DE2253605A1 - DEVICE FOR BALANCING MASS FORCES II. ORDER ON PISTON MACHINES - Google Patents
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Description
Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung an Kolbenmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung an Kolbenmaschinen, insbesondere für einen 4-Zylinder-4-Takt-Reihenmotor, mit zwei mit Gegengewichten versehenen Nebenwellen, die in zueinander entgegengesetzter Richtung mit doppelter Kurbelwellendrohzahl umlaufen. Device for balancing the inertia forces of the 2nd order on piston engines The invention relates to a device for balancing the inertia forces II. Order on piston engines, especially for a 4-cylinder, 4-stroke in-line engine, with two counterbalanced auxiliary shafts that are in opposite directions Rotate direction with double crankshaft raw speed.
Eine derartige Einrichtung ist als sogenannter Lanchester-Ausgle ch bekannt. Maschinen, die einen derartigen Massenausgleich aufweisen, sind in ihrer Konstruktion besonders darauf zugeschnitten und es ist im allgemeinen nicht möglich, einen derartigen Massenausgleich an einem vorhandenen Motor nachträglich anzubringen.Such a device is called a so-called Lanchester Ausgle ch known. Machines that have such a mass balance are in theirs Construction specially tailored to this and it is generally not possible to retrofit such a mass balance on an existing engine.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung an Kolbenmaschinen nach dem Prinzip des Lanchester-Ausgleic}ls zu schaffen, die an einem Motor ohne weseXntliche Änderungen seiner HauptLuteile und flauptabmessungen einsetzbar ist und die zudem auch eine nachträgliche Umrüstung von bereits vorhandenen Motoren ermöglicht.The object on which the invention is based is therefore to provide a Device for balancing the inertia forces II. Order on piston engines according to the principle of the Lanchester balance to create that on an engine without Significant changes in its main parts and dimensions can be used and also a subsequent retrofitting of already existing engines enables.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Antrieb für die Nebenwellen im Bereich einer Kurbelwange der Kurbelwelle angeordnet ist. Vorzugsweise sol dabei der Nebenwellenantrieb in; Bereich der schwungradseitigen Endwange der Kurbelwelle angeordnet sein und der Antrieb kann nach einen weiteren Merkmal der Erfindung durch ein auf der Kurbelwange befestigtes Zahnrad erfo)gen, das in ein auf einer Nebenwelle angeordnetes Gegenzahnrad eingreift.The solution to this problem is according to the invention that the Drive for the auxiliary shafts arranged in the area of a crank web of the crankshaft is. Preferably, the auxiliary shaft drive should be in; Area of the flywheel side Be arranged end cheek of the crankshaft and the drive can after another Feature of the invention by a gear attached to the crank web, which engages in a counter gear arranged on a secondary shaft.
Dadurch, daß der Antrieb für die Nebenwellen im Bereich einer Kurbelwange der Kurbelwelle angeordnet ist, wird eine platzsparende Bauweise und zudem die Möglichkeit erroicht, einen Lanchester-Ausgleich für die Massenkräfte II. Ordnung ohne eine Änderung der Hauptbauteile des Motors vorzusehen. So braudrn insbesondere nicht die Hauptabmessungen der Kurbelwelle und des Motor-Gehauses verändert zu werden. Die Anordnung des Nebenwellenantriebs im Bereich der schwungradseitigen Endwange der Kurbelwelle ergibt dabei noch besondere Vorteile hinsichtlich des Schwingungsverhaltens.Because the drive for the auxiliary shafts is in the area of a crank web the crankshaft is arranged, a space-saving design and also the possibility Achieved a Lanchester compensation for the second order mass forces without one Modification of the main components of the engine to be provided. Especially not brewrn like that the main dimensions of the crankshaft and the engine case to be changed. The arrangement of the auxiliary shaft drive in the area of the flywheel-side end cheek the crankshaft results in particular advantages in terms of vibration behavior.
