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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/345,359, die am 17. Mai 2010 eingereicht wurde und deren Offenbarung hierdurch durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein einen Motor und spezieller eine Stabilisatorbaugruppe für den Motor.
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HINTERGRUND
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Verbrennungsmotoren und insbesondere Viertakt-Vierzylinderreihenmotoren erzeugen ein sekundäres Ungleichgewicht während des normalen Betriebs. Eine Stabilisatorbaugruppe kann in den Motor eingebunden sein, um eine vertikale Rüttelkraft zu erzeugen, die das sekundäre Ungleichgewicht des Motors ausgleicht.
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Die Stabilisatorbaugruppe kann ein Paar von parallelen und quer versetzten Ausgleichswellen aufweisen, d. h. eine erste Ausgleichswelle und eine zweite Ausgleichswelle, die durch ein Gehäuse drehbar gelagert sind. Die erste Ausgleichswelle weist ein Antriebszahnrad auf, das mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist und durch diese angetrieben wird. Die zweite Ausgleichswelle weist ein angetriebenes Zahnrad in kämmendem Eingriff mit dem Antriebszahnrad auf.
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Die erste Ausgleichswelle und die zweite Ausgleichswelle drehen sich in entgegengesetzten Richtungen mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl, um die vertikale Rüttelkraft zu erzeugen.
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Aus der
DE 36 25 246 A1 ist ein Motor mit einem Block, mit einer Kurbelwelle, die durch den Block drehbar gelagert ist, und mit einer Stabilisatorbaugruppe bekannt, die an dem Block befestigt ist und für ein Ausgleichen von Vibrationen des Motors ausgebildet ist. Die Stabilisatorbaugruppe weist ein Gehäuse, eine erste Ausgleichswelle und eine zweite Ausgleichswelle auf. Die erste und die zweite Ausgleichswelle sind für eine Drehung um eine erste bzw. zweite Längsachse durch das Gehäuse drehbar gelagert. Die erste Ausgleichswelle ist mit der Kurbelwelle gekoppelt, wird durch diese angetrieben und weist ferner ein Antriebszahnrad auf, das mit einem angetriebenen Zahnrad der zweiten Ausgleichswelle in kämmendem Eingriff steht. Die erste Ausgleichswelle weist ein zentrales Gegengewicht auf, das relativ zu der ersten Längsachse axial zwischen einem ersten Gegengewichtsabschnitt und einem zweiten Gegengewichtsabschnitt der zweiten Ausgleichswelle angeordnet ist, welche entlang der zweiten Längsachse axial voneinander beabstandet sind.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Motor zu schaffen, bei dem das Klappern von Zahnrädern einer Stabilisatorbaugruppe verringert ist, wenn sich der Motor im Leerlauf befindet.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Aufgabe wird durch einen Motor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der Motor weist einen Block und eine Kurbelwelle auf, die durch den Block drehbar gelagert ist. Der Motor weist ferner eine Stabilisatorbaugruppe auf, die an dem Block befestigt ist. Die Stabilisatorbaugruppe ist ausgebildet, um eine Vibration auszugleichen. Die Stabilisatorbaugruppe weist ein Gehäuse auf. Die erste Ausgleichswelle ist für eine Drehung um eine erste Längsachse durch das Gehäuse drehbar gelagert. Die erste Ausgleichswelle ist mit der Kurbelwelle gekoppelt und wird durch diese angetrieben, und sie weist ein Antriebszahnrad auf. Die zweite Ausgleichswelle ist für eine Drehung um eine zweite Längsachse durch das Gehäuse drehbar gelagert. Die zweite Ausgleichswelle weist ein angetriebenes Zahnrad auf, das mit dem Antriebszahnrad kämmend in Eingriff steht. Die erste Ausgleichswelle weist einen ersten Gegengewichtsabschnitt und einen zweiten Gegengewichtsabschnitt auf, der entlang der ersten Längsachse von dem ersten Gegengewichtsabschnitt axial beabstandet ist. Die zweite Ausgleichswelle weist ein zentrales Gegengewicht auf, das relativ zu der ersten Längsachse axial zwischen dem ersten Gegengewichtsabschnitt und dem zweiten Gegengewichtsabschnitt angeordnet ist.
