DE2149220C3 - Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

^ma' ^b — — " ^mA

R_B der Abstand zwischen dem Schwerpunkt von m_B und der Achse des Kurbelzapfens (8) und

R_c der Abstand zwischen dem Schwerpunkt m_c und der Achse des Wellenlagerzapfens (6) ist.

5. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Bedingungen:

^mB' Rb ⁼ — ' ^mA
2

m_c ■ R_c — m_B ■ (/ - r) H · m_A + m_D ■ I

wobei m_A, m_ä, m_c, m_D, R_B und R_c die im Anspruch 4 definierte Bedeutung haben und τ der Abstand zwischen der Achse des radial inneren Zapfens (83) und der Achse des radial äußeren Zapfens (82) ist.

6. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach An-.iruth 3, gekennzeichnet durch die Bedingung:

wobei

c der Abstand zwischen einer Achse, entlang welcher der Schwerpunkt der hin- und hergehenden Massen sich hin- und herbewegt und einer Kraftwirkungsebene der Resultierenden der durch die Kurbelgegengewichte (14) erzeugten Zentrifugalkräfte,

b der Abstand zwischen einer Achse entlang welcher der Schwerpunkt der hin- und hergehenden Massen sich hin- und herbewegt und einer Kraftwirkungsebene der Resultierenden der durch das Umlaufgegengewicht (13) erzeugten Zentrifugalkräfte,

/ der Abstand zwischen der Achse des Kurbelzapfens (8) und der Achse der Wellenlagerzapfen (6) und

R_B der Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Umlaufgegengewichts (13) und der Achse des Kurbelzapfens (8) ist.

= tn_B · I -\~

f- nip ■ /

55

m_A die auf den Kolbenbolzen bezogene hin- und hergehende Masse,
m_B die Masse des Umlaufgegengewichts (13),

m_c die Masse des Kurbelgegengewichts (14),

m_D die auf den Kurbelzapfen (8) bezogene rotierende Masse,

/ der Abstand zwischen der Achse des Kurbelzapfens (8) und der Achse des Wellenlagerzapfens (6),

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einer drehbar im Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle mit Wellenlagerzapfen, Kurbelarmen, einem Kurbelzapfen, einem Kolben und einer Pleuelstange, deren gegenüberliegende Enden drehbar mit dem Kurbelzapfen bzw. dem Kolben verbunden sind, mit Kurbelgegengewichten, die an den Kurbelarmen in bezug

3 f 4

iuf die Wellenlagerzapfen auf der dem Kurbelzapfen bekannten Anordnung dieses zusätzliche Gegenjegenüberliegenden Seite angeordnet sind, mit einem gewicht auf einem unmittelbar auf der Nockenwelle iuf dem Kurbelzapfen drehbar gelagerten Umlauf- sitzenden Zahnrad befestigt. Bei euier anderen Austahnrad, daß im Eingriff mit einem die doppelte führungsform der bekannten Anordnung befindet Zähnezahl des Umlaufzahnrades aufweisenden Hohl- 5 sich dieses das umlaufende Gegengewicht tragende Eahnkranz steht, der im Kurbelgehäuse befestigt ist, Zahnrad drehbar auf der Kurbelwelle unö wird und mit einem rotierenden, auf Jem Umiaufcahiuati über einen Kettentrieb von einem auf der Nockenangeordneten Umlaufgegengewicht, das sich in seiner welle fest angeordneten Ritzel angetrieben. Diese unteren Stellung befindet, wenn der Kurbelzapfen in bekannte Anordnung kann zwar die durch die prider Stellung des oberen Totpunkts ist. io mären Trägheitskräfte in der vertikalen Richtung

