DE2447001A1 - Einrichtung zum ausgleich der massenkraefte von hubkolben-kurbelwellenmaschinen - Google Patents

Einrichtung zum ausgleich der massenkraefte von hubkolben-kurbelwellenmaschinen

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Description

70LESWAGEHW3EE . 2A47001
Aktiengesellschaft
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Unsere Zeichen: K 1773
1702-pt-we-p
-1. ία 74
Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte von Hubkolben-Kurbelwellenmaschinen
Die Erfindung "bezieht sich auf einer Einrichtung zum Ausgleich der Hassenkräfte von HubkolTran-Kurbelwellenmaschinen, insbesondere zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung von 4-Zylinder-Tier takt-Reihenmaschinen.
Bekanntlich treten beim Betrieb von Hubkolben-Kurbelwellenmaschinen Massenkräfte und -momente auf, die besonders durch die hin- und hergehenden Teile, wie Kolben, Pleuelstange und dergleichen verursacht sind und die je nach Art der Maschine sowie nach Zahl und Anordnung der Kurbelkröpfungen in mehr oder weniger großem Maße unausgeglichen sind und damit das Laufverhalten und die Laufruhe der Maschine beeinflussen.
Nun können die Massenkräfte I. und II, Ordnung durch umlaufende Gegengewichte bzw. Gegengewichtspaare ausgeglichen werden. So ist eine als Lanchester-Ausgleich bezeichnete Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung an Kolbenmaschinen, inabesondere an 4-Zylinder-Viertakt-Reihenmotoren, bekannt, bei der zwei mit Gegengewichten versehene Nebenwellen in zueinander entgegengesetzter Richtung mit doppelter Kurbelwellendrehzahl umlau-
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fen. Diese Massenausgleichseinrichtung erfordert jedoch einen relativ hohen Bauaufwand und eine große Baulänge; außerdem verursacht sie wegen der hohen Drehzahl der Hilfswellen und deren Antriebe beträchtliche Geräusche.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird daher darin gesehen, eine Massenausgleichseinrichtung der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die mit einem wesentlich geringeren Aufwand an Bauraum und unter Vermeidung der obengenannten Nachteile einen Ausgleich der Massenkräfte beliebiger Ordnung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von der Erfindung ein mit einem feststehenden, innenverzahnten Sonnenrad im Verhältnis 1 zu 2 kämmendes und mit einer Unwucht versehenes Planäfcenrad vorgeschlagen, das auf einem von der Kurbelwelle mit einer der auszugleichenden Massenkraftordnung entsprechenden Übersetzung angetriebenen Treibrad exzentrisch gelagert ist. Auf diese Weise wird mit Hilfe von ausschließlich rotierenden Teilen, die zudem -in einer äußerst kompakten und wenig Baulänge erfordernden Anordnung geschickt zusammengefaßt sind, eine den auszugleichenden Kräften entgegengesetzte Bewegung der durch die Unwucht gebildeten Ausgleichsmasse erreicht. Dabei ergibt sich für die Bewegung der Ausgleichsmasse nahezu eine Geradführung in der Vertikalen, vor allem dann, wenn die Unwucht gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung möglichst nähe dem Wälzkreis des Planetenrades angeordnet ist. Für den Fall einer Geradführung der Ausgleichsmasse ergibt sich auch der Vorteil das Wegfalls von besonders auszugleichenden Querkräften der Unwucht.
Damit aber die durch die Planetenradmasse entstehende, umlaufende Massenkraft ausgeglichen wird, weist das Treibrad ein exzentrisches, dem Planetenrad entgegenwirkendes Gegengewicht auf.
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Schließlich wird zur konstruktiven Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Massenausgleichseinriehtung vorgesehlagen, daß das innenverzahnte Sonnenrad in der Ifittelebene der Kurbelwellenmaschine angeordnet und mit «Lern mittleren Kurbelwellenhauptlager starr "verbunden ist. Außerdem kann das Treibrad zweckmäßiger Weise aus einem Stirnrad "bestehen, daß iron einer ebenfalls als Stirnrad ausgebildeten, dem mittleren Kurbelwellenhauptlager benachbarten Kurhelwaiige' antreibbar ist.
Weitere Vorteile und die -wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden !Beschreibung enthalten, die das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert» Dabei zeigen in sehematiseher Darstellungsweise
Pigur 1 einen !Teil eines Längsschnitts durch eine
4-Zylinder-Yiertakt-Eeihenmasehine mit der "in Höhe des mittleren Kurbelwellenhauptlagers angeordneten, erfindungsgemäßen Hassenausgleichseinrichtung und
einen Schnitt durch die Ausgleichseinrichtung gemäß den Schnittlinien II -II nach I1XgUr 1.
In der Zeichnung ist mit 1 die Kurbelwelle eines 4-Zylinder-Yiertakt-Reihenmotors eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, der im Bereich des mittleren Kurbelwellenhauptlagers 2 eine erfindungsgemäße Massenausgleiehseinrxehtung 3 aufweist. Die Massenausgleichseinrichtung 3 besteht aus einem als Stirnrad 5 ausgebildeten Treibrad, das von einer ebenfalls als Stirnrad ausgebildeten Kurbelwange 4 angetrieben wird., die dem mittleren Kurbel well enhauptläger 2 benachbart ist. Das Treibrad 5 besitzt zwei im gleichen Abstand von der Treibradachse diametral gegenüberliegende, exzentrische Kurbel zapfen 6 a und 6 b. Auf dem Kurbelzapfen 6 a ist ein Planetenrad 7 gelagert, daß mi-fc einem feststehenden, vorzugsweise mit dem Kurbel
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wellenhauptlager 2 starr verbundenen, innenverzahnten Sonnenrad 8 im Verhältnis 1 zu 2 kämmt. Das Planetenrad 7 weist eine exzentrische, nahe dem Wälzkreis angeordnete Unwucht 9 auf, die beispielsweise durch ein an dem Planetenrad 7 befestigtes Bleigewicht gebildet werden kann.
Auf dem Kurbelzapfen 6 b des Treibrades 5 ist ein Gegengewicht 10 angebracht, dessen Masse so gewählt ist, daß die von dem Planetenrad 7 verursachte umlaufende Massenkraft gerade axisgeglichen wird.
In dem hier gezeigten schematisehen Ausführungsbeispiel .ist in der Figur 1 schließlich noch eine Möglichkeit der Lagerung des Treibrades 5 in dem mit dem mittleren Kurbelwellenhauptlager 2 verbundenen, feststehenden Sonnenrad 8 angedeutet. Dazu ist mit Hilfe von Schrauben 12 an den freien Stirnenden der kurbelzapfen 6 a und 6 b eine Scheibe 11 befestigt, die mit einem Lagerzapien. 13 in einem Lager 14 des Sonnenrades aufliegt, während auf der gegenüberliegenden Stirnseite das Treibrad 5 mit einem Wellenzapfen 15 in einem Lager 16 gehalten ist, das beispielsweise über hier nicht weiter gezeigte Tragarme mit dem Kurbelwellenlager 17 verbunden werden .kann.
Beim Betrieb des Motors wird nun die Ausgleichseinrichtung 3 von der Kurbelwelle 1 über die als Stirnrad ausgebildete Kurbelwange 4 angetrieben, wobei zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung eine Übersetzung von 2 zu 1 zwischen Kurbelwange 4 "0^cL Treibrad 5 vorzusehen ist. Beim Umlauf des Treibrades 5 kämmt nun das auf dem !Kurbelzapfen 6 a gelagerte Planetenrad 7 mit dem feststehenäea, ±nii.envex*zahirben Sonnenrad 8, wobei durch die vorgesehene Unters©tziang von 1 zu 2 zwischen Planetenrad und Sonnenrad sowie durch die mähe dem Wälzikreis des Planetenrades angeordnete Unwucht 9 eine mahesraa. geradlinige,, in der Vertikalen hin-und hergehende AusgleichsheTwegiOHg fier Ebiaxeh üie Unwucht gebildeten Ausgleichsmasse erzielt wird. itozGh eaatisipreehenäe HlmensÄierung der Ausgleiehsmasse 9 können die wiaiasgeäpJLeheaieii !Sassen— kräfte II. Ordnung des hier gezeigten 4-Zyliniäex~¥iertakt-E.eiheBmotors nach Richtung und Größe vollständig ausgeglichen werden, Dabei ergxlbi;
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sich als besonderer Yorteil der erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung eine relativ kurze und kompakte Bauweise. Es ist selbstverständlich, daß durch entsprechende Veränderung des von der Kurbelwelle 1 angetriebenen Triebrades auch andere Massenkraftordnungen ausgeglichen werden können.
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Claims (5)

