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Diese
Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle nach dem Oberbegriff von
Anspruch 1.
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In
Viertakt-Motoren, die die Ventilantriebsvorrichtung oder die Vorrichtung
des obenliegenden Nockenwellen-Typs (OHC-Typ) verwenden, wird die Drehung
der Kurbelwelle üblicherweise
durch eine Kettenübertragungsvorrichtung
oder eine Vorrichtung auf die Nockenwellen übertragen. Wenn sich die Nockenwellen
drehen, werden die Einlass- oder
die Auslassventile entsprechend des angemessenen Zeitpunktes geöffnet oder
geschlossen, um, wie erforderlich, das Gas in dem Zylinder auszutauschen.
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Es
ist eine Art der Brennkraftmaschine vorgeschlagen worden, in der
die Drehung der Kurbelwelle auf die Nockenwellen durch eine Zwischenwelle übertragen
wird, um das Anordnen der Hilfseinrichtungen zu erleichtern. In
solch einem Motor wird die Zwischenwelle auch als eine Ausgleichswelle
verwendet, um die Schwingung zu reduzieren.
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Während die
Drehung der Kurbelwelle durch ein Zahnrad, eine Kette, einen Zahnriemen
oder dergleichen auf die Ausgleichswelle, um für die Drehung angetrieben zu
werden, übertragen
werden kann, wird in dem Fall, bei dem das Verfahren des Übertragens
der Drehung der Kurbelwelle durch das Zahnrad auf die Ausgleichswelle
verwendet wird, eine Veränderung
in dem Kurbelwellendrehmoment direkt auf die Ausgleichswelle übertragen
und verursacht Probleme, z. B. ein Geräusch oder eine nachteilige
Wirkung auf die Haltbarkeit der Ausgleichswelle. Solche Probleme
werden deutlicher, wenn ein großes
Drehmoment auf das Ausgleichsgewicht der Ausgleichswelle auferlegt
wird, oder wenn die Ausgleichswelle Hilfseinrichtungen antreibt.
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In
der Brennkraftmaschine, die den Aufbau für das Übertragen der Kurbelwellendrehung
durch die Ausgleichswelle auf die Nockenwellen verwendet, ist es
unmöglich,
um den genauen Öffnungs- oder
Schließzeitpunkt
der Einlass- und Auslassventile einzuhalten, einen Aufbau zu verwenden,
in dem ein einzelnes Zahnrad auf der Ausgleichswelle verschoben
wird.
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In
Bezug auf die 7 ist eine herkömmliche Ausgleichswelle 120 schematisch
dargestellt. Es ist ein Problem derart aufgetreten, dass weil zwei
Ausgleichsgewichte 143, 144 aneinander bei einem
Phasenunterschied von 180 Grad, wie in der Figur gezeigt, ange ordnet
sind, die auf die Zapfenabschnitte (Lagerabschnitte) 120a, 120b, 120c und 120d der Ausgleichswelle 120 angelegten
Lasten zueinander nicht gleichmäßig sind,
was die Lager (nicht gezeigt), die die Zapfenabschnitte 120a–d lagern,
veranlasst, damit ungleichmäßig in Kontakt
zu kommen, was zu einem früheren
Verschleiß führt.
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Die
Ausgleichswelle wird verwendet, um ein Kräftepaar zu erzeugen, und die
Position jedes Lagers muss demzufolge, um das Auftreten derartiger Probleme
zu verhindern, optimiert werden. Außerdem ist es oft erforderlich,
die Auslegung des Durchmessers der Ausgleichswelle für den Zweck
der Erhöhung
der Steifigkeit der Ausgleichswelle größer als notwendig vorzunehmen.
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Die
JP-11-0022990 A zeigt eine Ausgleichswelle, angetrieben durch eine
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Die Ausgleichswelle weist
einen Gewichtsabschnitt auf, der zwei Ausgleichsgewichtsabschnitte
und einen Nicht-Gewichtsabschnitt aufweist, der ein Zahnrad, angetrieben
durch ein Kurbelwellen-Zahnrad, aufweist. Die zwei Ausgleichsgewichtsabschnitte
sind auf beiden Seiten eines Lagerabschnittes der Ausgleichswelle
angeordnet.
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Die
US-5 044 333 A zeigt entsprechend des vorcharakterisierenden Teiles
von Anspruch 1 eine Ausgleichswelle, die ein Zahnrad enthält, angetrieben
durch ein Kurbelwellen-Zahnrad eines Motors, und einen Nabenabschnitt,
der eine exzentrische Ausgleichsmasse lagert. Eine Mehrzahl von
Schraubenfedern ist zwischen dem Zahnrad und der exzentrischen Ausgleichsmasse
angeordnet, um eine Torsionsschwingungsdämpfung für den Motor zu schaffen.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Ausgleichswelle, wie
oben angezeigt, zu schaffen, die eine hohe Haltbarkeit hat und die
eine gute Motorleistung vorsieht.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale
von Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung sind in weiteren abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiele
derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
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1 eine
vertikale Querschnittsdarstellung ist, die eine Brennkraftmaschine,
versehen mit einer Ausgleichswelle eines Ausführungsbeispieles, zeigt;
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2 eine
teilweise geschnittene Ansicht ist, die den Aufbau der Hilfsvorrichtungs-Antriebsvorrichtung
und die Nocken-Kurbel-Antriebsvorrichtung der Brennkraftmaschine
zeigt;
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3 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Ausgleichswelle ist (wenn
entlang der Linie A-A in der 4 gesehen
wird);
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4 eine
Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, der Ausgleichswelle ist;
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5 den
Schnitt B-B in der 4 zeigt;
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6 eine
Darstellung der Ausgleichswelle in Explosionsdarstellung ist: und
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7 eine
herkömmliche
Ausgleichswelle, die schematisch dargestellt ist, zeigt.