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Eine Stabilisatorbaugruppe für einen Motor wird ebenso geschaffen. Die Stabilisatorbaugruppe weist ein Gehäuse auf. Die Stabilisatorbaugruppe weist ferner eine erste Ausgleichswelle auf, die für eine Drehung um eine erste Längsachse durch das Gehäuse drehbar gelagert ist. Eine zweite Ausgleichswelle ist für eine Drehung um eine zweite Längsachse durch das Gehäuse drehbar gelagert. Die erste Ausgleichswelle weist einen ersten Gegengewichtsabschnitt und einen zweiten Gegengewichtsabschnitt auf, der entlang der ersten Längsachse von dem ersten Gegengewichtsabschnitt axial beabstandet ist. Die zweite Ausgleichswelle weist ein zentrales Gegengewicht auf, das relativ zu der ersten Längsachse axial zwischen dem ersten Gegengewichtsabschnitt und dem zweiten Gegengewichtsabschnitt angeordnet ist.
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Dementsprechend ermöglicht die Anordnung zwischen der ersten Ausgleichswelle und der zweiten Ausgleichswelle, dass der erste Gegengewichtsabschnitt und der zweite Gegengewichtsabschnitt der ersten Ausgleichswelle mit dem zentralen Gegengewicht der zweiten Ausgleichswelle radial überlappen, wodurch ermöglicht wird, dass eine Beabstandung in Querrichtung zwischen der ersten Ausgleichswelle und der zweiten Ausgleichswelle verringert wird. Ein Radius des Antriebszahnrads und des angetriebenen Zahnrads wird verringert, indem die Beabstandung in Querrichtung zwischen der ersten Ausgleichswelle und der zweiten Ausgleichswelle verringert wird. Das Verringern des Radius des Antriebszahnrads und des angetriebenen Zahnrads verringert die Trägheit der ersten Ausgleichswelle und der zweiten Ausgleichswelle, was ein Zahnradklappern der Stabilisatorbaugruppe verringert, wenn sich der Motor im Leerlauf befindet.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der besten Weisen zum Ausführen der Erfindung leicht offensichtlich, wenn sie mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische, fragmentarische Explosionsperspektivansicht eines Motors, die eine Stabilisatorbaugruppe zeigt.
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2 ist eine schematische, fragmentarische Draufsicht von vorne auf den Motor.
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3 ist eine schematische Perspektivansicht von oben auf eine erste Ausgleichswelle und eine zweite Ausgleichswelle der Stabilisatorbaugruppe.
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4 ist eine schematische Draufsicht von oben auf die erste Ausgleichswelle und die zweite Ausgleichswelle.
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5 ist eine schematische Seitenansicht der ersten Ausgleichswelle und der zweiten Ausgleichswelle.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Auf die Figuren Bezug nehmend, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile angeben, ist ein Motor allgemein bei 20 gezeigt. Der Motor 20 kann einen Viertakt-Vierzylinderreihenmotor 20 umfassen, ohne auf diesen beschränkt zu sein. Auf 1 und 2 Bezug nehmend, weist der Motor 20 einen Block 22 mit mehreren Zylindern (nicht gezeigt) und mehreren Kolben (nicht gezeigt) auf. Eine Kurbelwelle 24 ist in einem Kurbelgehäuseabschnitt des Blocks 22 durch den Block 22 drehbar gelagert. Eine Ölwanne 26 ist an dem Block 22 angebracht und dichtet die Unterseite des Kurbelgehäuseabschnitts ab. Mehrere Pleuelstangen (nicht gezeigt) verbinden die Kurbelwelle 24 mit dem Kolben. Während des Betriebs des Motors 20 erzeugt eine Hubbewegung der Kolben ein Vibrationsungleichgewicht zweiter Ordnung in der Form einer vertikalen Rüttelkraft, die mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl zyklisch auftritt.
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Der Motor 20 weist eine Stabilisatorbaugruppe 28 zum Ausgleichen der sekundären Vibration auf. Die Stabilisatorbaugruppe 28 weist ein Gehäuse 30 auf. Wie es gezeigt ist, kann das Gehäuse 30 ein erstes Teilstück 32 und ein zweites Teilstück 34 aufweisen, wobei das erste Teilstück 32 und das zweite Teilstück 34 im Wesentlichen horizontal geteilt sind, um das Gehäuse 30 zu bilden. Mehrere Befestigungselemente (nicht gezeigt) befestigen das erste Teilstück 32 und das zweite Teilstück 34 miteinander, und sie befestigen auch das Gehäuse 30 an einem unteren Abschnitt des Kurbelgehäuses unterhalb der Kurbelwelle 24 an dem Block 22. Es ist jedoch einzusehen, dass das Gehäuse 30 auf eine beliebige andere Weise, die hierin nicht gezeigt oder beschrieben ist, ausgebildet und an dem Block 22 befestigt sein kann.