Eine besonders platzsparende und kompakte Bauweise wird weiterhin dadurch gewährleistet, daß die beiden Nebenwellen über ein im Bereich eines Kurbelwellenhauptlagers angeordnetes Getriebe zur Drehrichtungsumkehr verbunden sind. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Nebenwellen im Bereich der Hauptlager der Kurbelwellen gelagert sind. Dabei können Lagergehäuse für die Lager der Nebenwellen vorgesehen sein, die in den Gehäusen für die Kurbelwellenhauptlager integriert sind. Eine zweckmäßige Abdeckung der Nebenweilen gegen den Ölraum dos Motorgehäuses wird erreicht, wenn ein die Lager der Nebenwellen abdeckender Lagerdeckel vorgesehen ist, der an den Gehäusen für die Kurbelwellenhauptlager befestigt ist.A particularly space-saving and compact design will continue to exist this ensures that the two auxiliary shafts have one in the area of a crankshaft main bearing arranged gear for reversing the direction of rotation are connected. Another feature the invention is that the secondary waves in the area of Main bearings of the crankshafts are stored. Thereby bearing housings for the bearings the secondary shafts can be provided in the housings for the crankshaft main bearings are integrated. A suitable cover for the auxiliary areas against the oil chamber dos Motor housing is achieved when a bearing cover covering the bearing of the auxiliary shafts is provided, which is attached to the housings for the crankshaft main bearings.
Sohließlich schlägt die Erfindung vor, daß die busgleichsgewichte auf den Nebenwellen im Bereich des mittleren Kurbelwellenhauptlagers angeordnet sein sollen, so daß die sich gegenseitig aufhebenden Kräfte ïn der gleichen Ebene, namlich der Symmetrieebene des Motors, zur Wirkung kommen. Besonders bevorzugt wird dabei eine Ausführung, bei der jeweils ein Lager der beiden Nebenwellen in zwei axial im Abstand voneinander angeordnete Teillager aufgeteilt ist und bei der die Gegengewichte auf den Nebenwellen-zwischen den beiden Teillagern angebracht sind.Ultimately, the invention proposes that the bus balances arranged on the auxiliary shafts in the area of the central crankshaft main bearing should be so that the mutually canceling forces in the same plane, namely the plane of symmetry of the motor, come into effect. It is particularly preferred one version in which one bearing each of the two auxiliary shafts is split into two is divided axially spaced apart bearings and in which the Counterweights are attached to the auxiliary shafts between the two part bearings.
Der Vorteil der Erfindung besteht demnach in einer besonders platzsparenden und damit wenig aufwendigen Konstruktion, bei der die zwischen den KurbelzApfen der Kurbelwelle vorhandenen Räume für den Antrieb und die Lagerung der Nebenwelle ausgenutzt werden..Da die Rauptabmessungen des Motors durch die Anbringung der Massenausgleichseinrichtung nicht verändert werden, läßt sich diese auch für schon vorhandene Motoren verwenden. Dabei brauchen lediglich geringfügige Änderungen an der schwungradseitigen Kurbelwange (zur Aufnahme des antreibenden Zahnrades) sowie an den Lagerbügeln für-die turbelwellenhauptlager vorgenommen werden.The advantage of the invention is therefore that it is particularly space-saving and thus little complex construction, in which the between the crank pins the crankshaft available spaces for the drive and storage of the auxiliary shaft be exploited .. Since the overall dimensions of the engine by the attachment of the mass balancing device are not changed, it can also be used for existing motors. All that is needed is minor changes to the flywheel-side crank arm (to accommodate the driving gear) and on the bearing brackets for the main turbo shaft bearings be made.
Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung enthalten, die das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine Frontansicht der erfindungsgernäßen Ausgleichaeinrichtung von der dem Antrieb gegenüberliegendep Seite der Nebenwellen aus, Figur 2 einen Längsschnitt durch die Einriclltung gemäß den Schnittlinien II-II nach Figur 1, Figur 3 einen Querschnitt durch die Einrichtung gemäß den Schnittlinien III-III aus Figur 2 und Figur 4 eine Prisipdarstellung der miteinander im Eingriff stehenden Zahnräder für den Nebenwellen antrieb.Further advantages and the essential features of the invention are contained in the following description of the drawing, which is in the drawing illustrated embodiment of the invention explained in more detail. Show: Figure 1 is a front view of the compensation device according to the invention of the drive opposite side of the auxiliary shafts, Figure 2 shows a longitudinal section through the Arrangement according to the section lines II-II according to FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section through the device according to the section lines III-III from Figure 2 and Figure 4 a Basic representation of the meshing gears for the auxiliary shafts drive.