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1 zeigt
eine vertikale Querschnittsdarstellung einer Brennkraftmaschine,
die mit einer Ausgleichswelle entsprechend des Ausführungsbeispieles
versehen ist. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht
des Aufbaus der Hilfsvorrichtungs-Antriebsvorrichtung oder Vorrichtung
und der Nocken-Kurbel-Antriebsvorrichtung oder Vorrichtung der Brennkraftmaschine.
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Eine
in der 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1 ist ein
Viertakt-5-Zylinder-Reihenmotor für Automobile, mit seinem Zylinderblock 2,
gebohrt mit fünf
Zylindern 3, nebeneinander in einer Reihe, vertikal zur
Zeichnungsoberfläche
und mit dem Kolben 4, eingesetzt zum Gleiten in jedem Zylinder 3.
Der Kolben 4 ist durch eine Pleuelstange 6 mit
einer Kurbelwelle 5, die sich vertikal zu der Zeichnungsoberfläche der 1 erstreckt,
verbunden. Die Kurbelwelle 5 ist zur freien Drehung in
einer Kurbelkammer 8, gebildet mit dem Zylinder 2,
untergebracht und eine Ölwanne 7 deckt
den Zylinderblock 2 von unten ab.
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Wie
in der 1 gezeigt, sind ein Einlasskanal 10 und
ein Auslasskanal 11 für
jeden Zylinder in dem Zylinderkopf 9, der über dem
Zylinderblock 2 platziert ist, gebildet. Ein Einlassverteiler 12,
der mit den Einlasskanälen 10 in
Verbindung ist, und einem Auslassverteiler 13, der mit
den Auslasskanälen 11 in Verbindung
ist, ist mit dem Zylinderkopf 9 verbunden. Ein Ansaugtank 14 ist
mit einem Ende des Einlassverteilers 12 verbunden.
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Die
Einlass- und die Auslasskanäle 10 und 11 sind
jeweils zu jedem Zylinder 3 an den Einlass- und Auslassanschlüssen 10a und 11a geöffnet. Der Auslasskanal 11 ist
an dem Auslassanschluss 11a zu jedem Zylinder 3 geöffnet. Die
Einlass- und die Auslassanschlüsse 10a und 11a werden
entsprechend des angemessenen Zeitpunktes jeweils mit dem Einlassventil 15 oder
dem Auslassventil 16 geöffnet
oder geschlossen. Die Einlass- und
die Auslassventile 15 und 16 werden mit Ventilfedern
(nicht gezeigt) in die Richtung zu der Schließseite gedrückt, und sind jeweils anliegend
gegen die Nocken 17a und 18a, die einstückig an
den Nockenwellen 17 und 18 gebildet sind und die
sich vertikal zu der Zeichnungsoberfläche der 1 erstrecken
und für
die freie Drehung über
dem Zylinderkopf 9 angeordnet sind. Wenn die Nockenwellen 17 und 18 für die Drehung
angetrieben werden, öffnen
oder schließen
die Einlass- oder Auslassanschlüsse 10a und 11a entsprechend
des angemessenen Zeitpunktes, um das Gas, wenn dies erforderlich
ist, auszutauschen.
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Wie
in der 2 gezeigt, ist ein Kurbeldämpfer 19 mit einem
Ende der Kurbelwelle 5 verbunden. Eine Ausgleichswelle 20 als
eine erste Zwischenwelle ist zum freien Drehen vor (in der 1 links)
und schräg
oben, parallel zu und mit einer Verlagerung in die Richtung zu der
Einlassseite von der Kurbelwelle 5 angeordnet. Eine Hilfsvorrichtungs-Antriebsriemenscheibe 21 ist
mit einem Ende der Seite der Ausgleichswelle 20, an dem
der Kurbeldämpfer 19 angeordnet
ist, verbunden.
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Wie
auch in der 2 gezeigt, ist ein Kettenrad
mit großem
Durchmesser 22 und mit einem kleinen Durchmesser 23 an
dem anderen Seitenende der Ausgleichswelle 20 vorgesehen,
mit dem Zahnrad 22, das mit einem Zahnrad 24 desselben
Durchmessers, das auf dem Mittelteil der Kurbelwelle 5 befestigt
ist, im Eingriff.
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Andererseits
ist eine zweite Zwischenwelle 25 für die freie Drehung auf der
Einlassseite des Zylinderkopfes 9 und parallel zu der Kurbelwelle 5 und der
Ausgleichswelle 20 vorgesehen. Ein Kettenrad 26 ist
mit einem Ende der zweiten Zwischenwelle 25 verbunden, und
ein weiteres Kettenrad 27 ist mit dem anderen Ende der
zweiten Zwischenwelle 25 verbunden. Eine Endloskette 28 ist
rund um die Kettenräder 26 und 23 platziert.