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Das Gehäuse 30 lagert eine erste Ausgleichswelle 36 und eine zweite Ausgleichswelle 38 drehbar. Die erste Ausgleichswelle 36 ist relativ zu dem Gehäuse 30 um eine erste Längsachse 40 drehbar. Die zweite Ausgleichswelle 38 ist relativ zu dem Gehäuse 30 um eine zweite Längsachse 42 drehbar. Die erste Längsachse 40 und die zweite Längsachse 42 verlaufen parallel zueinander und sind um eine Querdistanz 44 voneinander in Querrichtung beabstandet.
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Auch auf 3 und 4 Bezug nehmend, weist die erste Ausgleichswelle 36 ein Antriebszahnrad 46 auf, und die zweite Ausgleichswelle 38 weist ein angetriebenes Zahnrad 48 auf. Das Antriebszahnrad 46 und das angetriebene Zahnrad 48 sind bezüglich der Größe und des Übersetzungsverhältnisses identisch, wobei jedes einen Zahnradradius 50 definiert, d. h. der Zahnradradius 50 des Antriebszahnrads 46 ist gleich dem Zahnradradius 50 des angetriebenen Zahnrads 48. Das Antriebszahnrad 46 steht mit dem angetriebenen Zahnrad 48 kämmend in Eingriff.
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Die erste Ausgleichswelle 36 ist mit der Kurbelwelle 24 gekoppelt und wird durch diese angetrieben. Wie am besten in 2 gezeigt ist, verbindet eine Kette 52 ein Antriebskettenrad 54, das an der Kurbelwelle 24 angeordnet ist, mit einem angetriebenen Kettenrad 56, das an einer Erweiterung 58 der ersten Ausgleichswelle 36 angebracht ist. Das Antriebszahnrad 46 und das angetriebene Zahnrad 48 verbinden die erste Ausgleichswelle 36 und die zweite Ausgleichswelle 38 für eine zeitlich gleiche und entgegengesetzte Drehung. Dementsprechend dreht die Drehung der Kurbelwelle 24 die erste Ausgleichswelle 36 und dadurch das Antriebszahnrad 46 mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl. Der kämmende Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad 46 und dem angetriebenen Zahnrad 48 dreht gleichermaßen das angetriebene Zahnrad 48 und dadurch die zweite Ausgleichswelle 38 mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl. Die zweite Ausgleichswelle 38 dreht sich relativ zu der ersten Ausgleichswelle 36 in entgegengesetzter Richtung.
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Eine Ölpumpe 60 kann an dem Gehäuse 30 angebracht sei. Die zweite Ausgleichswelle 38 kann mit der Ölpumpe 60 gekoppelt sein und diese antreiben, um die Ölpumpe 60 mit Energie zu versorgen. Jede von der ersten Ausgleichswelle 36 und der zweiten Ausgleichswelle 38 ist durch ein vorderes Lager 62 und ein hinteres Lager 64 gelagert. Die erste Ausgleichswelle 36 ist ferner durch ein Antriebslager 66 gelagert, das in der Nähe des angetriebenen Kettenrads 56 angeordnet ist.
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Auf 3 und 4 Bezug nehmend, weist die erste Ausgleichswelle 36 einen ersten Gegengewichtsabschnitt 68 und einen zweiten Gegengewichtsabschnitt 70 auf. Der zweite Gegengewichtsabschnitt 70 ist von dem ersten Gegengewichtsabschnitt 68 entlang der ersten Längsachse 40 axial beabstandet. Die zweite Ausgleichswelle 38 weist ein zentrales Gegengewicht 72 auf. Das zentrale Gegengewicht 72 ist relativ zu der ersten Längsachse 40 zwischen dem ersten Gegengewichtsabschnitt 68 und dem zweiten Gegengewichtsabschnitt 70 axial angeordnet. Mit anderen Worten ist der erste Gegengewichtsabschnitt 68 der ersten Ausgleichswelle 36 relativ zu der ersten Längsachse 40 und der zweiten Längsachse 42 vor dem zentralen Gegengewicht 72 der zweiten Ausgleichswelle 38 angeordnet, und der zweite Gegengewichtsabschnitt 70 ist relativ zu der ersten Längsachse 40 und der zweiten Längsachse 42 hinter dem zentralen Gegengewicht 72 der zweiten Ausgleichswelle 38 angeordnet. Somit ist der erste Gegengewichtsabschnitt 68 um eine erste Verschiebungsdistanz 76 von einem axialen Zentrum 74 des zentralen Gegengewichts 72 entlang der ersten Längsachse 40 axial nach vorne verschoben, und der zweite Gegengewichtsabschnitt 70 ist um eine zweite Verschiebungsdistanz 78 von dem axialen Zentrum 74 des zentralen Gegengewichts 72 entlang der ersten Längsachse 40 axial nach hinten verschoben. Die zweite Verschiebungsdistanz 78 erstreckt sich in einer Richtung entlang der ersten Längsachse 40 entgegengesetzt zu der ersten Verschiebungsdistanz 76. Die erste Verschiebungsdistanz 76 kann der zweiten Verschiebungsdistanz 78 gleich sein.
