Hubkolbenmaschine mit einem Kettenkasten für einen vormontierten Kettentrieb

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren Kurbelgehäuse einen lediglich nach oben und/oder unten hin offenen Kettenkasten aufweist, in welchen zumindest ein vormontierter Kettentrieb, u. a. bestehend aus einer Kette und einem von der Hubkolbenmaschinen-Kurbelwelle anzutreibendem Ritzel eingesetzt ist.

[0002] Eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem lediglich nach oben und/oder unten hin offenen Kettenkasten ist beispielsweise in der US 4,827,881 beschrieben, die als gattungsbildender Stand der Technik herangezogen wurde. In diesem Kettenkasten ist zumindest ein vormontierter Kettentrieb, der u. a. aus einer Kette und einem von der Hubkolben-Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle anzutreibenden Ritzel besteht, eingesetzt. Hierbei ist das Ritzel auf einem der Kurbelwelle zugeordneten Wellenfortsatz aufgesteckt und in Kurbelwellenachsrichtung mittels zumindest einer in die Kurbelwelle eingebrachten Zentralschraube zusammen mit einem/einer außerhalb des Kettenkastens angeordneten Schwingungsdämpfer/ Riemenscheibe zur Übertragung des erforderlichen Drehmomentes kraftschlüssig gegen die Kurbelwellenstirnseite angepresst. In einer weiteren Ausführungsvariante ist der Wellenfortsatz als ein Bestandteil der Kurbelwelle beschrieben.

[0003] Problematisch bei dieser Ausführungsform ist die Zentrierung des Wellenfortsatzes, um beim Betrieb der Brennkraftmaschine möglicherweise auftretende Unwucht von vorneherein zu vermeiden.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Kurbelwelle selbst für den Wellenfortsatz das zentrierende Bauelement ist. Letzte noch auftretende Unwuchten werden von einem/einer außerhalb des Kettenkastens angeordneten Schwingunsdämpfer/Riemenscheibe, die zur Übertragung des erforderlichen Drehmomentes kraftschlüssig gegen die Kurbelwellenstirnseite gepreßt sind, wirkungsvoll gedämpft. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, die im folgenden anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, sind Inhalt der Unteransprüche. Dabei sind in allen, jeweils in einem Prinzip-Teilschnitt dargestellten Ausführungsbeispielen gleiche Bauteile/Bauelemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

[0005] Vom Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine, insbesondere Hubkolben-Brennkraftmaschine ist im wesentlichen nur ein Ausschnitt des Kettenkastens 1 dargestellt, der stirnseitig von einer Wand 2 und zu den nicht gezeigten Zylindern der Hubkolbenmaschine - dies kann eine der Reihen-Bauart oder der V-Bauart sein - hin von einer Trennwand 3 begrenzt ist. Nach oben und nach unten hin (entsprechend der zeichnerischen Darstellung) ist dieser Kettenkasten 1 offen, u. a. um von dieser offenen Seite her zumindest einen vormontierten Kettentrieb 4' einsetzen zu können. Dieser Kettentrieb 4' kann beispielsweise zum Antrieb der nicht gezeigten Nockenwellen, welcher wie üblich von der Maschinen-Kurbelwelle 5 aus erfolgt, vorgesehen sein.

[0006] Bei sämtlichen hier erläuterten Ausführungsbeispielen befindet sich im Kettenkasten 1 noch ein weiterer Kettentrieb 6', der beispielsweise dem Antrieb einer nicht gezeigten Ölpumpe - ebenfalls ausgehend von der Kurbelwelle 5 - dienen kann, von dem aber auch eine weitere Nockenwellen, beispielsweise bei einer Maschine der V-Bauart angetrieben werden können.

[0007] Jeder Kettentrieb 4' bzw. 6' weist neben einer Kette 4" bzw. 6" ein drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbundenes Ritzel 4 bzw. 6 auf, wobei dieses Ritzel 4 bzw. 6 als Antriebsritzel dient und wobei selbstverständlich jeder Kettentrieb 4' bzw. 6' zumindest ein nicht gezeigtes Abtriebsritzel für das anzutreibende Element (beispielsweise eine Nockenwelle oder eine Ölpumpe) aufweist. Der Kettentrieb 4', wahlweise bzw. bevorzugt aber auch der Kettentrieb 6' sollen vormontierbar sein, d. h. jeder Kettentrieb 4', 6' soll eine Vormontageeinheit bilden, bestehend aus der Kette 4", 6", den Ritzeln 4, 6, den nicht gezeigten Abtriebsritzeln, sowie ggf. ebenfalls nicht gezeigten Führungsschienen oder Spannschienen.

