DE19706947A1 - Vorrichtung zum Ausgleich von Massenkräften und Wechseldrehmomenten um eine Längsachse von Hubkolbenbrennkraftmaschinen - Google Patents
Vorrichtung zum Ausgleich von Massenkräften und Wechseldrehmomenten um eine Längsachse von HubkolbenbrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich von
freien Massenkräften und durch Massen- und Gaskräfte er
zeugten Wechseldrehmomenten um eine Längsachse von Hub
kolbenbrennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspru
ches 1.
Bewegte Massen beim Betrieb von Hubkolbenbrennkraftmaschi
nen mit Kurbeltrieb erzeugen Massenkräfte, welche sich aus
den Kräften der rotierenden Massen der Kurbelwelle um deren
Achse und den hin- und hergehenden Massen in Zylinderrich
tung zusammensetzen. Durch verschiedene Angriffspunkte der
bei der Gemischverbrennung in den Brennräumen entstehenden
Gaskräfte auf den Kolben und den Massenkräften entstehen
darüber hinaus insbesondere bei Mehrzylindermaschinen freie
Massenmomente. Die Massenwirkungen (Kräfte und Momente)
werden nach der jeweiligen Frequenz ihres Auftretens -
verglichen mit der Drehzahl der Kurbelwelle - als
Massenwirkungen erster, zweiter oder höherer Ordnung be
zeichnet. Abhängig vom jeweiligen Aufbau einer Hubkolben
brennkraftmaschine, d. h. insbesondere Anzahl und Anordnung
der Zylinder und damit der Kröpfungen der Kurbelwelle,
treten mehr oder weniger stark ausgeprägte Massenkräfte auf
und beeinflussen in schädlicher Weise das Laufverhalten der
Maschine. Massenkraftanteile aufgrund rotierender Massen
werden in bekannter Weise durch Gegengewichte mit einer der
Fliehkraft entgegengerichteten Kraftwirkung vollständig
ausgeglichen. Oszillierende Massen verursachen jedoch sol
che Massenkräfte, die entsprechend ihrer Ordnungszahl mit
der einfachen oder der doppelten Kurbelwellen-Drehzahl um
laufen. Bekannte Ausgleichsmaßnahmen dieser Massenkraft
anteile sehen gegenläufig mit einfacher bzw. doppelter Kur
belwellen-Drehzahl umlaufende Unwuchtvorrichtungen vor, wo
bei die Unwuchtskräfte den Vektoren der umlaufenden Massen
kräfte entgegengerichtet sind und deren Größe aufweisen.
Ein gegenseitiger Ausgleich aller Massenkräfte von Mehr
zylinder-Brennkraftmaschinen wird bekanntlich durch eine
symmetrische Anordnung der Kröpfungen der Kurbelwelle beab
sichtigt, wodurch der gemeinsame Schwerpunkt aller bewegten
Massen der Kurbeltriebe in einer Längsachse der Kurbelwelle
liegt. Voraussetzung für einen derartigen Ausgleich der
Massenkräfte unterschiedlicher Ordnungen ist, daß der
sogenannte Kurbelstern der jeweiligen Ordnung symmetrisch
ist. Ist der Kurbelstern zweiter Ordnung unsymmetrisch, so
werden freie Massenkräfte zweiter Ordnung erzeugt.
Insbesondere für eine Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine
mit einem unsymmetrischen Kurbelstern zweiter Ordnung ist
eine als Lanchester-Ausgleich bezeichnete Vorrichtung zum
Ausgleich der freien Massenkräfte zweiter Ordnung bekannt.
Dabei sind zwei Ausgleichswellen parallel zur Längsachse
der Hubkolbenmaschine angeordnet und laufen jeweils mit
einer exzentrisch angeordneten Ausgleichsmasse zur
Unwuchtserzeugung mit der doppelten Drehzahl der Kur
belwelle in entgegengesetzten Drehrichtungen um.