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Der erste Gegengewichtsabschnitt 68 und der zweite Gegengewichtsabschnitt 70 erstrecken sich jeweils über eine erste Länge 80 entlang der ersten Längsachse 40. Das zentrale Gegengewicht 72 erstreckt sich über eine zweite Länge 82 entlang der ersten Längsachse 40. Die zweite Länge 82 ist größer als die erste Länge 80.
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Auch auf 5 Bezug nehmend, definieren der erste Gegengewichtsabschnitt 68 und der zweite Gegengewichtsabschnitt 70 jeweils einen ersten Radius 84, der sich von der ersten Längsachse 40 radial nach außen erstreckt. Das zentrale Gegengewicht 72 definiert einen zweiten Radius 86, der sich von der zweiten Längsachse 42 radial nach außen erstreckt. Der erste Radius 84 ist größer als der zweite Radius 86. Wie oben beschrieben ist, verläuft die erste Längsachse 40 parallel zu der zweiten Längsachse 42, und sie ist um eine Querdistanz 44 von der zweiten Längsachse 42 in Querrichtung beabstandet. Die Querdistanz 44 ist kleiner als die Summe des ersten Radius 84 und des zweiten Radius 86, und die Querdistanz 44 ist größer als der erste Radius 84. Die Querdistanz 44, der erste Radius 84 und der zweite Radius 86 können in Abhängigkeit von speziellen Ausgestaltungsanforderungen des Motors 20 variieren. Die Querdistanz 44 kann jedoch gleich 42,0 mm sein, ohne darauf beschränkt zu sein, der zweite Radius 84 kann gleich 31,5 mm sein, ohne darauf beschränkt zu sein, und der zweite Radius 86 kann gleich 21,0 mm sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Aufgrund der radial überlappenden Anordnung zwischen dem ersten Gegengewichtsabschnitt 68 und dem zweiten Gegengewichtsabschnitt 70 der ersten Ausgleichswelle 36 mit dem zentralen Gegengewicht 72 der zweiten Ausgleichswelle 38 kann die radiale Abmessung des Antriebszahnrads 46 und des angetriebenen Zahnrads 48 relativ zu der ersten Längsachse 40 bzw. der zweiten Längsachse 42 verringert werden. Das Verringern der radialen Abmessung des Antriebszahnrads 46 und des angetriebenen Zahnrads 48 verringert die Trägheit der ersten Ausgleichswelle 36 und der zweiten Ausgleichswelle 38, was das Zahnradklappern verringert. Zusätzlich ermöglicht die radial überlappende Anordnung zwischen dem ersten Gegengewichtsabschnitt 68 und dem zweiten Gegengewichtsabschnitt 70 der ersten Ausgleichswelle 36 mit dem zentralen Gegengewicht 72 der zweiten Ausgleichswelle 38, dass die Querdistanz 44 zwischen der ersten Ausgleichswelle 36 und der zweiten Ausgleichswelle 38 verringert wird, was die Bauraumanforderungen der Stabilisatorbaugruppe 28 verringert.
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Wie oben beschrieben ist, definiert jedes von dem Antriebszahnrad 46 und dem angetriebenen Zahnrad 48 einen Zahnradradius 50, wobei der Zahnradradius 50 des Antriebszahnradius 46 gleich dem Zahnradradius 50 des angetriebenen Zahnrads 48 ist. Der Zahnradradius 50 des Antriebszahnrads 46 und des angetriebenen Zahnrads 48 ist kleiner als der erste Radius 84. Zusätzlich ist der doppelte Zahnradradius 50 kleiner als die Summe des ersten Radius 84 und des zweiten Radius 86.
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Während die besten Weisen zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute, welche diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche auszuüben.