In der Zeichnung ist mit 1 die Kurbelwelle eines 4-Zylinder-4-Takt-Rethenmotors bezeichnet. Die Kurbelwelle 1 ist nur teilweise gezeigt mit drei Hauptlagerßtellen 10, 11 und 12.In the drawing, 1 is the crankshaft of a 4-cylinder, 4-stroke Rethen engine designated. The crankshaft 1 is only partially shown with three main bearing points 10, 11 and 12.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung ist nach dem Lanchester-Prinsp aufgebaut und besteht aus zwei Nebenwellen 2 und 3, die von einem Lagerdeckel 4 abgedeckt sind. Der Lagerdeckel 4 ist an Lagerbügeln 5 und 6 der Kurbelwellenhauptlager 10 und 12 mittels Halteschrauben 23 befestigt. Die Lagerbügel 5 und 6 der Kurbelwellenhauptlager 10 und 12 sind ihrerseits durch Halteschrauben 21 und 22 an den oberen Lagerhälften der Hauptlager angeschraubt.The device according to the invention for balancing the inertia forces II. Order is based on the Lanchester principle and consists of two secondary waves 2 and 3, which are covered by a bearing cover 4. The bearing cap 4 is on bearing brackets 5 and 6 of the crankshaft main bearings 10 and 12 are fastened by means of retaining screws 23. The bearing bracket 5 and 6 of the crankshaft main bearings 10 and 12 are in turn through Retaining screws 21 and 22 screwed to the upper halves of the main bearings.
Der Antrieb der Nebenwellen 2 und 3 erfolgt über ein an einer Kurbelwange 7 der Kurbelwelle befestigtes Zahnrad 8, das in ein auf der Nebenwelle 2 angeordnetes Zahnrådritzel 9 eingreift. Dabei ist das Zahnrad 8 auf der Kurbelwange der Kurbelwelle 1 angebracht, die auf der Seite des mit 13 bezeichneten Schwungrades liegt. Das Durchmesserverhialtnis der beiden miteinwander in Eingriff stehenden Zahnräder 8 und 9 ist -nun so gewählt, daß die Nebenwelle 2 mit einer gegenüber der Kurbelwelle 1 doppelten Drehzahl umläuft.The auxiliary shafts 2 and 3 are driven by a on a crank web 7 gear attached to the crankshaft 8, that in one on the auxiliary shaft 2 arranged Zahnrådritzel 9 engages. The gear 8 is on the crank web attached to the crankshaft 1 on the side of the flywheel designated by 13 lies. The diameter ratio of the two mutually engaged Gears 8 and 9 is now chosen so that the auxiliary shaft 2 with an opposite the crankshaft 1 rotates twice the speed.
Die andere Nebenwelle 3 steht nun mit der Nebenwelle 2 über ein aus zwei gleichgroßen Zahnrädern 14 und 15 bestehendes Getriebe zur Drehrichtungsumlehr in Verbindung. Dabei sind die beiden Zahnräder 14 und 15, von denen in der Figur 2 lediglich das Zahnrad 14 zu sehen ist, das das dahinterliegende Zahnrad 15 verdeckt, auf den beiden Nebenwellen 2 und 3 so angeordnet, daß sie im Bereich des Hauptlagers 11 der Kurbelwelle 1 liegen.The other auxiliary shaft 3 is now connected to the auxiliary shaft 2 via a two equally sized gears 14 and 15 existing gear for reversing the direction of rotation in connection. The two gears 14 and 15, one of which is shown in the figure 2 only the gear 14 can be seen, which covers the gear 15 behind it, arranged on the two auxiliary shafts 2 and 3 so that they are in the area of the main bearing 11 of the crankshaft 1 lie.
Die beiden Nebenwellen 2 und 3 weisen an ihren Enden Lagerstellen 16 und 17, 18 auf, wobei die auf dem der Antriebsseite entgegengesetzten Ende der Nebenwellen vorgesehenen Lagerstellen in zwei Teillager 17 und 18 aufgeteilt sind, zwischen denen exzentrische Ausgleichsgewichte 19 auf den Nebenwellen angebracht sind.The two auxiliary shafts 2 and 3 have bearing points at their ends 16 and 17, 18, the end opposite the drive side of the Bearing points provided for auxiliary shafts are divided into two sub-bearings 17 and 18, between which eccentric counterweights 19 are attached to the auxiliary shafts are.