Neben den freien Massenkräften zweiter Ordnung treten je
doch auch Wechseldrehmomente zweiter Ordnung um die Längs
achse der Hubkolbenbrennkraftmaschine auf, welche durch die
tangentialen Komponenten der Massen- und Gaskräfte ver
ursacht sind. Durch versetzte Anordnung der Ausgleichs
wellen bezüglich der Zylinderachse bilden die Unwuchts
kräfte der Ausgleichswellen ein Kräftepaar und somit ein
Drehmoment um die Längsachse, welches dem schädlichen Wech
seldrehmoment entgegenwirkt. Jedoch erzeugen die Gaskräfte
und die Massenkräfte jeweils Komponenten der resultierenden
Wechseldrehmomente in unterschiedlichen Drehrichtungen, so
daß die bekannte Lanchester-Ausgleichsvorrichtung nur an
einem bestimmten Betriebspunkt mit einer spezifischen Dreh
zahl und Betriebslast einen vollständigen Ausgleich des
Wechseldrehmoments herbeiführen kann. Mit zunehmender Be
triebslast ist der Betrag des Ausgleichsmoments geringer
als der Betrag des auftretenden Wechseldrehmoments. Im un
teren Drehzahlbereich addieren sich sogar die durch Gas
kräfte verursachten Wechselmomente und die von der Lan
chester-Einrichtung erzeugten Wechselmomente, so daß das
Laufverhalten der Brennkraftmaschine mit eingeschalteter
Ausgleichsvorrichtung schlechter ist als ohne Ausgleichs
vorrichtung.
Die DE 38 40 307 C2 schlägt daher vor, die Drehrichtungen
der bezüglich der Zylinderachse versetzt angeordneten Aus
gleichswellen in einem bestimmten Betriebspunkt der Brenn
kraftmaschine umzuschalten. Dabei wird zwar zuverlässig
verhindert, daß sich das Wechseldrehmoment und das von der
Ausgleichsvorrichtung erzeugte Ausgleichsmoment addieren,
jedoch ist das erzeugte Ausgleichsmoment direkt abhängig
von der jeweiligen Drehzahl der Kurbelwelle und somit
lediglich in bestimmten Ausschnitten des Betriebslast-Kenn
feldes der Brennkraftmaschine ein vollständiger Ausgleich
der Wechseldrehmomente möglich.
Weiterhin sind Ausgleichsvorrichtungen bekannt, bei denen
die Ausgleichswellen jeweils zwei Ausgleichsmassenstücke
mitnehmen, von denen eines (DE 38 42 366 A1) oder beide (DE 42 11 629 A1)
bezüglich seiner Phasenlage relativ zur je
weils anderen Ausgleichsmasse verstellbar ist/sind. Mit
einer Phasenverschiebung von maximal 180° ist dabei eine
Umkehr der Drehrichtung des maximalen Wechseldrehmoments
möglich, welches in den Extremstellungen der Phasenlagen
erzeugt wird. Eine stufenlose Verstellung der Phasenwinkel
ermöglicht zwar eine Erzeugung von Wechseldrehmomenten
unterschiedlicher Beträge, so daß bei einer bestimmten Be
triebslast der Brennkraftmaschine das jeweils auftretende
Wechseldrehmoment vollständig ausgleichbar ist. Dabei kön
nen jedoch die nach dem Lanchester-Prinzip notwendigen Un
wuchtskräfte senkrecht zur Zylinderachse durch die Phasen
verschiebung nicht phasenrichtig und darüber hinaus nur mit
geringerem Betrag erzeugt werden, so daß die freien Massen
kräfte nur unzureichend ausgleichbar sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Vorrich
tung derart weiterzubilden, daß bei jeder möglichen Be
triebslast der Hubkolbenbrennkraftmaschine ein vollstän
diger Ausgleich sowohl der freien Massenkräfte als auch der
durch Massen- und Gaskräfte erzeugten Wechseldrehmomente
ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Eine Verschiebung mindestens einer der Ausgleichswellen in
Richtung der Zylinderachse bewirkt, daß die von den Aus
gleichsmassen erzeugten Unwuchtskräfte ein Kräftepaar und
damit ein Drehmoment bilden, welches dem Wechseldrehmoment
um die Längsachse der arbeitenden Hubkolbenbrennkraft
maschine entgegenwirkt. Der Versatz zwischen beiden Aus
gleichswellen bezüglich einer Horizontalebene der Hub
kolbenbrennkraftmaschine wird dabei derart eingestellt, daß