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Die
Kettenräder 29 und 30 sind
jeweils mit den Enden der Nockenwellen 17 und 18 verbunden. Eine
Endloskette 31 wird rund um die Kettenräder 29, 30 und 27 geführt. Wie
in der 2 gezeigt, ist eine VVT (eine veränderbare
Ventilzeitpunktvorrichtung vom hydraulischen Typ) 32 mit
einem Ende der Nockenwelle 17 der Einlassseite verbunden.
Wie in der 1 gezeigt, wird ein Kettenrad 33,
das mit einer Eingangswelle einer Wasserpumpe (nicht gezeigt) verbunden
ist, von der Außenseite
gepresst und mit der Kette 31 in Eingriff gebracht.
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Wie
in der 1 gezeigt, sind die Ketten 28 und 31 an
der Außenseite
(Einlassseite) des Zylinders 3 angeordnet, so dass sie
nicht mit den Zylinder 3 überlappen (oder nicht kreuzen),
wie in der axialen Richtung der Kurbelwelle 5 gesehen werden
kann. Wie in der 2 gezeigt, sind die Ketten 28 und 31 innerhalb
der Länge
der Kurbelwelle 5 angeordnet.
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Wie
in der 1 gezeigt, ist eine Ausgleichswellenkammer 34 gebildet,
um die Ausgleichswelle 20 unterzubringen. Die Ausgleichswellenkammer 34 ist
durch eine Öffnung,
die in der Seitenwand auf der Einlassseite des Zylinderblocks 2 gebildet
ist, offen. Diese Öffnung
wird mit einer entfernbaren Abdeckung 35 abgedeckt.
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In
dieser in der 1 gezeigten Brennkraftmaschine 1 sind
eine Wechselstrommaschine und ein Klimaanlagenkompressor 37 auf
einer Seite (auf der tieferen Seite der 1) der Einlassseite
angeordnet. Ein Endlosriemen 40 wird rund um diese Bauteile,
eine Leerlaufriemenscheibe 38 und eine Spannscheibe 39 geführt. In
diesem Ausführungsbeispiel
ist eine Steuerpumpe (nicht gezeigt) mit einem Ende der zweiten
Zwischenwelle 25 direkt verbunden.
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Hierin
wird der Aufbau der Ausgleichswelle 20 ausführlich in
Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben. 3 ist
eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, der Ausgleichswelle (wenn
entlang der Linie A-A in der 4 gesehen
wird). 4 ist eine Aufrissdarstellung, teilweise geschnitten,
der Ausgleichswelle. 5 zeigt den Abschnitt B-B in
der 4. 6 ist eine perspektivische Ansicht
in Explosionsdarstellung der Ausgleichswelle.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist, wie in der 3 gezeigt, die Ausgleichswelle 20 in
einen langformatigen Gewichtsabschnitt 20A und einen kurzformatigen
Nicht-Gewichtsabschnitt 20B, der anders als der Gewichtsabschnitt 20A ist,
geteilt. Ein Flansch 41 ist mit einem Ende des Gewichtsabschnittes 20A,
der dem Nicht-Gewichtsabschnitt 20B gegenüberliegt, einstückig gebildet.
Eine Einsetzbohrung 42 ist in der Mitte des Gewichtsabschnittes 20A gebildet.
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Die äußere runde
Oberfläche
des Gewichtsabschnittes 20A der Ausgleichswelle 20 hat
drei Zapfen- oder Lagerabschnitte 20a, 20b und 20c,
die einstückig
mit und an angemessenen, axialen Abständen an der Ausgleichswelle 20 gebildet
sind. Ein halbzylindrisches Ausgleichsgewicht (Ausgleichsgewichtsabschnitt) 43 ist
zwischen den Zapfenabschnitten 20a und 20b einstückig gebildet.
Das Ausgleichsgewicht (die Ausgleichsgewichtsabschnitte) 44 und 45 sind
mit einem Phasenunterschied von 180 Grad von dem Ausgleichsgewicht 43 auf
beiden Seiten des Zapfenabschnittes 20c einstückig gebildet.
Hierin ist das halbzylindrische Ausgleichsgewicht 44 mit
der äußeren runden
Oberfläche
des Gewichtsabschnittes 20A einstückig gebildet, während das
(andere) Ausgleichsgewicht 45 mit dem Flansch 41 einstückig gebildet
ist. Beide Ausgleichsgewichte sind so angeordnet, dass die Abstände zwischen
den Mitten der Ausgleichsgewichte 44 und 45 und
dem Zapfenabschnitt 20c ungefähr gleich sind.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Ausgleichsgewicht, das dem Ausgleichsgewicht 43 gegenüberliegt,
in zwei Ausgleichsgewichtsabschnitte 44 und 45 geteilt,
die ihrerseits auf rechten und linken Seiten des Zapfenabschnittes 20c und
in einem ungefähr
gleichen Abstand davon angeordnet sind. Die zwei Ausgleichsgewichtsabschnitte 44 und 45 bilden das
Ausgleichsgewicht, das dem Ausgleichsgewicht 43 gegenüberliegt.