Diese aus Gleitlagern bestehenden Lagerstellen 16 bis 18 weisen Lagerschalen 29, 32 und 33 auf, die von dem Lagerdeckel 4 gehalten sind. Die Schmierung dieser Lager kann beispielsweise von der Kurbelwellen-Hauptlager-Schmierung aus erfolgen, indem eine Ölnut 24 in dem Lagerbügel 6 des Hauptlagers 10 der Kurbelwelle über eine Verbindungsbohrung 25 mit-einer in Längsrichtung des Lagerdeckels 4 verlaufenden Ölbohrung 26 verbunden ist. Querbohrungen 27 führen zu Öleintritts-stelien 30 an den Lagerschalen 29 der Lagerstellen 16 der Ucbenwellen, während Verbindungsbohrungen 28 zu den L£erschalen 32 und 33 an den Lagerstellen 17 und 18 der Nebenwellen führen. Mit 31 ist ein Stopfen in der Öllängsbohrung So bezeichnet, wahrend 20 das Motcrgchause darstellt.These bearing points 16 to 18, which consist of plain bearings, have bearing shells 29, 32 and 33, which are held by the bearing cap 4. The lubrication of this Bearing can be done from the crankshaft main bearing lubrication, for example, by an oil groove 24 in the bearing bracket 6 of the main bearing 10 of the crankshaft a connecting bore 25 with one running in the longitudinal direction of the bearing cover 4 Oil hole 26 connected is. Cross bores 27 lead to oil inlet positions 30 on the bearing shells 29 of the bearing points 16 of the Ucbenwellen, while connecting holes 28 lead to brackets 32 and 33 at bearings 17 and 18 of the auxiliary shafts. With 31 a plug in the longitudinal oil bore So is designated, while 20 the engine chause represents.
Die Figur 4 schließlich zeigt in schematischer Darstellung, wie der Eingriff der einzelnen Zaher.dpaare für den Nebenwellenantriel erfolgt. Dabei sind die Zahnräder lediglich durch ihre strichpunktiert gezeichneten lIittellinien angedeutet. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die beiden Jeweils miteinander in Eengriff stehenden Zahnradpaare ß und 9 beziehungsweise 14 und 15 in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, wie sich aus Figur 2 näher ergibt.Finally, FIG. 4 shows in a schematic representation how the Engagement of the individual pairs of teeth for the auxiliary shaft drive takes place. Are there the gears only indicated by their dash-dotted center lines. It should also be pointed out that the two are in touch with one another Gear pairs ß and 9 or 14 and 15 arranged in different planes are, as can be seen in more detail from FIG.
Geinäß der Figur 4 treibt also die Kurbelwelle 1 die Nebenwelle 2 an, indem das auf der schwungradseitigen Kurbelwange 7 (Figur 2) angebrachte Zahnrad 8 mit dem auf der Nebenwelle 2 angeordneten Zahnrad 9 in Kä=neingriff steht. Die Nebenwelle 2 treibt nun ihrerseits die andere Nebenwelle 5 vermittels der miteinander kommenden Zahnräder 14 und 15 an. Die sich dabei ergebenden Drehrichtungen sind durch Pfeile angedeutet.According to FIG. 4, the crankshaft 1 drives the auxiliary shaft 2 by the gear attached to the flywheel-side crank web 7 (Figure 2) 8 is in Kä = neingriff with the gear 9 arranged on the auxiliary shaft 2. the Secondary shaft 2 in turn drives the other secondary shaft 5 by means of one another coming gears 14 and 15 to. The resulting directions of rotation are indicated by arrows.
Auf den gegenläufig mit doppelter Kurbelwellendrehzahl unlaufenden Nebenwellen 2 und 3 sind nun die Ausgleichsgewichte 19 angeordnet, die in der Figur 1 mit gebrochenen Linien angedeutet und in der Figur 2 in einer gegenüber der Figur 1 um 900 gedrehten Stellung gezeigt sind.On the counter-rotating with double the crankshaft speed Secondary shafts 2 and 3, the balance weights 19 are now arranged, which in the figure 1 indicated with broken lines and in the figure 2 in a opposite to the figure 1 rotated by 900 are shown.
Die Resultierende der von diesen exzentrischen Ausgleichsgewichten hervorgerufenen Zentrifugalkräfte gleicht dann bei entsprechender Bemessung der Masse der Ausgleichsgewichte die Massenkräfte II. Ordnung des Kurbeltriebs aus.The resultant of the eccentric counterweights of these induced centrifugal forces then equal with appropriate Dimensioning of the mass of the counterweights the inertial forces of the 2nd order of the crank drive the end.