Aus der DT-OS 20 04 283 ist ein Kolben-Kurbel- bedingten Vibration unterbinden oder zumindest Mechaniimus mit Trägheitskraftausgleich bekannt, vermindern, während das primäre Drehmoment um der zu einem annähernd optimalen Massenausgleich die Kurbelwelle allein durch das zweite Ausfühführt und trotzdem sehr kompakt und konstruktiv rungsbeispiel der bekannten Anordnung ausgeglieinfach aufgebaut ist. Bei dieser bekannten Anord- 15 chen werden kann, jedoch weisen beide Anordnunnung ist auf dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle ein gen den Nachteil auf, daß ein relativ großer Abstand kleineres Umlaufzahnrad drehbar gelagert, dessen zwischen Schwerpunkt des umlaufenden Ausgleichs-Zähne in einen im Kurbelgehäuse befestigten Hohl- gewichts und der Ebene auftritt, in der sich die zahnkranz eingreifen, der die doppelte Zähnezahl Pleuelstange bewegt. Bei beiden Ausführungsforwie das Umlaufzahnrad aufweist. A'if dem Umlauf- 20 men der bekannten Anordnung ist daher eine Verzahnrad sind rotierende Umlaufgegengewichte ange- minderung der nicht ausgleich baren Momente um ordnet, die sich in ihrer unteren Stellung befinden, eine senkrecht zur Kurbelwelle gerichteten Achse wenn der Kurbelzapfen in der Stellung des oberen nicht möglich. Außerdem ist der Antrieb des das Totpunkts ist. Auf dem Kurbelzapfen ist außerdem Umlaufgewicht tragenden Zahnrads durch einen Ketein starr mit dem kleinen Umlaufzahnrad verbünde- =5 tentrieb von der Nockenwelle her relativ aufwendig ner exzentrischer Drehzapfen drehbar gelagert, auf und verhindert eine besonders kompakte Ausbildung dem wiederum drehbar der Pleuelkopf der Pleuel- dieser Anordnung.

stange gelagert ist. Beim Betrieb dieser bekannten Aus der DT-AS 10 70 441 ist eine Einrichtung Anordnung wird infolge der Abwärtsbewegung des zum Massenausgleich für Kolbenmaschinen bekannt, Kolbens auch der auf dem Kurbelzapfen drehbar ge- 30 mit der bereits ein annähernd optimaler Massenauslaeerte Drehzapfen nach unten bewegt. D.h Dreh- gleich zu erreichen ist. Die bekannte Einrichtung achse des Drehzapfens bewegt sich dabei längs einer benutzt dazu sowohl an der Kurbelwelle als auch an in Verlängerung der Pleuelstange liegenden Geraden zwei Hilfswellen angebrachte Gegengewichte, wobei oder aber längs einer Ellipse mit einem sich in Rieh- die Hilfswellen mit derselben Drehgeschwindigkeit tung der Kolbenbewegung erstreckenden Haupt- 35 wie die Kurbelwelle, jedoch in entgegengesetzter durchmesser. Das mit dem Drehzapfen einstückige Richtung zur Kurbelwelle, rotieren. Die beiden auf Umlaufzahnrad ist mit dem Hohlzahnkranz im Ein- den Hilfswellen vorgesehenen Gegengewichte bilden griff und aroeitet mit diesem so zusammen, daß es als dabei ein Momentenpaar, das die in der Querebene Ganzes gegen den Uhrzeigersinn umläuft und sich des Motors entstehenden Momente ausgleicht. Durch gleichzeitig um seine eigene Achse im Uhrzeigersinn. 40 die Benutzung zweier Hilfswellen, die zwar parallel, dreht. Infolge des das Umlaufzahnrad tragenden jedoch nicht in einer Ebene mit der Kurbelwelle lie-Kurbelzapfens bewegt sich damit die Kurbelwelle gen und zu dieser im entgegengesetzten Dreheinn entgegen dem Uhrzeigersinn. Bei dieser bekannten angetrieben sein müssen, ergibt sich eine konstruktiv Anordnung findet dadurch ein annähernd optimaler und auch antriebsmäßig aufwendige Einrichtung, die Massenausgleich statt. Allerdings dreht sich dabei 45 nicht nur einen entsprechenden Raumbedarf hat, das kleine Umlaufzahnrad gegenüber dem Kurbel- sondern darüber hinaus verschleißanfällig und warzapfen mit der doppelten Drehgeschwindigkeit wie tungsintensiv ist.

