DE3739336A1

DE3739336A1 - Brennkraftmaschine mit schwingungsgedaempftem nockenwellenantrieb

Info

Publication number: DE3739336A1
Application number: DE19873739336
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dr Barsch; Michael Dr Forkel; Peter Ramisch
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Eagle-Picher Hillsdale Ltd Hammerwich/lichfield
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1989-06-01
Also published as: DE3739336C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle zur Betätigung der Brennraumventile.

Beim Antrieb von Kraftfahrzeugen mittels Brennkraftmaschinen treten ungleichförmige Drehgeschwindigkeiten und Schwingungen im gesamten Antriebsstrang auf. Es ist bekannt, durch Dämpfungskörper, wie Drehschwingungstilger, elastische Kupplungen oder Gummilager, diese Ungleichförmigkeiten abzubauen. Bei dem Bestreben, die auftretenden Schwingungen zu dämpfen, wurde bisher jedoch außer acht gelassen, daß insbesondere die Nockenwelle in Verbindung mit den spielbehafteten Übertragungselementen, wie Ketten oder Zahnräder, Ursache für eine starke Erregung ist. Um einen einwandfreien Lauf des Motors zu gewährleisten muß einerseits ein Winkelgleichlauf zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle sichergestellt sein, andererseits kann eine verdrehspielfreie Verbindung beider Komponenten eine starke Erregung der Antriebselemente erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der genannten Gattung so auszubilden, daß die im Betrieb auftretenden Schwingungen zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle gedämpft und möglichst entkoppelt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antrieb zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle ein drehschwingungsdämpfendes Element aufweist. Auf diese Weise ist ein einwandfreier Motorlauf über den gesamten Lastbereich gewährleistet.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß ist es vorteilhaft, bei Brennkraftmaschinen, deren Nockenwellen über eine Zwischenwelle angetrieben werden, das schwingungsdämpfende Element im die Zwischenwelle mit der Nockenwelle verbindenden Antrieb vorzusehen. Insbesondere sollte das treibende Glied der Zwischenwelle mit dem schwingungsdämpfenden Element ausgerüstet sein.

Je nach Anwendungsfall ist es vorteilhaft, das schwingungsdämpfende Element als elastische Kupplung auszubilden, die das treibende Glied der Zwischenwelle mit dieser oder die das treibende und getriebene Glied der Zwischenwelle miteinander verbindet.

Dadurch, daß die Kupplung aus zwei scheibenförmigen Platten besteht, die mehrere am Umfang verteilt angeordnete axiale Ausnehmungen aufweist, in welche sich beide Platten miteinander verbindende Schraubenbolzen erstrecken, wird eine Baueinheit geschaffen, welche gleichzeitig als Dämpfer und Übertragungselement fungiert und somit geeignet ist, in bestehende Motorkonstruktionen, die üblicherweise keinen Bauraum für zusätzliche Elemente aufweisen, zur Anwendung zu gelangen.

Vorzugsweise sind zwischen Schraubenbolzen und Wandungen der Ausnehmungen jeweils im Bereich einer scheibenförmigen Platte Dämpfungskörper vorgesehen, die die Schraubenbolzen umschließen.

Bei leistungsstarken Brennkraftmaschinen erfolgt der Nockenwellenantrieb über innerhalb des Motorblocks angeordneten Rollenketten, die durch das Motoröl geschmiert werden. Bei derartigen Motorkonstruktionen ist es vorteilhaft, daß die Dämpfungskörper die Schraubenbolzen unter Bildung von Verdrängungsräumen umschließen. Diese Räume sind im Betrieb mit Motoröl gefüllt. Damit ist eine Kupplung mit hoher Dämpfung und progressiver Kennlinie geschaffen.

Infolge der relativen Linearbewegung der Schraubenbolzen in den Ausnehmungen, die aus der gegenseitigen relativen Drehbewegung der beiden Platten resultiert, werden die Dämpfungskörper verformt. Es erweist sich die Verwendung von Dämpfungskörpern, welche aus mehreren radial ineinanderliegende Windungen aufweisende Spiralen bestehen, besonders vorteilhaft. Dabei befindet sich die Dämpfungsflüssigkeit (Motoröl) zwischen den Spiralen und gerät durch Verformungen der Spiralen in Bewegung, wodurch ein zusätzlicher Dämpfungseffekt erzielt wird.