[0008] Wie bereits erwähnt, soll der vormontierte Kettentrieb 4' (sowie ggf. auch der Kettentrieb 6') von oben bzw. unten her in den Kettenschacht 1 einführbar sein und anschließend mit seinem Ritzel 4 (bzw. auch Ritzel 6) mit der Kurbelwelle 5 der Hubkolbenmaschine verbindbar sein. Hierzu ist es selbstverständlich erforderlich, daß diese Kurbelwelle 5 teilweise in den Kettenkasten 1 hineinragt und hierzu - wie gezeigt - einen Durchbruch 3a in der Trennwand 3 durchdringt. Um nun diese geforderte Verbindung zwischen dem Ritzel 4 (und 6) und der Kurbelwelle 5 auf einfache Weise unter gleichzeitiger Ausnutzung funktionaler Vorteile herstellen zu können, ist das Ritzel 4 auf einen der Kurbelwelle 5 zugeordneten Wellenfortsatz 7 aufgesteckt und wird dann mittels zumindest einer Zentralschraube 8 in Richtung der Kurbelwellenachse 5' derart kraftschlüssig gegen die Kurbelwellen-Stirnseite 5" gepreßt, daß das erforderliche Drehmoment von der Kurbelwelle 5 auf das Ritzel 4 übertragen werden kann. Diese Zentralschraube 8 wird von außerhalb des Kettenkastens 1 in die Kurbelwelle 5 bzw. in deren Stirnseite 5" eingeschraubt und dient gleichzeitig dazu, einen Schwingungsdämpfer 9, der gleichzeitig die Funktion einer Riemenscheibe eines ansonsten nicht gezeigten Riementriebes übernehmen kann, ebenso drehfest mit der Kurbelwelle 5 zu verbinden. Dabei liegt auch der Schwingungsdämpfer 9, der selbstverständlich auch nur als Riemenscheibe ausgebildet sein kann, außerhalb des Kettenkastens 1 und somit vor der stirnseitigen Wand 2 dieses Kettenkastens. Mit dieser beschriebenen Konstruktion ist es somit möglich, mittels der zumindest einen Zentralschraube 8 sowohl das Ritzel 4 (ggf. und das Ritzel 6) als auch den Schwingungsdämpfer 9 zu montieren und dabei drehfest an der Kurbelwelle 5 zu befestigen, wobei gleichzeitig dieses Ritzel 4 in einem in diesen Bereich geschlossen, ansonsten lediglich nach oben und/oder unten hin offenen Kettenkasten 1 auf einen sog. Wellenfortsatz 7 der Kurbelwelle 5 aufgesteckt werden kann und somit in radialer Richtung durch diesen Wellenfortsatz 7 zentriert ist. Dabei soll noch darauf hingewiesen werden, daß anstelle der hier für alle Ausführungsbeispiele gezeigten einzigen Zentralschraube 8 auch mehrere derartige Schrauben vorgesehen sein können, die dann selbstverständlich nicht auf der Kurbelwellenachse 5' liegen, sondern beispielsweise kreisförmig um diese herum angeordnet sein können.

[0009] Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 ist der Wellenfortsatz 7 ein von außen in den Kettenkasten 1 einsteckbares und in der Kurbelwelle 5 zentriertes Bauelement. Um dieses Bauelement bzw. diesen Wellenfortsatz 7 von außen koaxial zur Kurbelwellenachse 5' einstecken zu können, muß selbstverständlich in der Wand 2 eine geeignete Durchstecköffnung 2a vorgesehen sein, in welcher sich im übrigen auch noch ein Dichtring 10 befindet. Die Zentrierung des Wellenfortsatzes 7 in der Kurbelwelle 5 insbesondere in radialer Richtung ist erforderlich, um den Rundlauf des auf den Wellenfortsatz 7 aufgesteckten Ritzels 4 (und 6) bezüglich der Kurbelwellenachse 5' zu gewährleisten. Hierzu ist der Wellenfortsatz 7 bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 4 in eine entsprechende Aufnahme 5a (und 5b bei Fig. 2) in der Kurbelwellen-Stirnseite 5" eingesteckt.