die Kurbelwelle, wobei gleichzeitig das Lager zwi- Aus der GB-PS 5 17 182 ist schließlich eine ansehen Kurbelzapfen und dem kleinen Umlaufzahn- dere Einrichtung zum Ausgleich bzw. zur UnterdrOkrad die gesamte vom Kolben über die Pleuelstange 50 kung von Schwingungen und Vibrationen bekannt, aufgebrachte Kraft übertragen muß, so daß sich da- bei der das gesamte Kurbelgehäuse federnd gtgtnmit erhebliche Beanspruchungsproblemc ergeben. über dem Motorfundament angeordnet ist. Für einen Außerdem wird durch die Einleitung der Kolben- dynamischen Massenausgleich des Motors um die kraft in das kleine Umlaufzahnrad auch eine erheb- Drehachse der Kurbelwelle sind wiederum Ausliche Belastung zwischen den Zähnen des Umlauf- 55 gleichsgewichte vorgesehen, die sich zwischen vertizahnrads und des Hohlzahnkranzes bewirkt, so daß kalen Führungen entgegengesetzt wie der Kolben bediese einem ziemlichen Verschleiß unterworfen sind. wegen und über eine jeweils zusätzliche Pleuelstange

Aus der OE-PS 2 41 218 ist eine Anordnung zum mit der Kurbelwelle verbunden sind. Der dieser zu-

Massenausgleich bei hin- und hergehenden Kolben- sätzlichen Pleuelstange zugeordnete Kurbelradius isl

maschinen bekannt. Bei der bekannten Anordnung 60 dabei jeweils halb so lang wie derjenige Kurbel radius,

sind Kurbelgegengewichte an den Kurbelarmen in v/elcher der den Kolben mit der Kurbelwelle verbin-

bezug auf die Wellenlagerzapfen der Kurbelwelle denden Pleuelstange zugeordnet ist, wodurch sicr

auf der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Seite auch jeweils nur der halbe Kolbenhub für das Ge vorgesehen. Zusätzlich ist ein weiteres Gegengewicht gengewicht ergibt. Auch dies«! Anordnung erforder

vorgesehen, das entgegengesetzt der Drehrichtung 65 jedoch wegen ihrer Größe einen relativ großen Platz der Kurbelwelle umläuft und von der Nockenwelle bedarf, der insbesondere bei kompakt gebauter

zu seiner Umlaufbewegung angetrieben wird. Zu die- Kleinmotoren nicht zur Verfugung steht,

sem Zweck ist bei einer ersten Ausführungsform der Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Hubkol

jen-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art lu schaffen, die hinsichtlich ihres Aufbaues genauso einfach wie die zuvor beschriebene bekannte Anordnung ist und bei einer hinsichtlich des Massenausgleiches gleich großen Wirksamkeit die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist, d. h. eine einfachere und nicht so großen Belastung unterworfene Konstruktion ermöglicht, die trotzdem auch noch weniger verschleißanfällig ist.

Bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Pleuelstange mit ihrem Pleuelstangenkopf und das Umlauf zahnrad in Längsrichtung des Kurbelzapfens nebeneinander unmittelbar auf diesem gelagert sind.

Mit Hilfe dieser einfachen Anordnung ist also auch der Pleuelstangenkopf der Pleuelstange unmittelbar, jedoch für sich getrennt auf dem Kurbelzapfen drehbar gelagert. Auf dem gleichen Kurbelzapfen befindet sich neben der Pleuelstange und einem Kurbelarm das Umlaufzahnrad, das auf dem Kurbelzapfen ebenfalls drehbar gelagert ist. Infolge dieser Anordnung wird die vom Kolben über die Pleuelstange ausgeübte Kraft nicht über das Umlaufzahnrad und das zwischen diesem und dem Kurbelzapfen sich befindende Lager auf den Kurbelzapfen übertragen, sondern unmittelbar über das zwischen dem Pleuelstangenkopf und dem Kurbelzapfen sich befindende getrennte Lager. Damit tritt auch keinerlei Einleitung der vom Kolben ausgeübten Kräfte über die Zahnräder des Umlaufzahnrades in die Zahnränder des Hohlzahnkranzes auf. Bei einer hinsichtlich des Massenausgleichs prinzipiell gleichen Wirkungsweise wie der bekannten Anordnung sind also die bei der erfindungsgemäßen Anordnung auftretenden Belastungen sehr viel geringer bzw. von dem dem Massenausgleich dienenden Umlaufzahnrad ferngehalten. Dadurch ist die konstruktive Ausbildung der für den Massenausgleich zusätzlich vorgesehenen Bauteile, wie Umlaufzahnrad und Hohlzahnkranz, sehr viel einfacher und unkritischer, wobei gleichzeitig auch der Verschleiß an diesen Teilen auf ein Minimum gesenkt wird.