das schädliche Wechseldrehmoment der Massen- und Gaskräfte
vollständig ausgeglichen wird und ein hohes Naß an Laufruhe
der Brennkraftmaschine erreicht ist. Bei jeder Relativ
stellung der Ausgleichswellen zueinander werden die freien
Massenkräfte vollständig ausgeglichen, da die Phasenlage
der Ausgleichsmassen durch die Verschiebung der Ausgleichs
welle nicht veränderbar ist. Der drehzahlabhängige Aus
gleich der freien Massenkräfte zweiter Ordnung und der be
triebslastabhängige Ausgleich der Wechseldrehmomente sind
durch den variablen Versatz der Ausgleichswellen ohne Ein
fluß aufeinander. Sowohl die freien Massenkräfte zweiter
Ordnung als auch die Wechseldrehmomente um die Längsachse
sind somit in jedem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine
vollständig ausgleichbar.
Vorteilhaft sind die beiden Ausgleichswellen in entgegen
gesetzten Richtungen synchron verschiebbar angeordnet. Bei
gleichem Verschiebeweg für jede der Ausgleichswellen ist
dabei ein sehr betragsgroßes Ausgleichs-Wechseldrehmoment
erzeugbar. Eine synchrone Verschiebung der Ausgleichswellen
in entgegengesetzten Richtungen aus der Nullage, in der
kein Ausgleichs-Wechseldrehmoment erzeugt wird und die koa
xial gerichteten Unwuchtskräfte ausschließlich die freien
Massenkräfte zweiter Ordnung ausgleichen, bewirkt, daß in
jeder Versatzstellung der Ausgleichswellen der Drehpunkt
des Unwucht-Kräftepaares auf der Längsachse der Hubkolben
brennkraftmaschine liegt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin
dung sind die Ausgleichswellen jeweils an benachbart lie
genden Endabschnitten von einem Wellenträger drehbar aufge
nommen. Die Wellenträger sind jeweils schwenkbar um die
Längsachse gelagert, so daß bei einem Schwenken der Wellen
träger die beidseitig der Brennkraftmaschine parallel zur
Längsachse angeordneten Ausgleichswellen in entgegengesetz
ten Richtungen der Zylinderachse verschoben werden.
Die Verstellung der Wellenträger kann durch einen Stell
antrieb erfolgen, welcher in Abhängigkeit von der jeweils
vorliegenden Betriebslast der Brennkraftmaschine den opti
malen Versatz der Ausgleichswellen durch Ausschwenken der
Wellenträger um einen bestimmten Schwenkwinkel bestimmt.
Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend anhand der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Vorrich
tung zum vollständigen Ausgleich von freien Massen
kräften und Wechseldrehmomenten um eine Längsachse,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 mit vier
Zylindern 10 1 bis 10 4 in Reihenanordnung. Gemischverbren
nung in den Brennräumen 21 verdrängt die jeweils in den
Zylindern 10 1 bis 10 4 längsbeweglich angeordneten Kolben
11 1 bis 11 4. Die Längsbewegung der Kolben 11 wird über je
weils ein Pleuel 12 1 bis 12 4 nach Art des Schubkurbeltriebs
auf eine Kurbelwelle 2 übertragen. Die Pleuel 12 1 bis 12 4
sind dabei jeweils auf einen gekröpften Kurbelzapfen 15 1
bis 15 4 der Kurbelwelle 2 gelagert. Die Kröpfungen in der
Kurbelwelle für die Kurbelzapfen 15 1 bis 15 4 sind symme
trisch angeordnet, so daß einzelne Massenkräfte erster
Ordnung der Kurbeltriebe der einzelnen Zylinder 10 1 bis 10 4
sich gegenseitig weitgehend ausgleichen. Für die mit der
doppelten Drehfrequenz der Kurbelwelle 2 umlaufenden freien
Massenkräfte (und -momente) zweiter Ordnung, welche bei der
vorliegenden Kröpfungsfolge der Kurbelwelle 2 besonders
stark ausgeprägt sind, ist eine dynamische Aus
gleichsvorrichtung vorgesehen. Die Ausgleichsvorrichtung
ermöglicht außerdem eine variable Erzeugung von Ausgleichs
drehmomenten unterschiedlicher Beträge, welches dem Aus
gleich von Wechseldrehmomenten zweiter Ordnung um eine
Längsachse 5 dient.