[0010] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Wellenfortsatz 7 ein büchsenförmiger Fortsatz 9' des Schwingungsdämpfers 9. Dies stellt eine besonders vorteilhafte Funktionsvereinigung dar. Die Montage der Kettentriebe 4' sowie 6' im Kettenkasten kann dann derart erfolgen, daß bei zunächst nicht vorhandenem Schwingungsdämpfer 9 sowie nicht eingeschraubter Zentralschraube 8 diese beiden Kettentriebe von oben und unten her in den Kettenkasten 1 eingeführt werden und dabei derart positioniert werden, daß die Achsen der Ritzel 4 und 6 mit der Kurbelwellenachse 5 im wesentlichen zur Deckung kommen. Anschließend daran wird von vorne her der Schwingungsdämpfer 9 mit seinem büchsenförmigen Fortsatz 9' = Wellenfortsatz 7 durch die Durchstecköffnung 2a in den Kettenkasten 1 eingeführt, bis dieser Wellenfortsatz 7 in der Aufnahme 5a zentriert anliegt. Schließlich muß nur noch die Zentralschraube 8 von außen eingeführt und mit einem ausreichenden Drehmoment festgeschraubt werden, so daß mit wenigen Handgriffen der gesamte Montagevorgang sogar zweier Kettentriebe 4', 6' abgeschlossen ist.

[0011] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist zwischen dem Wellenfortsatz 7, der analog zur Fig. 1 als büchsenförmiger Fortsatz 9' des Schwingungsdämpfers 9 ausgebildet ist, und der Zentralschraube 8 eine separate Büchse 11 angeordnet, die in eine weitere Aufnahme 5b in der Kurbelwelle 5 hineinragt und in dieser Aufnahme 5b ebenfalls in radialer Richtung zentriert ist. Hierdurch ergibt sich einerseits eine noch bessere Zentrierung der jeweiligen Bauelemente, nämlich der Ritzel 4, 6 und des Schwingungsdämpfers 9, daneben ist es möglich, den Schwingungsdämpfer 9 später zu Wartungszwecken demontieren zu können, ohne daß die Kettentriebe 4', 6' ausgebaut werden müssen. Im Rahmen derartiger Wartungsarbeiten kann beispielsweise der Dichtring 10 in der Durchstecköffnung 2a ausgetauscht werden.

[0012] Gleiches ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 möglich, bei welchem der büchsenförmige Fortsatz 9' des Schwingungsdämpfers 9 in axialer Richtung kürzer gestaltet ist, so daß lediglich die separate Büchse 11, die nunmehr in die Aufnahme 5a der Kurbelwelle 5 eingesteckt ist, als erfindungsgemäßer Wellenfortsatz 7 fungiert. Demzufolge werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Ritzel 4, 6 sowie der Schwingungsdämpfer 9 auf diese separate Büchse 11 aufgesteckt, bzw. diese separate Büchse 11 wird von außen in den Kettenkasten 1 und in die Aufnahme 5a eingesteckt, nachdem die vormontierten Kettentriebe 4', 6' näherungsweise positioniert wurden. Hier werden also somit zunächst diese beiden Kettentriebe 4', 6' analog den vorherigen Ausführungsbeispielen in den Kettenkasten 1 eingeführt und mit ihren Ritzeln 4 und 6 zumindest näherungsweise bezüglich der Kurbelwellenachse 5' zentriert, anschließend daran wird diese als Wellenfortsatz 7 fungierende separate Büchse 11 eingeführt und in der Aufnahme 5a zentriert, wonach der Schwingungsdämpfer 9 mit seinem büchsenförmigen Fortsatz 9' auf diese Büchse 11 aufgeschoben wird. Anschließend wird dieser gesamte Komplex mit der Zentralschraube 8 gesichert bzw. derart kraftschlüssig gegen die Kurbelwellen-Stirnseite 5" gepreßt, daß die benötigten Drehmomente übertragen werden können.