Somit sind zwischen jeden der benachbarten zwei Zapfen oder Lagern
jeweils die Ausgleichsgewichtsabschnitte 43, 44 und 45 angeordnet.
Mit anderen Worten, das Ausgleichsgewicht 43 ist zwischen
den Zapfen- oder Lagerabschnitten 20a und 20b,
das Ausgleichsgewicht 44 zwischen 20b und 20c,
und das Ausgleichsgewicht 45 zwischen 20c und 20d positioniert.
Das Ausgleichsgewicht 43 wird im Wesentlichen durch einen
Einzelabschnitt gebildet.
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Wie
in der 6 gezeigt, sind zwei Arten von rechtwinkligen
Nuten (Aussparungen) 46 und 47, drei von jeder
Art, an gleichen Winkelabständen
(120 Grad Teilungen) alternierend in der äußeren Endoberfläche des
Flansch 41, einstückig
mit einem Endabschnitt des Gewichtsabschnittes 20A gebildet. Die
zwei Arten von Nuten oder Aussparungen 46 und 47 haben
im Wesentlichen eine quadratische Form. Die Endoberfläche des
Flansches 41 ist auch mit drei Schraubenbohrungen 48 an
gleichen Winkelabständen
(gleichen Winkelteilungen) versehen. Die drei Schraubenbohrungen 48 sind
zum Aufnehmen und zum Befestigen der Schrauben 63 vorgesehen.
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Andererseits
hat der Nicht-Gewichtsabschnitt 20B der Ausgleichswelle 20 das
einstückig gebildete
Zahnrad 22 an seinem axialen, mittleren Teil; einen einstückig-gebildeten
Wellenabschnitt 49 mit kleinem Durchmesser, der sich nach
vorn erstreckt (links in der 3); und
einen Zapfenabschnitt 20d hinter dem Zahnrad 22.
Das Kettenrad 23 und eine Kurbelzeitpunkt-Einstellplatte 50 sind
mit einem Endabschnitt des Nicht-Gewichtsabschnittes 20B verbunden.
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Wie
in der 6 gezeigt, sind drei Öffnungen (langgestreckte Bohrungen) 51 langgestreckt
in der Umfangsrichtung durch das Zahnrad 22 in gleichen
Winkelteilungen gebildet. Es sind zwei Arten der rechtwinkligen
Nuten (Aussparungen) 52 und 53, drei von jeder
Art, an gleichen Winkelteilungen alternierend in der Endoberfläche des
Zahnrades 22, dem Flansch 41 des Gewichtsabschnittes 20A gegenüberliegend,
vorgesehen.
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Wie
in der 3 gesehen, wird die Ausgleichswelle 20 durch
Einsetzen des Passwellenabschnittes 49 mit dem Nicht-Gewichtsabschnitt 20B in die
Einsetzbohrung 42 in den Gewichtsabschnitt 20A und
durch Verbinden des Flanschs 41 des Gewichtsabschnittes 20A und
des Zahnrades 22 des Nicht-Gewichtsabschnittes 20B zusammengebaut. Ein
ringförmiges
Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54, das mit dem
Zahnrad 24 auf der Seite der Kurbelwelle 5 im
Eingriff ist, und eine kegelförmige
Scheibenfeder 65 sind zwischen den Flansch 41 und
das Zahnrad 22 eingesetzt. Zwei Arten von Schraubenfedern 55 und 56 und
zylindrische Abstandsteile 57, für jeden drei Stück, sind
zwischen den Flansch 41 und das Zahnrad 22 und
das Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54 eingesetzt. Das
Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54 dient durch das
Beseitigen des Flankenspiels, das erzeugt wird, wenn das Zahnrad 22 mit
dem Zahnrad 24 auf der Seite der Kurbelwelle 5 im
Eingriff ist, für die
Reduzierung von Geräusch.
Das Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54 ist normalerweise
in einer Drehrichtung durch eine Schraubenfeder vorgespannt. Ohne
das Flankenspiel wird die Drehung der Kurbelwelle 5 auf
die Ausgleichswelle 20 genau übertragen. Das Zahnrad zum
Vermeiden von Flankenspiel 54 wird mit den Schraubenfedern 55 in
eine Richtung gedrückt.
Wie in der 6 gezeigt ist, sind Langlochbohrungen 58 und
rechtwinklige Löcher (quadratische
Löcher
oder Aussparungen) 59 und 60, drei von jedem,
an gleichen win kelförmigen
Teilungen durch das Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54 alternierend
gebildet.
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In
dem Zustand, in dem die Ausgleichswelle 20 zusammengebaut
ist, wie in der 3 gezeigt, sind in jedem der
rechtwinkligen Räume,
die mit den Nuten 46, 47 gebildet sind, gebildet
in dem Flansch 41 des Gewichtsabschnittes 20A,
die rechtwinkligen Löcher 59, 60,
die in dem Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54 durchgebildet
sind, und die Nuten 52, 53, die in dem Zahnrad 22 des
Nicht-Gewichtsabschnittes 20B gebildet sind, die Schraubenfedern 55 und 56,
wie in den 4 und 5 gezeigt,
in der Umfangsrichtung installiert und angeordnet. Die Kappen 61 sind über beide
Enden jeder Schraubenfeder 56 eingesetzt.