Die Längsachse 5 ist die Bezugsachse der im Betrieb von
Kurbeltriebmaschinen entstehenden, auszugleichenden Momente
und fällt bei der vorliegenden, in erster Ordnung symme
trischen Kröpfungsfolge der Kurbelwelle 2 mit dessen Dreh
achse zusammen. Die zum Ausgleich der freien Massenkräfte
zweiter Ordnung und der Wechseldrehmomente zweiter Ordnung
um die Längsachse 5 nötigen Unwuchtskräfte und -momente
werden von zwei Ausgleichswellen 3 der Ausgleichsvorrich
tung erzeugt. Jede der Ausgleichswellen weist eine Aus
gleichsmasse 13 auf, welche exzentrisch zur Drehachse der
Ausgleichswelle 3 in einer Phasenlage liegt, die das Lan
chester-Prinzip zum Ausgleich freier Massenkräfte zweiter
Ordnung vorgibt.
Die Ausgleichswellen sind mit ihren freien Enden jeweils in
Wellenträgern 7, 8 drehbeweglich aufgenommen, wobei die
Wellenträger 7, 8 ihrerseits jeweils benachbart des ge
kröpften Abschnittes der Kurbelwelle 2 um die Längsachse 5
schwenkbar gelagert sind. Die Wellenträger 7, 8 werden da
bei von der Kurbelwelle 2 durchsetzt und sind mittels
Schwenklagern 9 auf der Kurbelwelle 2 gelagert, wobei die
Drehbewegung der Kurbelwelle 2 nicht behindert wird. Alter
nativ dazu wäre auch eine schwenkbare Lagerung der Wellen
träger 7, 8 am Kurbelgehäuse 16 der Hubkolbenmaschine 1
möglich ohne Berührung der Wellenträger 7, 8 mit der Kur
belwelle 2. Die Wellenträger 7, 8 sind dabei so gekoppelt,
daß sie sich völlig synchron bewegen. Die Koppelung der
Wellenträger kann über die mechanische Verbindung durch die
Ausgleichswellen 3, 4 hinaus durch weitere mechanisch star
re Koppelglieder erfolgen oder durch Anordnung synchron ar
beitender Stellantriebe an jedem Wellenträger 7, 8.
Die Ausgleichswellen 3 werden über ein Zahnradgetriebe von
der Kurbelwelle 2 angetrieben und laufen in jeweils ent
gegengesetzten Drehrichtungen mit der doppelten Drehzahl
der Kurbelwelle 2 um. Die Kurbelwelle 2 nimmt ein verzahn
tes Antriebsrad 17 mit, welches mit einem Zahnrad 18 der
einen Ausgleichswelle 3 kämmt, wobei das Zahnrad 18 zum Er
reichen der Getriebeübersetzung i = ½ halb so viele Zahn
radzähne aufweist wie das Antriebsrad 17. Ein Zahnrad der
anderen, nicht dargestellten Ausgleichswelle wird von einem
verzahnten Zwischenrad angetrieben, welches seinerseits mit
dem Antriebsrad 17 der Kurbelwelle 2 kämmt. Auch hier be
trägt die Getriebeübersetzung natürlich i = ½, wobei jedoch
diese Ausgleichswelle in entgegengesetzter Drehrichtung der
anderen Ausgleichswelle 3 mit der gleichen Drehzahl um
läuft.