Weitere, die besondere Ausbildung der Brennkraftmaschine betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Axialschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie H-II der Fig. 1,

F i g. 3 und 4 Prinzipskizzen zur Erklärung der Arbeitsweise des in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels,

F i g. 5 einen senkrechten Axialschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels und

F i g. 6 eine Prinzipskizze zur Erklärung der Arbeitsweise des in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels.

An Hand der F i g. 1 bis 4 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In F i g. 1 sind folgende Teile dargestellt: ein Kurbelgehäuse 1, ein Zylinder 2, ein Zylinderkopf 3, ein Kolben 4, der eine hin- und hergehende Bewegung im Zylinder 2 ausführt, eine mit dem Kolben 4 verbundene Pleuelstange 5 und Kurbelwellen-Lagerzapfen 6. Kurbelarme 7 sind an die im rechten Winkel dazu abstehenden Kurbelwellen-Lagerzapfen 6 angeformt. Ein Kurbelzapfen 8 ist an den Kurbelarmen befestigt. Der Kurbelzapfen 8 ist hierbei mit seinen beiden Enden kraftschlüssig mit den genannten Kurbelarmen 7 verbunden. Die Kurbelwellen-Lagerzapfen 6, die Kurbelarme 7 und der Kurbelzapfen 8 bilden eine Kurbelwelle. Der der Kurbelwelle zugewandte und einen großen Durchmesser aufweisende Pleuelstangenkopf 9 der Pleuelstange S ist auf dem Kurbelzapfen 8 drehbar gelagert.

Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Hohlzahnkranz 10 fest im Kurbelgehäuse 1 angeordnet, während ein Umlaufzahnrad 11 mit der halben Zähnezahl des genannten Hohlzahnkranzes 10 drehbar auf dem Kurbelzapfen 8 neben dem Pleuelstangenkopf 9 gelagert ist. Ein Nadellager 12 ist zwischen dem Pleuelstangenkopf 9 der Pleuelstange 5 und dem Kurbelzapfen 8 und ein weiteres Nadellager 12a ist zwischen dem Umlaufzahnrad 11 und dem Kurbelzapfen 8 angeordnet. An der Seitenfläche des Umlaufzahnrads 11 ist ein Umlaufgegengewicht 13 angeformt, und zwar ist die Anordnung derart, daß dieses Gegengewicht sich in seiner unteren Stellung

as befindet, wenn der Kurbelzapfen 8 sich in seiner oberen Stellung befindet. Am dem Kurbelzapfen 8 gegenüberliegenden Ende der Kurbelarme 7 sind zusammen mit diesen rotierende Kurbelgewichte 14 angeformt. Weiterhin sind die Kurbelwellen-Lagerzapfen 6 tragende Kurbelwellenlager 15 vorgesehen sowie öldichtringe 16 und Gegendruckunterlagscheiben 17.

In der oben beschriebenen Hubkolben-Brennkraftmaschine treten folgende Bewegungsverhältnisse auf:

Wenn der Kolben 4 eine hin- und hergehende Bewegung macht, dreht sich das Umlaufzahnrad 11, das mit dem an der Innenwand des Kurbelgehäuses 1 unverdrehbar angeordneten Hohlzahnkranz 10 im Eingriff steht, ganz um die Achse der Kurbelwellen-Lagerzapfen 6, während es selbst um seine eigene Achse rotiert. Da der Pleuelstangenkopf drehbar auf dem Kurbelzapfen 8 und koaxial zum Umlaufzahnrad 11 angeordnet ist, bewegt sich die Achse des Kurbelzapfens 8 in Verbindung mit der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 4 entlang einem Kreis mit dem Radius /, der die Länge des Kurbelarms 7 hat (vgl. F i g. 3).

Es werden im folgenden Formeln aufgestellt für die maximalen und absoluten Massenkräfte erster Ordnung, F_AX, F_AY, F_BX, F_BY, F_cx, F_CY, F_0x und F_nY, aller mit dem Kurbelzapfen 8 verbundenen Massen für alle seitlichen und senkrecht gerichteten Massenkräfte der noch zu definierenden Massen m_A. m_B, m_c und m_D. Dabei wird der Drehwinkel Θ de; Kurbelarms als Parameter verwendet.

m_A stellt die hin- und hergehende Masse am Kolber

dar (das ist die Summe der Massen des KoI

bens 4 und seines Zubehörs, die hin- und her gehende Masse der Pleuelstange S und dii

Masse des Lagers am Pleuelstangenauge); m_D stellt die rotierende Masse dar ( das ist di Summe der rotierenden Masse der Pleuelstang und die Masse des Lagers des Pleuelstangen kopfs);

m_B stellt die Masse des Umlaufgegengewichts 1 des Umlaufzahnrads 11 dar, die ein rotierende Teil ist;

ηc stellt die Masse der Kurbelgegengewichte 14 dar, die ein umlaufendes Teil ist.