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Die
Ausgleichswelle 20 wird wie folgt zusammengebaut: In dem
Zustand, in dem die Schraubenfedern 55 und 56 in
den jeweiligen Räumen
installiert sind, werden die Unterlegscheiben 62 auf den
Endoberflächen
der Abstandsteile 57 platziert; die Schrauben 63 werden
durch die Abstandsteile 57, die Unterlegscheiben 62 und
die Langlochbohrungen 51, 58, die durch das Zahnrad 22 und
das Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54 gebildet
sind, hindurchgeführt,
und in den Schraubenbohrungen 48, die in dem Flansch 41 gebildet
sind, verschraubt, so dass der Gewichtsabschnitt 20A und
der Nicht-Gewichtsabschnitt 20B in einen einzelnen Körper als
der Flansch 41, das Zahnrad 22 und das Zahnrad
zum Vermeiden von Flankenspiel 54 zusammen verbunden sind.
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Die
Schrauben 63, die Abstandsteile 57 und die Unterlegscheiben 62 bilden
eine Verschraubungseinrichtung. Die Verschraubungseinrichtung befestigt
die Zahnradeinrichtung (Zahnrad 22 und Zahnrad zum Vermeiden
von Flankenspiel 54) an dem Flansch 41 derart,
dass eine axiale Bewegung in der axialen Richtung der Ausgleichswelle 20 verhindert
wird. Infolge der Langlochbohrungen 51 und 58 ist
eine relative Bewegung in der Drehrichtung zwischen dem Flansch 41 und
den Zahnrädern 22, 54 innerhalb
eines vorbestimmten Bereich in Übereinstimmung
mit der Länge
der Langlochbohrungen 51, 58 möglich.
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In
dem wie oben beschriebenen, zusammengebauten Zustand der Ausgleichswelle 20,
sind die Schraubenfedern 55 und 56 und die Abstandsteile 57 zwischen
den Flansch 41 des Gewichtsabschnittes 20A, das
Zahnrad 22 des Nicht-Gewichtsabschnittes 20B und
das Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54, das zwischen
die beiden vorhergehenden eingesetzt ist, eingesetzt. Demzufolge
können
der Gewichtsabschnitt 20A und der Nicht-Gewichtsabschnitt 20B der
Ausgleichswelle 20 eine relative Drehung inner halb des
bewegbaren Bereichs der Abstandsteile 57 in den Langlochbohrungen 51, 58 entsprechend
der Druckverformung der Schraubenfedern 56, die eine Dämpfungseinrichtung
bilden, ausführen.
Da die elastische Verformung der Schraubenfedern 56 innere
Dämpfungswirkungen
schafft, werden Veränderungen
in dem Drehmoment der Kurbelwelle 5 absorbiert, was später beschrieben
wird.
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Bei
dem oben beschriebenen Aufbau wird, wenn der Motor 1 die
Kurbelwelle 5 zu drehen beginnt, die Drehung der Kurbelwelle 5 auf
die Ausgleichswelle 20 durch die Zahnräder 24 und 22,
die einen identischen Durchmesser haben, übertragen, so dass sich die
Ausgleichswelle 20 mit derselben Drehzahl wie die Kurbelwelle 5 dreht.
Da jedoch dieses Ausführungsbeispiel
derart angeordnet ist, dass die Ausgleichswelle 20 in den
Gewichtsabschnitt 20A und den Nicht-Gewichtsabschnitt 20B geteilt
ist, und dass die Schraubenfedern 56, die eine Dämpfungseinrichtung
bildet, dort dazwischen eingesetzt ist, wird die Veränderung
in dem Drehmoment der Kurbelwelle 5 mit der Dämpfungswirkung
der Schraubenfedern 56 absorbiert und nicht auf die Ausgleichswelle 20 übertragen.
Als ein Ergebnis wird die Veränderung
in dem Drehmoment der Kurbelwelle 5 nicht auf die Seite
der Ausgleichswelle übertragen:
Folglich wird das Geräusch
reduziert und die Haltbarkeit der Ausgleichswelle 20 wird
verbessert.
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Die
Drehung der Ausgleichswelle 20 wird durch die Hilfsvorrichtung-Antriebsriemenscheibe 21 und
den Riemen 40 zu dem Wechselstromgenerator 36 und
dem Klimaanlagenkompressor 37 übertragen, um sie für die Drehung
anzutreiben. Nebenbei bemerkt ist der Motor 1, wie in der 1 gezeigt,
mit einer Ölpumpe 64 als
eine Hilfsvorrichtung versehen. Die Drehung der Ausgleichswelle 20 wird
durch die Übertragungsvorrichtung
(nicht gezeigt) zu der Ölpumpe 64 übertragen,
so dass sie angetrieben wird, um das Öl zu den verschiedensten Teilen
des Motors 1 zuzuführen.