Die Anordnung der Ausgleichswellen 3, 4 ergibt sich deut
lich aus einem Querschnitt durch die Brennkraftmaschine 1
gemäß der Schnittlinie II-II, wie er in Fig. 2 dargestellt
ist. Um das Wirkungsprinzip der Ausgleichsvorrichtung zu
erklären, zeigt die Fig. 2 den Wellenträger 8 in zwei Stel
lungen, nämlich der horizontalen Nullage in einer Horizon
talebene H sowie in einer bezüglich der Kurbelwelle um den
maximalen Schwenkwinkel ausgeschwenkten Stellung. Im Kur
beltrieb der Brennkraftmaschine 1 wird die Längsbewegung
des Kolbens 11 im Zylinder 10 über ein Pleuel 12 in bekann
ter Weise auf die Kurbelwelle 2 übertragen, welche mit der
Drehgeschwindigkeit ω1 umläuft. Die Kurbelwelle 2 nimmt ein
verzahntes Antriebsrad 17 mit, welches die Ausgleichswellen
3, 4 der Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich von freien
Massenkräften zweiter Ordnung und Wechseldrehmomenten um
die Längsachse 5 der Brennkraftmaschine 1 antreibt. Jede
der Ausgleichswellen 3, 4 weist ein Zahnrad 18, 19 auf, wo
bei das Zahnrad 18 im Zahneingriff mit dem Antriebsrad 17
steht und somit direkt angetrieben wird und entgegen der
Drehrichtung der Kurbelwelle 2 umläuft. Das Zahnrad 19 der
anderen Ausgleichswelle 4 wird dagegen von einem Zwischen
rad 20 angetrieben, welches außerdem mit dem Antriebsrad 17
der Kurbelwelle 2 kämmt, so daß die Ausgleichswelle 4 in
der gleichen Drehrichtung wie das Antriebsrad 17 rotiert.
Die Getriebeübersetzung ist so gewählt, daß die
Ausgleichswellen 3, 4 mit der doppelten Drehgeschwindigkeit
ω2 der Kurbelwelle 2 umlaufen, und zwar in entgegenge
setzten Drehrichtungen bedingt durch die Zahnradanord
nungen.
Die Ausgleichswellen 3, 4 sind parallel und in jeweils
gleichem Abstand zur Längsachse 5 angeordnet. Die Längs
achse 5 der Brennkraftmaschine 1 stellt den Schwerpunkt der
bewegten Massen der Kurbeltriebe dar und liegt im Dreh
zentrum der Kurbelwelle 2, so daß Massenkraftgleichgewicht
erster Ordnung herrscht. Die Ausgleichswellen 3, 4 sind an
ihren Enden jeweils von einem Wellenträger 8 aufgenommen.
Eine schwenkbare Lagerung des Wellenträgers 8 um die Längs
achse 5 ermöglicht eine synchrone Verschiebung der Aus
gleichswellen in entgegengesetzten Richtungen der Zylinder
achse 6 und einen variablen Versatz bezüglich der Horizon
talebene H. Jedem Schwenkwinkel α gegenüber der Nullage des
Wellenträgers 8 in der Horizontalebene H senkrecht zur
Zylinderachse 6 entspricht dabei ein Verschiebeweg V der
Ausgleichswellen 3, 4 in Zylinderachsrichtung. Der Wellen
träger 8 ist mit einem Schwenklager auf der Kurbelwelle 2
drehbar gelagert, wodurch bei einem Ausschwenken die Dreh
achsen der Ausgleichswellen 3, 4 auf einem Bogen konzen
trisch zur Kurbelwellenmitte (Längsachse 5) verschoben
werden und somit bei jedem möglichen Schwenkwinkel a der
Zahneingriff des Zahnrads 13 und des Zwischenrads 20 ge
währleistet ist.