/d&Y d²6>

Fax = ^m\'' ^cos Θ + m_A-1 - sin θ

dl / dt²

Fay = 0

1 cose + sin©

d/ } d/²

= «β (/ + Rb) ((-"Υ sin β - — cos6> d/ / d<²

dl

d0 cos (-) sin0

ί /d<9\²
FcY = m_c-R_c\-[ \ sin© +

cosöl

cosöl

[IdQY d²6> 1

F_nx = m_D-l U 1 cose+ sinöl

IV dt J d/· J

f/d6>\² d²6> 1

= /η_β·Π 1 sin0 — cosöl

^S[ at j d/² j

Hierbei ist ^J

R β der Abstand zwischen dem Schwerpunkt des

Umlaufgegengewichts m_B von der Achse des Kurbelzapfens 8,

R c der Abstand zwischen dem Schwerpunkt des

Kurbelgegengewichts mc und der Achse des Kurbelwellen-Lagerzapfens 6.

Sollte die Anordnung zufriedenstellend arbeiten, 4<> so müssen die Gleichungen folgenden Bedingungen genügen:

2 ^A

mc · Rq = m_B · I + — tn_A + mp · I 2

Damit ergibt sich folgendes Ergebnis:

Fax + F ßx + F_Cx + F_DX = 0 Fay + F_BY + F_cy + F_nY = 0

Unter der Voraussetzung, daß die obengenannten Bedingungen erfüllt werden, können für die in Fi g. 1 und 2 dargestellten Konstruktionen die Massenkräfte erster Ordnung vollständig ausgeglichen werden.

Wie dem obigen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 4 entnommen werden kann, bewegt sich die hin- und hergehende Masse m_A und die Umlaufgegcngewichtsmasse m_B nicht in einer Ebene. Auf diese Weise ergibt sich ein periodisch sich veränderndes, unausgeglichenes Drehmoment, das eine ^5 Rotationsbewegung des Motors um eine senkrechte Achse und um eine waagerechte sowie zur Kurbelwelle senkrechte Achse bewirkt. Dieses als Vektor dargestellte, unausgeglichene Drehmoment verändert sich entsprechend der Winkellage der Kurbelwelle in Abhängigkeit von seinem absoluten Wert und seiner Phase. Jedoch wird der Höchstwert dieses unausgeglichenen Drehmoments klein, wenn eine Kraftwirkungsebene C der Resultierenden der durch die Kurbelgegengewichte m_Cl und m_C2 erzeugten Zentrifugalkräfte zwischen der Mittellinie oder Achse A des Kolbens 4, entlang welcher der Schwerpunkt der

ίο hin- und hergehenden Masse m_A hin- und hergeht, und einer Kraftwirkungsebene B des Umlaufgegengewichts m_B gelegt wird, vgl. Fig. 4. Dieser Höchstwert des unausgeglichenen Drehmoments wird am kleinsten, wenn folgende Bedingung erfüllt ist:

»5

Dabei ist c der Abstand zwischen der Linie oder Achse A und der Kraftwirkungsebene C,

b der Abstand zwischen der Linie oder Achse A und der Kraftwirkungsebene B,

I der Abstand zwischen der Achse des Kurbelzapfens 8 und der Achse der Kurbelwellen-Lagerzapfen 6,