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Die
Drehung der Ausgleichswelle 20 wird auch auf die zweite
Zwischenwelle 25 bei einer reduzierten Geschwindigkeit
durch das Kettenrad 23, die Kette 28 und das Kettenrad 26 übertragen,
um eine Lenkhilfepumpe (nicht gezeigt), die direkt mit der zweiten
Zwischenwelle 25 verbunden ist, übertragen. Die Drehung der
zweiten Zwischenwelle 25 wird auf die Nockenwellen 17 und 18 bei
einer weiter reduzierten Geschwindigkeit durch das Kettenrad 27,
die Kette 31 und die Kettenräder 29, 30 übertragen. Wenn
die Nockenwellen 17 und 18 gedreht werden, wie
bereits beschrieben, werden die Einlass- und die Auslassanschlüsse 10a und 11a durch
die Einlass- und Auslassventile 15 und 16 entsprechend
eines angemessenen Zeitpunktes geöffnet oder geschlossen, um
das Gas, wie erforderlich, auszutauschen. Die Bewegung der Kette 31 dreht
auch das Kettenrad 33, um die Wasserpumpe (nicht gezeigt)
anzutreiben, so dass das Kühlwasser
durch den Motor 1 zirkuliert wird. Nebenbei bemerkt, da
das Kettenrad in diesem Ausführungsbeispiel
in der Nähe
des Zapfenabschnittes 20d, der an einem Ende der Ausgleichswelle 20 gebildet
ist, angeordnet ist, wird die Schwingung des Kettenrades 23 klein
gehalten, so dass die Drehung der Ausgleichswelle 20 auf
die Nockenwellen 17 und 18 durch die zweite Zwischenwelle 25 genau
und zuverlässig übertragen
wird.
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In
diesem Ausführungsbeispiel,
da das Zahnrad 22 und das Kettenrad 23 auf dem
Nicht-Gewichtsabschnitt 20B der
Ausgleichswelle 20 vorgesehen sind, wird die Drehung der
Kurbelwelle 5 auf den Nicht-Gewichtsabschnitt 20B nicht
durch die Schraubenfedern 56, die eine Dämpfungseinrichtung
bilden, sondern durch das Zahnrad 22 übertragen. Die Drehung des
Nicht-Gewichtsabschnittes 20B wird auf die zweite Zwischenwelle 25 durch
das Kettenrad 23, die Kette 28 und das Kettenrad 26 übertragen.
Die Drehung der zweiten Zwischenwelle 25 wird auf die Nockenwellen 17 und 18 durch
das Kettenrad 27, die Kette 31 und die Kettenräder 29, 30 übertragen.
Als ein Ergebnis wird die Drehung der Kurbelwelle 5 auf die
Nockenwellen 17 und 18 ohne Phasenunterschied
zwischen den zwei Nockenwellen 17 und 18 genau übertragen
und so gibt es keine Ungenauigkeit beim Öffnungs- und Schließzeitpunkt
der Einlass- und Auslassventile 15, 16, die mit
den Nockenwellen 17 und 18 angetrieben werden.
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In
dem oben vorgestellten Ausführungsbeispiel
können,
während
die Schraubenfedern 56 als die Dämpfungseinrichtungen verwendet
werden, alle anderen stoßabsorbierenden
Materialien, die elastische Materialien, z. B. Gummi, enthalten,
als die Dämpfungseinrichtung
verwendet werden.
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Das
oben beschriebene Ausführungsbeispiel lehrt
eine Brennkraftmaschine, die eine mit der Kurbelwelle angetriebene,
drehbare Ausgleichswelle hat, wobei die Ausgleichswelle in einen
Gewichtsabschnitt und einen Nicht- Gewichtsabschnitt, der anders
als der Gewichtsabschnitt ist, geteilt ist, und eine Dämpfungseinrichtung
zwischen den beiden Abschnitten eingefügt ist.
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Da
demzufolge die Veränderung
in dem Kurbelwellendrehmoment mit der Dämpfungswirkung der Dämpfungseinrichtung,
die zwischen den Gewichtsabschnitt und den Nicht-Gewichtsabschnitt, der anders als der
Nicht- Gewichtsabschnitt der Ausgleichswelle ist, wirksam absorbiert
wird, werden die Wirkungen geschaffen, das die Veränderung
in dem Kurbelwellendrehmoment nicht auf die Ausgleichswelle übertragen
wird, dass ein Geräusch
reduziert wird und die Haltbarkeit der Ausgleichswelle etc. verbessert
wird.
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Ein
Zahnrad für
das Eingeben der Drehung der Kurbelwelle und ein Kettenrad zum Übertragen der
Drehung auf die Nockenwellen sind auf dem Gewichtsabschnitt der
Ausgleichswelle vorgesehen.
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Da
demzufolge die Drehung der Kurbelwelle auf den Nicht- Gewichtsabschnitt
der Ausgleichswelle nicht durch die Dämpfungseinrichtung, sondern durch
das Zahnrad übertragen
wird, und die Drehung des Nicht- Gewichtsabschnittes auf die Nockenwelle durch
die Kettenräder
und die Kette übertragen
wird, wird die Drehung der Kurbelwelle auf die Nockenwellen ohne
Phasenunterschied zwischen den beiden Wellen genau übertragen.
Als ein Ergebnis wird eine Wirkung erhalten, dass eine Ungenauigkeit
im Öffnungs-
oder Schließzeitpunkt
der Einlass- und Auslassventile am Auftreten gehindert wird.