Die Ausgleichsmassen 13, 14 liegen exzentrisch zur Dreh
achse der jeweiligen Ausgleichswelle 3, 4 mit einer der
artigen Phasenlage, daß in den Totpunkten der Längsbewegung
des Kolbens 11 Unwuchtskräfte in gleichen Richtungen er
zeugt werden. Unabhängig vom Schwenkwinkel a und dem damit
verbundenen Versatz in Richtung der Zylinderachse 6 erzeu
gen die Ausgleichswellen 3, 4 Fliehkräfte in Folge ihrer
Drehgeschwindigkeit ω2, welche zu einem vollständigen Aus
gleich der freien Massenkräfte zweiter Ordnung führen, da
die Massenkräfte - wie bereits eingangs beschrieben - pro
portional mit der Drehzahl des Kurbeltriebs/Drehgeschwin
digkeit ω1 der Kurbelwelle 2 auftreten. Durch den jeweils
gleichen Abstand der Ausgleichswellen 3, 4 von der Kurbel
welle 2 liegen die Drehachsen der Ausgleichswellen eben
falls gleichmäßig beabstandet von der Horizontalebene H
durch die Kurbelwelle 2, so daß Biegebeanspruchungen der
Kurbelwelle 2 etwa durch unterschiedliche Hebelarme der
Fliehkräfte der Ausgleichsmassen 13, 14 zur Kurbelwellen
mitte ausgeschlossen sind.
Das durch den Versatz der Ausgleichswellen bezüglich der
Horizontalebene H erzeugte Drehmoment um die Längsachse 5
wirkt einem Wechseldrehmoment zweiter Ordnung entgegen,
welches von tangentialen Gaskräften und Massenkräften er
zeugt wird. Die Gaskräfte entstehen bei der Gemischverbren
nung im Brennraum 21, wirken auf den Kolben 11 und steigen
mit zunehmender Betriebslast der Brennkraftmaschine 1 an.
Es tritt daher im unteren Teillastbereich und im Leerlauf
ein weitaus geringeres Wechseldrehmoment um die Längsachse
5 auf als in den höheren Lastbereichen. Bei jeder Betriebs
last der Brennkraftmaschine 1 wird das auftretende Wech
seldrehmoment dadurch ausgeglichen, daß die Ausgleichs
wellen durch eine entsprechende versetzte Anordnung ein
Ausgleichsmoment mit dem gleichen Betrag des Wechsel
drehmoments zweiter Ordnung, natürlich diesem entgegenge
richtet, erzeugen. Die Ausgleichsvorrichtung mit einem
schwenkbaren Wellenträger 8 zur Verschiebung und Versetzung
der Ausgleichswellen 3, 4 ermöglicht die Erzeugung betrags
variabler Drehmomente, so daß in jedem Betriebspunkt der
Brennkraftmaschine 1 ein vollständiger Ausgleich sowohl der
freien Massenkräfte zweiter Ordnung als auch der Wechsel
drehmomente zweiter Ordnung um die Längsachse 5 erreicht
ist.