R_n der Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Umlaufgegengewichts mg und der Achse des Kurbelzapfens 8.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können, wie oben beschrieben, die Massenkräfte erster Ordnung vollständig ausgeglichen werden und Schwingungen können auf einen in der Praxis annehmbaren Wert vermindert werden. Außerdem kann die Zahl der Einzelteile auf ein Minimum reduziert und die Konstruktion vereinfacht werden, da nur ein Umlaufzahnrad 11 auf dem Kurbelzapfen 8 angeordnet ist und das Umlaufgegengewicht 13 nur am Umlaufzahnrad 11 vorgesehen ist. Ferner kann der Betrag der Exzentrizität des Umlaufgegengewichts 13 dadurch vermindert werden, daß das Gegengewicht auf der Seitenfläche des Umlaufzahnrads 11 neben dem Pleuelstangenkopf 9 angeordnet werden kann. Aus diesem Grund kann darüber hinaus das aus der Abweichung des Zentrums der Brennkraftmaschine vom Schwerpunkt des Umlaufgegengewichts 13 resultierende unausgeglichene Drehmoment auf einen im wesentlichen vernachlässigbaren Wert vermindert werden und kann weiter vermindert werden durch Verlagerung des Kurbelgegengewichts m_c in Richtung des Umlaufgegengewichts m_B.

Schließlich wird ein Drehmoment vom Pleuelstangenkopf 9 unmittelbar über den Kurbelzapfen 8 au: die Kurbelwelle übertragen, ohne daß das Umlauf zahnrad 11 dabei beeinflußt wird. Der Pleuelstangen kopf 9 und das Umlaufzahnrad 11 sind nämlich au dem Kurbelzapfen 8 neben- und aneinanderliegenc angeordnet, so daß sie in bezug auf den genanntei Kurbelzapfen in ihrer Drehung unabhängig vonein ander sind. Daher ist für das Material des Umlauf zahnrads 11 keine hohe Festigkeit erforderlich. Si können z. B. das Umlaufzahnrad 11 und das Um laufgegengewicht 13 ganz aus gesinterten Legierun gen und der Hohlzahnkranz 10 aus Kunstharz ge formt werden. Auf diese Weise können diese Teil

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mit hoher Wirtschaftlichkeit leicht hergestellt werden und arbeiten geräuscharm zusammen.

Der Pleuelstangenkopf 9 und das Umlaufzahnrad 11 sind drehbar und unabhängig voneinander auf dem Kurbelzapfen gelagert, so daß sie ohne weiteres einzeln an- oder abgebaut werden können, und so den Zusammenbau und die Zerlegung der Anordnung einfach machen. Das Umlaufzahnrad 11 dreht sich gegenüber der Kurbelwelle mit doppelter Drehzahl. Daher unterliegen der Kurbelzapfen 8 und das Nadellager 12 α höchsten Beanspruchungen. Jedoch kann das Nadellager 12a in ähnlicher Weise wie der Pleuelstangenkopf 9 leicht geschmiert werden, ohne daß irgendein besonderes Schmiersystem verwendet werden müßte.

In F i g. 5 und 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Ausfiihrungsbeispiel ist das gleiche wie das vorhergehende mit der Ausnahme, daß der Kurbelzapfen 81 in seiner Form von derjenigen im vorhergehenden Ausführungsbeispiel abweicht.

In den Fig. 5 und 6 sind gleiche Teile wie diejenigen im vorherliegenden Ausführungsbeispiel mit gleichen Bezugsziffern versehen und die Beschreibung derselben ist daher weggelassen.

Der Kurbelzapfen 81 ist nicht gerade, sondern gekröpft, um einen äußeren Zapfen 82 und einen inneren Zapfen 83, die im Abstand r exzentrisch zueinander liegen. Der äußere Zapfen 82 ist kraftschlüssig mit dem rechten Kurbelarm 7 verbunden und bildet die Lagerung für den Pleuelstangenkopf 9. Der innere Zapfen 83 ist kraftschlüssig mit dem linken Kurbelarm 7 in der gleichen Stellung wie der äußere Zapfen 82 in bezug auf die Kurbelwelle verbunden, jedoch in Richtung auf die Kurbelwellen-Lagerzapfen 6 abgekröpft oder nach innen versetzt gegenüber dem äußeren Zapfen 82. Auf dem inneren Zapfen 82 ist auch das Umlaufzahnrad 11 drehbar gelagert. Zwischen dem äußeren 82 und inneren Zapfen 83 des Kurbelzapfens 81 ist ein Flansch 84 angeformt, um den Pleuelstangenkopf 9 und das Umlaufzahnrad 11 gegen seitliche Bewegung zu führen und ebenso um eine Schwächung des Kurbelzapfens 81 zu vermeiden.