Alternativ können die Dämpfungskörper aus Metall oder elastomerem Werkstoff gebildet sein.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 Prinzipskizze einer Ventilsteuerung,

Fig. 2 Halbschnitt gemäß II-III.

In der Fig. 1 ist ein Nockenwellenantrieb 1 einer Brennkraftmaschine dargestellt, bestehend aus einer Kurbelwelle 1, einer Zwischenwelle 3 und zwei Nockenwellen 4, 4′, welche über Stößel 5, 5′ Brennraumventile (nicht gezeichnet) betätigen. Zur Übertragung des Drehmomentes dienen auf Zahnräder festgelegte Übertragungselemente 6, 6′ in Form von Ketten. Als schwingungsdämpfendes Element ist eine elastische Kupplung 7 auf der Zwischenwelle 3 angeordnet.

In der Fig. 2 ist eine möglichst konstruktive Gestaltung der Kupplung 7 für Brennkraftmaschinen mit einem Nockenwellenantrieb innerhalb des Motorblocks dargestellt. Zwei scheibenförmige Platten 8, 9 weisen je einen Zahnkranz 11, 12 auf, wobei Zahnkranz 11 von der Kurbelwelle 2 angetrieben wird und Zahnkranz 12 das Drehmoment auf die Nockenwelle 4, 4′ leitet. In mehrere über den Umfang verteilt angeordnete axiale Ausnehmungen 13, 13′ erstrecken sich Schraubenbolzen 10, die beiden Platten 8, 9 miteinander verbinden. Innerhalb der Ausnehmungen 13′ der Platte 9 sind Dämpfungskörper 14, welche die Schraubenbolzen 10 unter Bildung von Verdrängungsräumen 15 umschließen, angeordnet. Die Dämpfungskörper 14 bestehen aus mehreren radial ineinanderliegenden Windungen aufweisenden Spiralen. Die Verdrängungsräume 15 erstrecken sich dadurch zwischen den Spiralen und sind im Betrieb mit Motoröl gefüllt.

Bei einer relativen Verdrehung der Platten 8, 9 zueinander verformen sich die Dämpfungskörper 14 und erzeugen ein Fließen des Öles. Da hierzu ein Widerstand zu überwinden ist, tritt der gewünschte Dämpfungseffekt auf.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit mindestens einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle zur Betätigung der Brennraumventile, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zwischen Kurbelwelle (2) und Nockenwelle (4, 4′) ein drehschwingungsdämpfendes Element (7) aufweist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Nockenwelle über eine Zwischenwelle von der Kurbelwelle antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Element (7) im die Zwischenwelle (3) mit der Nockenwelle (4, 4′) verbindenden Antrieb vorgesehen ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Glied der Zwischenwelle (3) mit dem schwingungsdämpfenden Element (7) ausgerüstet ist.

4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Element (7) eine elastische Kupplung ist, die das treibende Glied der Zwischenwelle (3) mit dieser verbindet.

5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das schwingungsdämpfende Element (7) eine elastische Kupplung ist, die das treibende und getriebene Glied der Zwischenwelle (3) miteinander verbindet.

6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kupplung (7) aus zwei scheibenförmigen, je einen Zahnkranz aufweisenden Platten (8, 9) besteht, die mehrere, am Umfang verteilt angeordnete axiale Ausnehmungen (13, 13′) aufweisen, in welche sich beide Platten (8, 9) miteinander verbindende Schraubenbolzen (10) erstrecken.

7. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schraubenbolzen (10) und Wandungen der Ausnehmungen (13, 13′) jeweils im Bereich einer scheibenförmigen Platte (8, 9) Dämpfungskörper (14) vorgesehen sind.

8. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskörper (14) die Schraubenbolzen (10) umschließen.

9. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskörper (14) die Schraubenbolzen (10) unter Bildung von Verdrängungsräumen (15) umschließen.

10. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskörper (14) aus mehreren, radial ineinanderliegende Windungen aufweisenden Spiralen bestehen.

11. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskörper (14) aus elastomerem Werkstoff bestehen.

12. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskörper (14) aus Metall bestehen.