Bei der erfindungs£'eräßen Einrichtung wurde ein Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung an dem 4-Zylinder-4-Takt-Reihenmotor ohne größeren Bauaufwand und insbesondere ohne eine Vergrößerung der Hauptabmessungen des Motors erreicht, indem das Antriebsgetriebe, das Drehrichtelgsumßellrgetriebe, die Auegleichsgewichte und schließlich auch die Lagerstellen in besonders günstigen Bereichen der Kurbelwelle angeordnet sind So ergibt sich durch die Anordnung des Antriebsgetriebes im Bereich der schwungradseitigen Kurbelwange, daß für dieses Getriebe keine besondere axiale Baulänge erforderlich ist. Außerdem ist diese Anordnung hinsichtlich des Schwingungsverhaltens besonders günstig.In the case of the device according to the invention, a balance of the inertial forces was achieved II. Order on the 4-cylinder 4-stroke in-line engine without major construction costs and in particular achieved without increasing the main dimensions of the engine by adding the drive gear, the Drehrichtelgsumßellrantrieb, the balance weights and finally the Bearing points are arranged in particularly favorable areas of the crankshaft results from the arrangement of the drive gear in the area of the flywheel side Crank web that no special axial length is required for this gear is. In addition, this arrangement is special with regard to the vibration behavior cheap.
Die Anordnung der Lagerstellen der Nebenwellen sowie des Drehrichtungeumkehrgetriebes imBereich der Hauptlager der Kurbelwelle ergibt dann eine vorteilhafte und zweckmäßige Ausnutzung des ohnehin vorhandenen, nicht benutzten Bauraums an der Motorkurbelwelle.The arrangement of the bearing points of the auxiliary shafts and the direction of rotation reversing gear in the area of the main bearings of the crankshaft then results in an advantageous and expedient Utilization of the already existing, unused space on the engine crankshaft.
Darüberhinaus ergibt sich die Möglichkeit, die Nebenwellenlager in die Lagergehäuse für die Kurbelwelle zu integrieren, was sowohl für die Schmierung der Lager als auch für die Ableitung der Lagerkräfte vorteilhaft istt Auf diese Weise wird es möglich, durch einige wenige zusätzliche Bauteile einen vorhandenen Motor mit einem Lanchester-Ausgleich auszustatten. So braucht lediglich die schwungradseitige Kurbelwange der Kurbelwelle zur Aufnahme des Antriebszahnrades 8 entsprechend bearbeitet werden, und es müssen die vorhandenen Lagerbügel für die Rauptlager 10 und 12 durch neue entsprechend ausgestaltete Lagerbügel 5 und 6 ersetzt werden. Sodann wird der die Nebenwellen 2 und 3 aufnehmende Lagerdeckel 4 an die Lagerbügel 5 und 6 angeschraubt. Diese Ausführung erlaubt also eine Bereitstellung der Ausgleichseinrichtung für Massenkräfte II. Ordnung als Nachrüstsatz für schon vorhandeneMotoren.In addition, there is the possibility of using the auxiliary shaft bearings in integrate the bearing housing for the crankshaft, which is both for the lubrication the bearing as well as for the derivation of the bearing forces is advantageous on this It is possible to use a few additional components to create an existing one Equip the engine with a Lanchester compensation. So only needs the flywheel side Crank web of the crankshaft for receiving the drive gear 8 processed accordingly and the existing bearing bracket for the main bearings 10 and 12 must be through new correspondingly designed bearing bracket 5 and 6 replaced will. The bearing cover 4, which receives the auxiliary shafts 2 and 3, is then attached to the bearing bracket 5 and 6 screwed on. This embodiment therefore allows the compensation device to be provided for second order inertia forces as a retrofit kit for existing motors.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19722253605 DE2253605A1 (en) | 1972-11-02 | 1972-11-02 | DEVICE FOR BALANCING MASS FORCES II. ORDER ON PISTON MACHINES |
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Publications (1)
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| DE2253605A1 true DE2253605A1 (en) | 1974-05-16 |
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ID=5860635
Family Applications (1)
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| DE19722253605 Pending DE2253605A1 (en) | 1972-11-02 | 1972-11-02 | DEVICE FOR BALANCING MASS FORCES II. ORDER ON PISTON MACHINES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2253605A1 (en) |
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- 1972-11-02 DE DE19722253605 patent/DE2253605A1/en active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
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| OHJ | Non-payment of the annual fee |