  1. ANSPRÜCHE
    / 1y Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte von Hubkolben-Kurbelwellenmaschinen, insbesondere zum Ausgleich der Massenkräfte II. Ordnung von 4-Zylinder-Viertakt-Reihenmasehinen, gekennzeichnet durch ein mit einem feststehenden, innenverzahnten Sonnenrad (8) im- Verhältnis 1 zu 2 kämmendes und mit einer Unwucht (9) versehenes Planetenrad (7), das auf einem von der Kurbelwelle (1) mit einer der auszugleichenden Massenkraftordnung entsprechenden Übersetzung angetriebenen Treibrad (5) exzentrisch gelagert ist.
  2. 2. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwucht (9) möglichst nahe dem Wälzkreis des Planetenrades (7) angeordnet ist.
  3. 3- Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibrad (5) ein exzentrisches, dem Planetenrad (7) entgegenwirkendes Gegengewicht (1O) aufweist.
  4. 4. Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das innenverzahnte Sonnenrad (8) in der Mittelebene der Kurbelwellenmaschine angeordnet und mit dem mittleren Kurbelwellenhauptlager (2) starr verbunden ist.
  5. 5. Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß das Treibrad (5) aus einem Stirnrad besteht, das von einer ebenfalls als Stirnrad ausgebildeten, dem mittleren Kurbelwellenhauptlager (2) benachbarten Kurbelwange (4) antreibbar ist.
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    ee rs e ΐ te
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