Ein hier nicht dargestellter Stellantrieb ist mit einem der
in Fig. 1 gezeigten Wellenträger 7 oder 8 schwenk-verstell
bar verbunden und bestimmt in Abhängigkeit von der jewei
ligen Betriebslast der Brennkraftmaschine 1 den optimalen
Schwenkwinkel α der Wellenträger 7, 8 gegenüber der Hori
zontalebene H. Der Stellantrieb kann ein Elektromotor,
insbesondere ein Schrittmotor oder alternativ dazu ein
hydraulisch betriebenes Stellglied sein. Als betriebs
lastabhängiger Steuerparameter für den Stellantrieb kann
beispielsweise in jedem Betriebspunkt der Brennkraftmaschi
ne das jeweilige Drehmoment der Kurbelwelle 2 gemessen wer
den und dem Stellantrieb vorbekannte Kennfelddaten für den
jeweils gemessenen Betriebspunkt zur Einstellung des opti
malen Schwenkwinkels α zugeführt werden. Beträgt der
Schwenkwinkel α 0°, d. h. die Ausgleichswellen 3, 4 liegen
auf der horizontalen Achse H, so wird kein Drehmoment um
die Längsachse 5 erzeugt. In bestimmten Betriebspunkten mit
geringer Gaskraft und Massenkraft, d. h. geringe Be
triebslast und hohe Drehzahl, wird ein resultierendes Wech
seldrehmoment zweiter Ordnung um die Längsachse 5 in Rich
tung des überwiegenden Massenkraftanteils am Wechsel
drehmoment erzeugt. Das entsprechende Ausgleichsmoment wird
dann durch ein Schwenken der Wellenträger 7, 8 mit einem
negativen Schwenkwinkel α ausgeglichen.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und
durch Massen- und Gaskräfte erzeugten Wechseldreh
momenten um eine Längsachse (5) von Hubkolbenbrenn
kraftmaschinen (1), mit zwei parallel zur Längsachse
(5) angeordneten Ausgleichswellen (3, 4), welche je
weils eine exzentrisch angeordnete Ausgleichsmasse
(13, 14) aufweisen und mit der doppelten Drehzahl
einer Kurbelwelle (2) in entgegengesetzten Drehrich
tungen umlaufen,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Aus
gleichswellen (3, 4) variabel einstellbar in ihrer
Höhe bezüglich einer Horizontalebene H der Hubkolben
brennkraftmaschine (1) in Richtung einer Zylinderachse
(6) verschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß beide Ausgleichswellen (3,
4) in entgegengesetzten Richtungen synchron verschieb
bar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß benachbart liegende Endab
schnitte beider Ausgleichswellen (3, 4) jeweils von
einem Wellenträger (7, 8) drehbar aufgenommen sind,
welcher um die Längsachse (5) schwenkbar gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichswellen (3,
4) jeweils mit gleichem Abstand zur Längsachse (5) an
geordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenträger (7, 8)
die Kurbelwelle (2) mit Schwenklagern (9) umgreifen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (2) die
Ausgleichswellen (3, 4) mit einem Zahnradgetriebe an
treibt, wobei ein von der Kurbelwelle (2) mitgenomme
nes Antriebsrad (17) mit einem Zahnrad (18) der einen
Ausgleichswelle (3) sowie mit einem Zwischenrad (20)
kämmt, welches am Wellenträger (8) gelagert ist und
mit einem Zahnrad (19) der anderen Ausgleichswelle (4)
kämmt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Wel
lenträger (8) mit einem Stellantrieb schwenk-verstell
bar verbunden ist, wobei ein Schwenkwinkel (α) der
Wellenträger (7, 8) gegenüber einer Horizontalebene
(H) der Brennkraftmaschine (1) senkrecht zur Zylinder
achse (6) von dem Stellantrieb in Abhängigkeit von dem
Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) bestimmbar
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenträger (7, 8)
durch ein Koppelglied mechanisch starr verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß beide Wellenträger (7, 8)
mit je einem Stellantrieb versehen sind, wobei die
Stellantriebe synchron arbeiten.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997106947 DE19706947A1 (de) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Vorrichtung zum Ausgleich von Massenkräften und Wechseldrehmomenten um eine Längsachse von Hubkolbenbrennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997106947 DE19706947A1 (de) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Vorrichtung zum Ausgleich von Massenkräften und Wechseldrehmomenten um eine Längsachse von Hubkolbenbrennkraftmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19706947A1 true DE19706947A1 (de) | 1998-09-03 |
Family
ID=7821076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997106947 Withdrawn DE19706947A1 (de) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Vorrichtung zum Ausgleich von Massenkräften und Wechseldrehmomenten um eine Längsachse von Hubkolbenbrennkraftmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19706947A1 (de) |
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