in drive connection. The drive of the compensation shaft 2 can, however, also take place via a toothed wheel or via a pulley arranged outside the crankcase 1 on the hollow shaft 3 . The compensation shaft 2 is mounted on bearings 9 designed as roller bearings, both of which are arranged in the compensation shaft housing 5 , in the same. One of the roller bearings 9 is in this case attached to the chain wheel 8 attached to the hollow shaft 3 .

Durch die Hohlwelle 3 ist koaxial eine Antriebswelle 10 hindurchgeführt, welche durch eine als Wälzlager 11 ausgebildete Lagereinrichtung in einem an dem Kurbel gehäuse 1 angebrachten Steuergehäusedeckel 12 gelagert ist. Die Lagerung der Antriebswelle 10 kann auch di rekt innerhalb der Hohlwelle 3 erfolgen. Die Antriebs welle 10 dient in an sich bekannter Weise zum Antrieb eines nicht dargestellten Rades, wobei die Antriebs welle 10 noch einmal im Bereich des Rades gelagert ist (nicht dargestellt).Through the hollow shaft 3 , a drive shaft 10 is passed coaxially, which is mounted by a bearing device designed as a roller bearing 11 in a crankcase 1 attached to the crankcase cover 12 . The drive shaft 10 can also be mounted di rectly within the hollow shaft 3 . The drive shaft 10 is used in a manner known per se for driving a wheel, not shown, the drive shaft 10 being mounted once again in the region of the wheel (not shown).

Fig. 2 zeigt die Ausgleichswelle 2 bestehend aus der Hohlwelle 3 und den auf ihr über jeweils zwei Klemm schrauben 13 kraftschlüssig befestigten Ausgleichsmas sen 4. Die Ausgleichsmassen 4 sind als exzenterförmige Rohrstücke ausgebildet, welche in Längsrichtung mit einem Schlitz 14 versehen sind. Die Klemmschrauben 13 klemmen dabei jeweils die Ausgleichsmassen 4 über den Schlitz 14 auf der Hohlwelle 3. Fig. 2 shows the balancer shaft 2 consisting of the hollow shaft 3 and the screws on it via two clamps 13 non-positively attached compensation arm 4 . The balancing weights 4 are designed as eccentric tubular pieces which are provided with a slot 14 in the longitudinal direction. The clamping screws 13 each clamp the balancing weights 4 via the slot 14 on the hollow shaft 3 .

Die Position der Ausgleichsmassen 4 in axialer Richtung auf der Hohlwelle 3 wird jeweils durch eine Posi tionierschraube 15 fixiert. Die Positionierschraube 15 wird jeweils durch eine quer zur Längsachse der Hohl welle 3 liegende Durchgangsbohrung 16 durchgeführt und mit der Ausgleichsmasse 4 über eine Gewindebohrung 17 verschraubt. Die Positionierschrauben 15 sind dabei von innen durch die Hohlwelle 3 mit den Ausgleichsma ssen 4 verschraubt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Positionierschrauben 15 aufgrund der Drehzahl der Ausgleichswelle 2 und der dabei auftretenden Flieh kräfte im nicht fest eingeschraubten Zustand nicht nach außen hin wegfliegen können, wodurch Beschädigun gen der anderen Bauteile vermieden werden.The position of the balancing masses 4 in the axial direction on the hollow shaft 3 is fixed by a positioning screw 15 . The positioning screw 15 is in each case carried out through a through bore 16 lying transversely to the longitudinal axis of the hollow shaft 3 and screwed to the compensating mass 4 via a threaded bore 17 . The positioning screws 15 are screwed from the inside through the hollow shaft 3 with the compensation screws 4 . This ensures that the positioning screws 15 due to the speed of the balancer shaft 2 and the resulting centrifugal forces can not fly away to the outside in the unscrewed state, thereby avoiding damage to the other components.

Dadurch, daß das Ausgleichswellengehäuse 5 direkt am Kurbelgehäuse 1 mit angegossen ist, kann auch das zur Schmierung der Brennkraftmaschine verwendete Schmieröl ebenfalls für die im Bereich der Ausgleichswelle 2 angeordneten Bauteile wie Wälzlager 9, 11 und Ketten rad 8 genutzt werden.Characterized in that the balance shaft housing 5 is cast directly onto the crankcase 1 , the lubricating oil used for lubricating the internal combustion engine can also be used for the components arranged in the region of the balance shaft 2 , such as roller bearings 9 , 11 and chains wheel 8 .