[0013] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 übernimmt das Ritzel 6 die Funktion des Wellenfortsatzes 7, was bedeutet, daß dieses Ritzel 6 mit entsprechenden büchsenförmigen Fortsätzen 6a, 6b versehen ist, die einerseits in radialer Richtung in der Aufnahme 5a der Kurbelwelle 5 und andererseits - unter Zwischenlage des Dichtringes 10 - in der Durchstecköffnung 2a der Wand 2 zentriert sind. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Schwingungsdämpfer 9 keinen Fortsatz auf und ist im übrigen auch nicht auf der Außenseite des Weilenfortsatzes 7 bzw. des büchsenförmigen Fortsatzes 6b des Ritzels 6 zentriert, sondern auf dessen Innenseite, jedoch kann dies auch durchaus abweichend gestaltet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird somit zunächst der Kettentrieb 4' bei noch nicht vorhandenem Ritzel 6 sowie ebenfalls noch nicht vorhandener Zentralschraube 8 in den Kettenkasten 1 eingeführt und mit seinem Ritzel 4 zumindest näherungsweise bezüglich der Kurbelwellenachse 5' positioniert, wonach die Kette 6" derart eingeführt wird, daß das Ritzel 6 von vorne her über die Durchstecköffnung 2a eingesteckt und mit seinem büchsenförmigen Fortsatz 6a in der Aufnahme 5a der Kurbelwelle 5 zentriert werden kann. Anschließend wird der Schwingungsdämpfer 9 wie gezeigt positioniert und schließlich wieder der gesamte Baukomplex mit der Zentralschraube 8 derart verschraubt, daß die gewünschte Drehmomentübertragung möglich ist. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch eine geringstmögliche Anzahl von Bauteilen aus, wobei das Ritzel 6 beispielsweise als Sinterformteil ausgebildet sein kann. Im übrigen ist es auch hier wieder auf einfache Weise möglich, den Schwingungsdämpfer 9 später zu demontieren, wobei die beiden Kettentriebe 4', 6' ihre exakte Position beibehalten.

[0014] Bei diesem sowie bei sämtlichen zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen erfolgt - wie bereits erläutert - die Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle 5 auf die Ritzel 4, 6 sowie den Schwingungsdämpfer 9 dadurch, daß diese genannten Elemente durch die zumindest eine (ggf. aber auch mehrere) Zentralschraube 8 in Kurbelwellen-Achsrichtung 5' kraftschlüssig gegen die Kurbelwellen-Stirnseite 5" gepreßt werden. Dabei liegt jedes dieser genannten Elemente, nämlich das Ritzel 4, das Ritzel 6, ggf. eine separate Büchse 11 sowie der Schwingungsdämpfer 9 mit seitlichen Stirnflanken direkt bzw. indirekt an der Stirnseite 5" der Kurbelwelle 5 einerseits und am Kopf der Zentralschraube 8 andererseits an. Selbstverständlich kann zwischen dem Ritzel 4 sowie der Stirnseite 5" noch ein weiteres nicht gezeigtes Element liegen, ohne daß dies der gewünschten Drehmomentübertragung hinderlich ist. Selbstverständlich sind darüber hinaus eine Vielzahl weiterer Abweichungen insbesondere konstruktiver Art von den gezeigten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Ansprüche

1. Hubkolbenmaschine, insbesondere Hubkolben-Brennkraftmaschine, deren Kurbelgehäuse einen lediglich nach oben und/oder unten hin offenen Kettenkasten (1) aufweist, in welchem zumindest ein vormontierter Kettentrieb (4', 6') u. a. bestehend aus einer Kette (4", 6") und einem von der Hubkolbenmaschinen-Kurbelwelle (5) anzutreibenden Ritzel (4, 6) eingesetzt ist und das Ritzel (4) auf einem der Kurbelwelle (5) zugeordneten Wellenfortsatz (7) aufgesteckt und in Kurbelwellenachsrichtung (5') mittels zumindest einer in die Kurbelwelle (5) eingebrachten Zentralschraube (8) zusammen mit einem/einer außerhalb des Kettenkastens (1) angeordneten Schwingungsdämpfer/Riemenscheibe (9) zur Übertragung des erforderlichen Drehmomentes kraftschlüssig gegen die Kurbelwellenstirnseite (5") gepreßt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenfortsatz (7) ein von außen in den Kettenkasten (1) einsteckbares und in der Kurbelwelle (5) zentriertes Bauelement ist.

2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenfortsatz (7) eine separate Büchse (11) oder ein büchsenförmiger Fortsatz (9') des Schwingungsdämpfers/der Riemenscheibe (9) ist.

3. Hubkolbenmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein weiteres koaxial angeordnetes Ritzel (6) eines weiteren Kettentriebes (6'), wobei die Drehmomentübertragung ebenfalls kraftschlüssig unter Einwirkung der Zentralschraube(n) (8) erfolgt.

4. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenfortsatz (7) Bestandteil des weiteren Ritzels (6) ist.

5. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Ritzel (6) zumindest teilweise auf dem Wellenfortsatz (7) aufgesteckt ist.

6. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Ritzel (6) zusätzlich auf einer separaten Büchse (11) oder auf einem büchsenförmigen Fortsatz (9') des Schwingungsdämpfers/der Riemenscheibe (9) aufgesteckt ist.

7. Hubkolbenmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenfortsatz (7) oder der büchsenförmige Fortsatz (9') des Schwingungsdämpfers/der Riemenscheibe (9) in einer Durchstecköffnung (2a) in der stirnseitigen Wand (2) des Kettenkastens (1) unter Zwischenlage eines Dichtringes (10) gelagert ist.

Claims

1. A reciprocating engine, especially a reciprocating internal combustion engine having a crankcase comprising a chain case (1) open only at the top and/or bottom and containing at least one pre-assembled chain drive (4', 6') inter alia comprising a chain (4", 6") and a pinion (4,6) driven by the reciprocating engine crankshaft (5), and the pinion (4) is mounted on a shaft prolongation (7) associated with the crankshaft (5) and, in order to transmit the required torque, is non-positively pressed against the end face (5") of the crankshaft in the axial direction (5') thereof by at least one central screw (8) disposed in the crankshaft (5) together with a vibration damper or belt pulley (9) disposed outside the chain case (1),
characterised in that the shaft prolongation (7) is a component for insertion from the exterior into the chain case (1) and centred in the crankshaft (5).

2. An engine according to claim 1,
characterised in that the prolongation (7) is a separate sleeve (11) or a sleeve-like prolongation (9') of the vibration damper or belt pulley (9).

3. An engine according to any of the preceding claims,
characterised by an additional coaxially disposed pinion (6) of an additional chain drive (6'), torque being likewise non-positively transmitted by action of the central screw or screws (8).

4. An engine according to claim 3,
characterised in that the prolongation (7) is a component of the additional pinion (6).

5. An engine according to any of claims 1 to 3,
characterised in that the additional pinion (6) is mounted at least partly on the shaft prolongation (7).

6. An engine according to claim 5,
characterised in that the additional pinion (6) is additionally mounted on a separate sleeve (11) or on a sleeve-like prolongation (9') of the vibration damper or belt pulley (9).

7. An engine according to any of the preceding claims,
characterised in that the shaft prolongation (7) or the sleeve-like prolongation (9') of the vibration damper or belt pulley (9) is mounted in an opening (2a) through the end wall (2) of the chain case (1) with interposition of a gasket (10).

Revendications

1. Moteur à pistons linéaires notamment moteur à combustion interne à pistons linéaires dont le carter de vilebrequin comporte un boîtier à chaîne (1) ouvert vers le haut et/ou vers le bas, recevant au moins une transmission à chaîne (4', 6') pré-assemblée composée d'une chaîne (4", 6") et d'un pignon (4, 6) entraîné par le vilebrequin (5) du moteur, et le pignon (4) est engagé sur un prolongement d'arbre (7) associé au vilebrequin (5) et est serré dans la direction (5') de l'axe du vilebrequin par une liaison par la force contre la face frontale (5") du vilebrequin, à l'aide d'une vis centrale (8) logée dans le vilebrequin (5) avec une poulie/amortisseur de vibrations (9) prévue dans ou à l'extérieur du boîtier à chaîne (1) pour transmettre le couple nécessaire,
caractérisé en ce que
le prolongement d'arbre (7) est un composant introduit de l'extérieur dans le boîtier à chaîne (1) et centré dans le vilebrequin (5).

2. Moteur à pistons linéaires selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le prolongement d'arbre (7) est un manchon distinct (11) ou un prolongement (9') en forme de manchon de la poulie/amortisseur de vibrations (9).

3. Moteur à pistons linéaires selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé par
un autre pignon (6) coaxial, une autre transmission à chaîne (6'), la transmission du couple se faisant également par une liaison de force sous l'action de la ou des vis centrale(s) (8).

4. Moteur à pistons linéaires selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
le prolongement d'arbre (7) fait partie de l'autre pignon (6).

5. Moteur à pistons linéaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
l'autre pignon (6) est engagé au moins en partie sur le prolongement d'arbre (7).

6. Moteur à pistons linéaires selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
l'autre pignon (6) est en outre engagé sur un manchon distinct (11) ou sur un prolongement (9') en forme de manchon de la poulie/amortisseur de vibrations (9).

7. Moteur à pistons linéaires selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le prolongement d'arbre (7) ou le prolongement en forme de manchon (9') de la poulie/amortisseur de vibrations (9) est monté à travers un passage (2a) de la paroi frontale (2) du boîtier à chaîne (1) avec interposition d'un joint d'étanchéité (10).

Zeichnung