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Ein
Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel ist in der Übersetzung,
vorgesehen auf der Ausgleichswelle, installiert.
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Da
demzufolge das Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel, vorgesehen
auf der Ausgleichswelle, in der Übersetzung
installiert ist, wird kein Flankenspiel zwischen dem Zahnrad auf
der Seite der Ausgleichswelle und dem Zahnrad auf der Seite der
Kurbelwelle auftreten. Als ein Ergebnis wird eine Wirkung erhalten,
dass die Drehung der Kurbelwelle auf die Ausgleichswelle genau übertragen
wird.
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Wie
aus der oben vorgestellten Beschreibung klar ersichtlich ist, ist
die Ausgleichswellenanordnung einer Brennkraftmaschine mit einer
Ausgleichswelle versehen, angetrieben für die Drehung mit einer Kurbelwelle,
wobei die Veränderung
in der Kurbelwelle, da zumindest eines der Ausgleichsgewichte, das
auf der Ausgleichswelle montiert ist, in zwei Ausgleichsgewichte
geteilt ist, die ihrerseits angeordnet sind, um auf beiden Seiten
eines Zapfenabschnittes montiert zu sein, werden die Wirkungen geschaffen,
dass Belastungen, die auf die jeweiligen Lager an einer Mehrzahl
von Zapfenabschnitten angewandt werden, ungefähr zueinander gleich sind und
somit ein ungleichmäßiger Kontakt
der Lager und ein früher
Verschleiß,
der damit verbunden ist, wirksam verhindert werden kann.
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Das
oben beschriebene Ausführungsbeispiel lehrt
eine Brennkraftmaschine, die eine Ausgleichswelle hat, die drehbar
mit der Kurbelwelle angetrieben wird, wobei zumindest eine Mehrzahl
von Ausgleichsgewichten, die auf der Ausgleichswelle montiert ist,
in zwei Ausgleichsgewichte geteilt sind, die auf beiden Seiten eines
Zapfenabschnittes angeordnet sind.
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Da
demzufolge zumindest eines der Ausgleichsgewichte, das auf der Ausgleichswelle
montiert ist, in zwei Ausgleichsgewichte geteilt ist, die ihrerseits
auf beiden Seiten des Zapfenabschnittes angeordnet sind, kann das
in diesen Ausgleichsgewichten erzeugte Kräftepaar verteilt werden und
demzufolge sind die auf die jeweiligen Zapfenabschnitte angewandten
Belastungen ungefähr
gleich, um dadurch einen ungleichmäßigen Kontakt der Lager sowie
den zugehörigen
Verschleiß mit
solch ungleichmäßigen Kontakt
wirksam zu verhindern.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
kann, da zwei geteilte Ausgleichsgewichtsabschnitte 44, 45 auf
beiden Seiten des Zapfenabschnitte 20c der Ausgleichswelle 20 und
in ungefähr
gleichem abstand von dem Zapfenabschnitt 20c angeordnet
sind, das in diesem Ausgleichsgewichten 44, 45 erzeugte
Kräftepaar
verteilt werden und demzufolge sind die Belastungen, die auf die
jeweiligen Zapfenabschnitte 20a bis 20d angewandt
werden, nahezu gleich, um dadurch einen ungleichmäßigen Kontakt
der Lager (nicht gezeigt), die drehbar die Zapfenabschnitte 20a bis 20d lagern,
sowie einen Verschleiß,
der mit solch einem ungleichmäßigen Kontakt
zugehörig
ist, wirksam zu verhindern. Jeder der Ausgleichsgewichtsabschnitte
ist zwischen den benachbarten Zapfenabschnitten angeordnet.
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Es
ist ein Vorteil des Ausführungsbeispieles, eine
Ausgleichswelle einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die es möglich macht,
das Geräusch
zu reduzieren und die Haltbarkeit des Ausgleichswellensystems durch
Ausschließen
der Übertragung
der Drehmomentveränderung
auf die Ausgleichswelle zu verbessern.
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Es
ist ein weiterer Vorteil des Ausführungsbeispieles, eine Ausgleichswelle
einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die es möglich macht, die Übertragung
der Drehmomentveränderung
der Kurbelwelle auf die Ausgleichswelle auszuschließen, ohne dass
eine Ungenauigkeit in dem Öffnungs-
Schließzeitpunkt
der Einlass- und Auslassventile verursacht wird.
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Während die
oben vorgestellte Beschreibung ein Ausführungsbeispiel betrifft, in
dem die Erfindung besonders auf die Ausgleichswelle eines fünf-Zylinder-Motors
angewandt wird, kann das Ausführungsbeispiel
auf eine Ausgleichswelle von jedem anderen Typ von Motor, der mit
einer Ausgleichswelle versehen ist, die mit der Kurbelwelle angetrieben wird,
angewandt werden.
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Entsprechend
des Ausführungsbeispieles
ist es vorteilhaft, eine Ausgleichswelle mit zumindest einem Ausgleichsgewichtsabschnitt 43, 44, 45 für eine Brennkraftmaschine
zu schaffen, die Ausgleichswelle durch eine Kurbelwelle 5 des
Motors drehbar angetrieben wird, wobei die Ausgleichswelle 20 einen
Gewichtsabschnitt 20A und einen Nicht-Gewichtsabschnitt 20B aufweist,
wobei eine Dämpfungsmittel 56 zwischen
den Gewichtsabschnitt 20A und den Nicht-Gewichtsabschnitt 20B eingefügt ist.
Es ist außerdem
vorteilhaft, eine Ausgleichswelle mit zumindest einem Ausgleichsgewichtsabschnitt 43, 44, 45 für eine Brennkraftmaschine
vorzusehen, die Ausgleichswelle 20 durch eine Kurbelwelle 5 des
Motors drehbar angetrieben wird, wobei die Ausgleichswelle (20)
zumindest zwei Ausgleichsgewichtsabschnitte (44, 45)
aufweist, die ein Ausgleichsgewicht bilden, wobei die Ausgleichsgewichtsabschnitte
(44, 45) auf beiden Seiten eines Lagerabschnittes
(20c) der Ausgleichswelle (20) angeordnet sind.
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Jede
der vorerwähnten
Kombinationen der Merkmale der Ausgleichswelle entsprechend des Ausführungsbeispieles
kann eine verbesserte Anordnung aufweisen. Das oben beschriebene
Ausführungsbeispiel
lehrt alle der Merkmale. Somit kann die jeweilige Kombination der
vorerwähnten
Merkmale auch eine verbesserte Anordnung schaffen.
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Entsprechend
zu dem Ausführungsbeispiel ist
der Nicht-Gewichtsabschnitt 20B der Ausgleichswelle 20 mit
einer Zahnradeinrichtung 22, 54 vorgesehen, die
in Übereinstimmung
mit der Drehung der Kurbelwelle 5 angetrieben wird. Die
Zahnradeinrichtung 22, 54 ist mit einem Flansch 41 des
Gewichtsabschnittes 20A der Ausgleichswelle 20 verbunden, wobei
einer der Ausgleichsgewichtsabschnitte 45 mit dem Flansch 41 einstückig gebildet
ist. Die Dämpfungseinrichtung 56 ist
zwischen der Zahnradeinrichtung 22, 54 und dem
Flansch 41 vorgesehen.
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Der
Flansch 41 ist mit Aussparungen 46, 47 versehen,
die der Zahnradeinrichtung 22, 54 zugewandt sind,
und die Zahnradeinrichtung 22, 54 ist mit Aussparungen 52, 53, 59, 60 versehen,
die den Aussparungen 46, 47 des Flansches 41 zugewandt
sind. Zumindest ein elastisches Teil 56 ist innerhalb zumindest
einer der zugehörigen
Aussparungen des Flanschs 41 und der Zahnradeinrichtung 22, 54 untergebracht.
Das elastische Teil 56 dient als die Dämpfungseinrichtung in der Drehrichtung.
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Die
Zahnradeinrichtung 22, 54 weist ein Zahnrad 22 und
ein Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54, gekuppelt
mit dem Zahnrad 20, auf, wobei das Zahnrad zum Vermeiden
von Flankenspiel 54 in der Drehrichtung in Bezug auf das
Zahnrad 22 vorgespannt ist. Das Zahnrad zum Vermeiden von Flankenspiel 54 ist
drehbar auf der Ausgleichswelle 20 koaxial mit dem Zahnrad 22 gelagert,
wobei zumindest ein elastisches Teil 55 untergebracht ist
in den Aussparungen 52, 53, 59, 60,
vorgesehen in dem Zahnrad 22 und dem Zahnrad zum Vermeiden von
Flankenspiel 54, und zugehörig miteinander für das Vorspannen
des Zahnrades zum Vermeiden von Flankenspiel 54 in der
Drehrichtung in Bezug auf das Zahnrad 22. Die Zahnradeinrichtung 22, 54 ist
mit zumindest einem Langloch 51, 58 versehen,
die eine Schraubeneinrichtung 57, 62, 63 zum
axialen Befestigen der Zahnradeinrichtung 22, 54 an
dem Flansch 41 aufnimmt, und die eine relative Drehbewegung zwischen
der Zahnradeinrichtung 22, 54 und dem Flansch 41 innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches gestattet.
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Der
Nicht-Gewichtsabschnitt 20B der Ausgleichswelle 20 ist
mit einem Kettenrad 23, angetrieben in Übereinstimmung mit einer Drehung
der Kurbelwelle 5, versehen, wobei das Kettenrad 23 vorgesehen
ist, die Drehung der Nockenwellen 17 und 18 des
Motors zu übertragen.
Der Nicht-Gewichtsabschnitt 20B ist mit einem Passwellenabschnitt 49 versehen,
der innerhalb einer Passbohrung 42 des Gewichtsabschnittes 20A drehbar
gelagert ist, wobei ein Lagerabschnitt 20c des Gewichtsabschnittes 20A den
Passwellenabschnitt 49 umgibt.
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Die
zwei Ausgleichsgewichtsabschnitte 44, 45 sind
auf beiden Seiten eines Lagerabschnittes 20c, der den Passwellenabschnitt 49 umgibt,
angeordnet.
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Jeder
der Ausgleichsgewichtsabschnitt 43, 44, 45 ist
zwischen benachbarten Lagerabschnitten 20a, 20b, 20c, 20d der
Ausgleichswelle 20 angeordnet.