Mittels der koaxial durch die Ausgleichswelle 2 hin durchgeführten Antriebswelle 10 wird der eingeschränk te Einbauraum der Brennkraftmaschine und ihren Neben aggregaten optimal genutzt. Besonders bei Kleinfahr zeugen mit eingeschränktem Motorraum und hierbei ins besondere bei einer quer zur Fahrtrichtung eingebauten dreizylindrigen Brennkraftmaschine als möglichem An triebsaggregat kommt die vorteilhafte Anordnung der Antriebswelle 10 innerhalb der Ausgleichswelle 2 be sonders zum Tragen.By means of the drive shaft 10 , which is carried out coaxially through the balancer shaft 2 , the restricted installation space of the internal combustion engine and its auxiliary units is optimally used. Particularly for small vehicles with a restricted engine compartment, and in particular with a three-cylinder internal combustion engine installed transversely to the direction of travel as a possible drive unit, the advantageous arrangement of the drive shaft 10 within the balancer shaft 2 be particularly effective.

Claims

1. Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einer we nigstens annähernd parallel zu einer in einem Kur belgehäuse angeordneten Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine verlaufenden und von derselben an treibbaren, hohl ausgebildeten Ausgleichswelle und mit einer Antriebswelle zum Antrieb eines Rades eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht für den Antrieb der Ausgleichswelle (2) vorgesehene Antriebswelle (10) wenigstens annä hernd parallel zu der Ausgleichswelle (2) verläuft und sich wenigstens annähernd konzentrisch durch die hohle Ausgleichswelle (2) erstreckt.1. Device for balancing free inertial forces of an internal combustion engine with at least one we at least approximately parallel to a crankshaft arranged in a crankshaft of the internal combustion engine and of the same on drivable, hollow balancer shaft and with a drive shaft for driving a wheel of a vehicle, thereby in that the not provided for driving the balancer shaft (2) drive shaft (10) at least Annae hernd parallel to the balancing shaft (2) and extends at least approximately concentrically through the hollow balance shaft (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (10) und die Ausgleichswelle (2) in einer Brennkraftmaschine eingebaut sind, die als quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges einge baute dreizylindrige Reihen-Brennkraftmaschine ausgebildet ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the drive shaft ( 10 ) and the balance shaft ( 2 ) are installed in an internal combustion engine which is designed as a three-cylinder in-line engine built transversely to the direction of travel of the vehicle.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichswelle (2) über eine Lagereinrichtung (9) in einem Ausgleichswellengehäuse (5) gelagert ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the balance shaft ( 2 ) via a bearing device ( 9 ) is mounted in a balance shaft housing ( 5 ).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichswellengehäuse (5) einstückig mit dem Kurbelgehäuse (1) ausgebildet ist.4. The device according to claim 3, characterized in that the balance shaft housing ( 5 ) is integrally formed with the crankcase ( 1 ).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) über eine Lagereinrichtung (11) in einem an dem Kurbelgehäuse (1) angebrach ten Steuergehäusedeckel (12) gelagert ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive shaft ( 2 ) via a bearing device ( 11 ) in a on the crankcase ( 1 ) attached th control housing cover ( 12 ) is mounted.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (10) über eine Lagereinrichtung innerhalb der Ausgleichswelle (2) gelagert ist.6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive shaft ( 10 ) is mounted via a bearing device within the balance shaft ( 2 ).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichswelle (2) mit Ausgleichsmassen (4) auf ihrem Umfang versehen ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the balancing shaft ( 2 ) with balancing masses ( 4 ) is provided on its circumference.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Position der Ausgleichsmassen (4) auf der Hohlwelle (3) über Positionierschrauben (15) fixierbar ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the axial position of the balancing masses ( 4 ) on the hollow shaft ( 3 ) via positioning screws ( 15 ) can be fixed.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierschrauben (15) von innen durch die Hohlwelle (3) in den Ausgleichsmassen (4) einge schraubt sind.9. The device according to claim 7, characterized in that the positioning screws ( 15 ) from the inside through the hollow shaft ( 3 ) in the balancing masses ( 4 ) are screwed.