Bei dem wie oben beschrieben ausgebildeten Ausführungsbeispiel bewt gen sich der Mittelpunkt des Pleuelstangenkopfs oder die Achse des äußeren Zapfens 82 zusammen mit der hin- und hergehende) Bewegung des Kolbens 4 auf einem Kreis mit den Radius I, das ist die Länge des Kurbelarms 7 s. Fig. 6. Das Umlaufzahnrad 11 dreht sich um seini eigene Achse und steht mit dem Hohlzahnkranz K im Eingriff, während es gleichzeitig zusammen mi dem inneren Zapfen 83 um die Kurbelwellen-Lagerzapfen 6 umlauft.

Es ist leicht einzusehen, daß auch bei diesem Aus-

ίο führungsbeispiel, ähnlich wie bei dem vorhergehenden, die Massenkräfte erster Ordnung vollständig ausgeglichen sind, unter der Voraussetzung, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

— -m_A

m_c-R_c = m_tt (I - r) + — m_A + m₀ .
2

In gleicher Weise wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel kann auch das unausgeglichene Drehmoment ausgeglichen werden, das bestrebt ist, den Motor um eine senkrechte Achse und eine waagerechte sowie zur Kurbelwelle senkrechte Achse zu drehen.

Wie oben festgestellt, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Achse des inneren Zapfens 83, auf der das Umlaufzahnrad 11 drehbar gelagert ist, in bezug auf den den Pleuelstangenkopf 9 drehbar tragenden

äußeren Zapfen 82 zum Kurbelwellen-Lagerzapfen 6 hin versetzt angeordnet. Daher kann der Durchmesser des Hohlzahnkranzes 10 klein gegenüber dem Kohlenhub gemacht werden und der innere Aufbau des Kurbelgehäuses kann in gedrängter Bauweise

ausgeführt werden. Folglich kann der gesamte Motor in gedrängter und kleiner Bauweise ausgeführt werden. Insbesondere im Fall eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäuseverdichtung kann der innere Raum des Kurbelgehäuses vermindert, die vorausgehende

Kompression erhöht und die Motorleistung vergrößert werden.

Darüber hinaus kann das Gewicht der an den Kurbelarmen 7 neben dem Kurbelzapfen 8 angeordneten Kurbelgegengewichten 14 vermindert werden,

da das mit dem Umlaufgewicht 13 versehene Umlaufzahnrad 11 verhältnismäßig nahe an der Achse der Kurbelwelle angeordnet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einer drehbar im Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle mit Wellenlagcrzapfcn, Kurbelarmen, einem Kurbelzapfen, einem Kolben »nd einer Pleuelstange, deren gegenüberliegende Enden drehbar mit dem Kurbelzapfen bzw. dem Kolben verbunden sind, mit Kurbelgegengewichten, die an den Kurbelarmen in bezug auf die Wellenlagerzapfen auf der dem Kurbeizapfen gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, mit einem auf dem Kurbelzapfen drehbar gelagerten Umlaufzahnrad, das in Eingriff mit einem die doppelte Zähnezahl des Umlaufzahnrads aufweisenden Hohlzahnkranz steht, der im Kurbelgehäuse befestigt ist, und mit einem rotierenden, auf dem Umlaufzahniad angeordneten Umlaufgegengewicht, das sich in seiner unteren Stellung ao befindet, wenn der Kurbelzapfen in der Stellung des oberen Totpunkts ist, dadurch geker.n-Zeichnet, daß die Pleuelstange (S) mit ihrem Pleuelstangenkopf (9) und das Umlaufzahnrad (11) in Längsrichtung des Kurbelzapfens (8, 8,) nebeneinander unmittelbar auf diesem gelagert sind.

2. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen (81) aus einem radial inneren Zapfen (83) und einem radial äußeren Zapfen (82) besteht, die einstückig miteinander in der Form ähnlich einer Kurbel verbunden sind, und daß auf dem radial inneren Zapfen (83) das Umlauf-Eahnrad (11) drehbar gelagert ist, während auf dem radial äußeren Zapfen (82) der Pleuelstangenkopf (9) drehbar gelagert ist.

3. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftwirkungsebene der Resultierenden der durch die Kurbelgegengewichte (14) der Kurbelarme (7) erzeugten Zentrifugalkräfte zwischen einer Kraftwirkungsebene der Resultierenden der durch das Umlaufgegengewicht (13) erzeugten Zentrifugalkräfte und der Achse des Kolbens (4) angeordnet ist.

4. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Bedingungen: