DE2735384A1 - Zweizylinder-reihenmotor mit einer massenausgleichsvorrichtung - Google Patents

Zweizylinder-reihenmotor mit einer massenausgleichsvorrichtung

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DE2735384A1
DE2735384A1 DE19772735384 DE2735384A DE2735384A1 DE 2735384 A1 DE2735384 A1 DE 2735384A1 DE 19772735384 DE19772735384 DE 19772735384 DE 2735384 A DE2735384 A DE 2735384A DE 2735384 A1 DE2735384 A1 DE 2735384A1
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Description

Patentanwälte DiPL1-INcH-WtICKMANn, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
273538»
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
SOCIETE ANONYME AUTOMOBILES CITROEN
"gemäß den Artikeln 118 bis 150 des französischen Gesetzes über die
Handelsgesellschaften (societes commerciales)"
117 a 167, Quai Andre Citroen
F-75747 Paris Cedex 15
Zweizylinder-Reihenmotor mit einer Massenausgleichsvorrichtung
709886/0977
Beschreibung
Zweizylinder-Reihenmotor mit einer Massenausgleichsvorrichtung
Zweizylinder-Reihenmotor mit einer Kurbelwelle, auf deren Kurbelzapfen die Köpfe von Pleuelen gelagert sind, an denen Kolben befestigt sind, wobei die Kurbelzapfen zueinander um 360° versetzt sind, und wobei der Motor eine Mittelebene aufweist, die senkrecht zur Achse der Kurbelwelle angeordnet ist und in der die Resultierende der auszugleichenden alternierenden Trägheitskräfte liegt, mit einer Ausgleichsvorrichtung, welche ein um eine zur Kurbelwelle parallelen Rotationsachse entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kurbelwelle, jedoch mit der gleichen Absolutgeschwindigkeit rotierendes Gegengewicht aufweist, welches derart versetzt angeordnet ist, daß sich sein Schwerpunkt in der zu den Kurbelzapfen entgegengesetzten Richtung befindet, wenn die Kolben ihre obere Totpunktstellung einnehmen, wobei der Schwerpunkt des Gegengewichtes in der Mittelebene des Motors angeordnet ist und dieses Gegengewicht derart dimensioniert ist, daß es eine Zentrifugalkraft erzeugt, deren Amplitude gleich der Hälfte der maximalen Amplitude der alternierenden geradlinigen Trägheitskräfte des Motors ist, und wobei die Rotationsachse dieses Gegengewichtes außerhalb der
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Ebene der Zylinderachsen angeordnet ist.
Die Erfindung ist insbesondere darauf gerichtet, dafür zu sorgen, daß diese Motoren besser als bisher den Anforderungen der Praxis gerecht werden, indem ihr Massenausgleichiverbessert wird, wobei dieser Massenausgleich trotz einer genaueren Einstellung der verschiedenen WinkelStellungen, durch welche dieser Massenausgleich verbessert wird, vereinfacht werden soll.
Gemäß der Erfindung wird ein Motor der vorgenannten Art vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich der Resultierenden der Zentrifugalkraft des Gegengewichtes und der geradlinigen alternierenden Trägheitskräfte des Motors vorgesehen ist, welche wenigstens ein zusätzliches Gegengewicht aufweist, das sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle dreht und eine Ausgleichskraft erzeugen kann, deren Richtung ständig durch einen Punkt geht, der in der Mittelebene des Motors und in Bezug auf die Zylinderachsenebene zum RotationsZentrum des ersten Gegengewichtes symmetrisch angeordnet ist, wobei diese Ausgleichskraft zu der Resultierenden entgegengesetzt gerichtet ist, um diese auszugleichen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung kann vor-7 gesehen sein, daß die Ausgleichsvorrichtung ein einzelnes zusätzliches Gegengewicht aufweist, welches sich in der gleichen Richtung wie der Motor dreht und derart versetzt ist, daß sich sein Schwerpunkt in der zu den Kurbelzapfen entgegengesetzten Richtung befindet und außerdem in der Mittelebene des Motors liegt und sich um einen Punkt dreht, der in dieser Mittelebene und in Bezug auf die Zylinderachsenebene zum Rotationszentrum des ersten Gegengewichtes symmetrisch angeordnet ist, wobei dieses zweite Gegengewicht derart dimensioniert ist, daß es eine Zentrifugalkraft erzeugt, die der Hälfte der maximalen Amplitude dieser alternierenden Trägheitskräfte des Motors entspricht.
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-Jf-
Dieses zweite Gegengewicht kann vorteilhaft von einer einzigen Masse gebildet sein, deren Schwerpunkt in der Mittelebene des Motors liegt. In diesem Fall ist auf der Kurbelwelle keine ein Gegengewicht bildende Masse vorgesehen.
Ferner kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß dieses zweite Gegengewicht vorteilhaft von zwei Massen gebildet ist, die sich um parallele Achsen drehen, daß diese Massen derart zueinander versetzt sind, daß sich der Schwerpunkt der Gesamtmasse in der zu den Kurbelzapfen entgegengesetzten Richtung befindet, daß sich die Massen in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle drehen und daß die Rotationszentren dieser Massen mit dem in der Mittelebene des Motors angeordneten Punkt auf einer Linie liegen und symmetrisch zum Rotationszentrum des ersten Gegengewichtes angeordnet sind. Die Resultierende der durch diese Massen entwickelten Kräfte ist gleich der Hälfte der maximalen Amplitude der alternierenden Trägheitskräfte des Motors und geht durch den vorgenannten Punkt, welcher zum Rotationszentrum des ersten Gegengewichtes symmetrisch angeordnet ist. Eine Masse kann auf dem Schwungrad angeordnet sein, während die andere Masse an der Antriebs- oder Verteilerseite angeordnet ist, auf welcher der Antrieb der Nockenwelle erfolgt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ausgleichsvorrichtung zwei zusätzliche Gegengewichte aufweist, die sich in der gleichen Richtung und.mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle drehen und deren Schwerpunkt in der Mittelebene des Motors angeordnet sind, wobei eines dieser zusätzlichen Gegengewichte von der Kurbelwelle getragen ist, während das andere dieser zusätzlichen Gewichte sich um eine Achse dreht, die parallel zur Kurbelwelle angeordnet ist, und daß diese beiden zusätzlichen Gegengewichte derart versetzt sind und dimensioniert sind, daß der Motor vollständig ausgeglichen ist.
Die Winkeleinstellung und die Dimensionierung dieser Gegengewichte
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- XS -
wird in der folgenden Weise erzielt.
Wenn sich die Kolben in ihrer oberen Totpunktstellung befinden, dann es ist für die Winkeleinstellung notwendig, daß die Richtungen der Zentrifugalkräfte, die durch die beiden zusätzlichen Gegengewichte ^erzeugt werden, durch einen Punkt gehen, welcher an der Schnittstelle: eines Kreises, der in der Mittelebene des Motors liegt und durch die Achse der Kurbelwelle, das RotationsZentrum des zweiten zusätzlichen Gegengewichtes und durch den Punkt geht, welcher in Bezug auf die Ebene durch die Kolbenachsen symmetrisch zum RotationsZentrum des ersten Gegengewichtes mit der Geraden angeordnet ist, welche in der Mittelebene des Motors liegt und durch den Punkt hindurchgeht, der symmetrisch zum Rotationszentrum des ersten Gegengewichtes angeordnet ist,'.sowie parallel zu den Zylinderachsen verläuft.
Nachdem die Winkeleinstellung in der vorbeschriebnen Weise vorgenommen ist, wird die Dimensioniernng der beiden Gegengewichte derart hergestellt, daß die Resultierende der Zentrifugalkräfte, welche durch die beiden zusätzlichen Gegengewichte erzeugt werden, bei einer oberen Totpunktstellung der Kolben entgegen der alternierenden Trägheitskraft des Motors gerichtet ist und eine Amplitude besitzt, die gleich der Hälfte der maximalen Amplitude dieser alternierenden Trägheitskraft des Motors ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Auführungsbeispiel der Erfindung wird ein Zweizylinder-Reihenmotor vorgeschlagen, mit einer Kurbelwelle, auf deren Kurbelzapfen die Köpfe von Pleuelen gelagert sind, an denen Kolben befestigt sind, wobei die Kurbelzapfen zueinander um 360° versetzt sind, und wobei der Motor eine Mittelebene aufweist, die senkrecht zur Achse der Kurbelwelle angeordnet 1st und in der die Resultierende der auszugleichenden alternierenden Trägheitskräfte liegt, mit einer Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich der Trägheitskräfte, welche mehrere drehbar gelagerte Gegengewichte aufweist, wobei dieser
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Reihenmotor dadurch gekennzeichnet ist, daß jedes von einer Achse getragene Gegengewicht von mehreren einer Gesamtmasse entsprechenden Massen gebildet ist, wobei der Schwerpunkt der Gesamtmasse in der Mittelebene des Motors liegt, und wobei alle Massen derart angeordnet sind, daß sie sich in unterschiedlichen Ebenen befinden, so daß sich ihre kreisförmigen Bahnkurven nicht gegenseitig berühren. Auf diese Weise kann es niemals vorkommen, daß zwei Massen in der gle'chen Ebene angeordnet sind, so daß das Risiko einer Berührung der kreisförmigen Bewegungsbahnen der Massen vermieden wird.
Diese Auslegung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Antrieb der Gegengewichte mit Hilfe flexibler Einrichtungen, z.B. mittels einer Kette erfolgt, die mit den Zahnrädern, Zahnkränzen usw. im Eingriff steht.
Vorteilhaft ist vorgesehen, daß das Gegengewicht, welches sich entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle dreht, in der Mittelebene des Motors angeordnet ist, während das Gegengewicht, welches von der Kurbelwelle getragen ist, von mehreren Massen gebildet ist, insbesondere von zwei oder vier Massen, welche symmetrisch zur Mittelebene angeordnet sind, und daß das dritte Gegengewicht, welches sich in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle dreht, von asymmetrisch angeordneten Massen gebildet ist, welche sich um eine dritte Achse drehen, die parallel zur Kurbelwelle angeordnet ist, und wobei die Schwerpunkte dieser Massen asymmetrisch in Bezug auf die Mittelebene des Motors angeordnet sind.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 .Schematische Prinzipdarstellungen zur Erläuterung des Massenausgleichs eines Motors gemäß der Erfindung;
Fig. 2 Eine schematische Darstellung eines Zweizylindermotors, der durch zwei Gegengewichte ausgeglichen ist;
Fig. 3 Eine schematische Darstellung einer weiteren Massenausgleichsmöglichkeit gegenüber dem in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 Ein Diagramm, anhand welchem der Massenausgleich eines Zweizylindermotors gemäß der Erfindung mit drei Gegengewichten durchgeführt wurde, deren Schwerpunkte in der Mittelebene des Motors liegen, wobei eines dieser Gegengewichte von der Kurbelwelle getragen wird, und
Fig. 5 Eine Schnittansicht in versetzten Ebenen durch einen Zweizylindermotor, bei dem gemäß der Erfindung ein Massenausgleich vorgenommen wurde.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Kolben 1,, dargestellt, der mit einem Pleuel 2„ an einem Kurbelzapfen 3, der Kurbelwelle 8 eines Zwei-
el el
zylinder-Reihenmotors angelenkt ist. Die Kurbelzapfen dieses Motors sind um 360° zueinander versetzt. Die Achse der Kurbelwelle schneidet die Ebene der Fig. 1 im Punkt 0. Die Ebene dieser Fig. 1 entspricht der Mittelebene P des Motors, wobei sich in dieser Ebene die Resultierende der wechselnden geradlinigen Trägheitskräfte der Massen des Motors befindet, die mit einer geradlinigen Bewegung angetrieben werden. Es handelt sich im wesentlichen um Massen, die von den Kolben und den Pleuelfüßen ρ der PleueIe gebildet sind.
Es sei angenommen, daß die sich drehenden Massen des Motors, wie z.B. die Kurbelwelle und die PleueJköpfe bereits ausgeglichen sind.
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Die alternierende Trägheitskraft erreicht am oberen Totpunkt des Kolbens 1 ihr Maxiraum. Dieses Maximum ist mit dem gestrichelten Vektor F, dargestellt.
el
Wenn sich der Kurbelzapfen 3„ um einen Winkel <L gedreht hat,
** Cl
dann hat die Amplitude der alternierenden Trägheitskraft abgenommen. In dieser Position des Kurbelzapfens 3 ist die Trägheitskraft durch den Vektor F1 dargestellt, deren Amplitude der Projektion eines Radius f auf die Gerade D entspricht, die in der Ebene der Zylinderachsen des Motors liegt, wobei die Richtung des Radius* mit der Richtung des Kurbelzapfens 3 zusammenfällt und wobei die Länge des Radius1 der Amplitude des Vektors F„ entspricht.
el
Man kann also schreiben F1 ist F · cos cL
a a
Der Motor weist eine Ausgleichsvorrichtung auf, welche ein Gegengewicht M3 besitzt, welches sich entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle um eine parallel zur Kurbelwelle angeordnete Achse O3, jedoch mit der gleichen absoluten Geschwindigkeit dreht. Diese Achse O3 liegt außerhalb der Ebene der Zylinderachsen.
Der Schwerpunkt des Gegengewichtes m_ liegt in der Mittelebene des Modbors. In der Fig. 1 ist das Gegengewicht schematisch durch einen Punkt M3 wiedergegeben, welcher sich um die Achse 0. im Uhrzeigersinn dreht, so daß sich die Kurbelwelle entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Das Gegengewicht m_ ist derart im Winkel versetzt, daß sich sein Schwerpunkt auf der entgegengesetzten Seite des Kurbelzapfens
3, befindet, wenn sich der Kolben 1 im oberen Totpunkt befindet. a a
Wenn sich die Kolben bei dem in der Fig. 1 dargestellten Fall im oberen Totpunkt befinden, dann befindet sich der Kurbelzapfen 3
rechts von der Drehachse 0 der Kurbelwelle. Das Gegengewicht a>3 ist derart versetzt, daß sich sein Schwerpunkt links von der Drehachse O3 befindet, und zwar auf einer durch O3 hindurchgehenden, zur Geraden D parallelen Geraden.
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Die Zentrifugalkraft, die durch das Gegengewicht m. erzeugt wird, ist durch einen Vektor dargestellt, der bei der Stellung der Kolben in ihrem oberen Totpunkt dem Vektor F^ gemäß Fig. 1 entspricht. Das Gegengewicht ra, ist derart dimensioniert, daß es eine Zentrifugalkraft erzeugt, deren Amplitude der Hälfte der Amplitude der Trägheitskraft F* entspricht. Auf diese Welse besitzt der Vektor F*. eine Länge, die der Hälfte des Vektors F_ entspricht. Das Ende des
H> a
Vektors F3 beschreibt, einen Kreisbogen im Uhrzeigersinn.
In Fig. 1 ist mit dem Vektor F'_ derjenige Vektor dargestellt, der der Zentrifugalkraft entspricht, die durch die Masse m, erzeugt wird, wenn sich der Kurbelzapfen um einen Winkel *L um die Achse 0 gedreht hat.
Die Resultierende der Zentrifugalkraft F des Gegengewichts nu und der geradlinigen alternierenden Kräfte F des Motors ist durch den Vektor R dargestellt, wobei die Kolben sich in ihrer oberen Totpunktstellung befinden.
} »
Diese Resultierende R= F, + F hat eine Länge, die der Hälfte
-♦ ■* a
der Länge des Vektors F entspricht, und verläuft in der gleichen
Richtung wie der Vektor r .
el
Außerdem geht die Resultierende R durch den Punkt O3', welcher in der Mitte leben e und symmetrisch zum Rotationsmittelpunkt O3 des Gegengewichtes m_ in Bezug auf die Gerade D angeordnet ist, also in Bezug auf die Zylinderachsen. Diese Resultierende dreht sich in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle und mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit .
Während der Rotation des Motors und des Gegengewichtes nu entgegengesetzt zum Motor wird die Resultierende von einem sich drehenden Vektor gebildet, dessen Amplitude konstant ist und entspricht F&
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und der immer durch den Punkt O1- geht.
In der Fig. 1 ist die Resultierende R1 der Kräfte F' und F1, für eine Drehbewegung der Kurbelwelle um einen Winkel ot gegenüber dem oberen Totpunkt dargestellt. Die Resultierenden R und R1 entsprechen in der Amplitude in einem bestimmten Punkt genau den Kräften (F , F,) oder (F'a, F1 ). Der Motor besitzt eine Ausgleichsvorrichtung (Fig. 2 bis 5) zum Ausgleich der Resultierenden R, R1, der Zentrifugalkräfte F- , F' und der geradlinigen alternierenden Trägheitskräfte ? F*1 .
a, a
Diese Ausgleichsvorrichtung weist wenigstens ein zusätzliches Gegengewicht 4 auf, welches sich in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle mit der gleichen Geschwindigkeit dreht. Diese Ausgleichsvorrichtung C kann eine Ausgleichskraft hervorrufen, deren Richtung immer durch den Punkt O1, geht und welche außerdem der vorgenannten Resultierenden R, R1 entgegengerichtet ist, um diese aufzuheben.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist . die Ausgleichsvorrichtung C ein einziges zusätzliches Gegengewicht 4 auf, welches von einer einzigen Masse m1- gebildet ist, deren Schwerpunkt in der Mittelebene des Motors liegt, wobei diese Masse m'3 derart versetzt ist, daß sich ihr Schwerpunkt auf der gegenüberliegenden Seite der Kurbelzapfen 3,, 3, befindet, welche in der vorbeschriebenen
el D
Richtung liegen. Diese Masse m1, wird durch eine geeignete Einrichtung um den Punkt 0'3 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle angetrieben. Die Masse π1, ist derart dimensioniert, daß sie eine Zentrifugalkraft erzeugt, deren Amplitude gleich der Hälfte der maximalen Amplitude von der Kraft F ist. Unter diesen Voraus-Setzungen entwickelt die Masse nu eine Kraft, die der Resultierenden R, R1 gemäß Fig. 1 direkt entgegengerichtet ist, so daß der Motor vollständig ausgeglichen ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Gegengewicht 4
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-X-
von zwei Massen m1- und m'2 gebildet sein, welche sich um zu der Kurbelwelle parallele Achsen drehen. Diese Massen sind im Winkel derart zueinander versetzt, daß sich ihre Schwerpunkte auf den gegenüberliegenden Seiten der Kurbelzapfen 3 und 3, befinden.
el D
Diese Massen m* und m'2 drehen sich in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle und mit der gleichen Geschwindigkeit. Die Rotations Zentren O1.. und 0'~ dieser Massen, d.h. die Schnittpunkte zwischen den Rotationsachsen der Massen und den Ebenen, welche durch die Schwerpunkte dieser Massen gehen und senkrecht auf der Achse der Kurbelwelle stehen, decken sich mit dem Punkt
Die Massen in1., und m1, sind derart dimensioniert, daß die Resultierende der Zentrifugalkräfte, die sie entwickeln, durch den Punkt O1 3 geht und der Resultierenden R, R' entgegengesetzt gerichtet ist.
Die Masse oder das Gegengewicht m'.. kann insbesondere auf dem Seihwungrad des Motors angeordnet sein, so daß sie sich um die Rotationsachse der Kurbelwelle dreht, wobei sie exzentrisch zu deren Achse angeordnet ist, wie dies schematisch in der Fig. 3 dargestellt ist, während die andere Masse m' auf der anderen Seite des Motors angeordnet sein kann, nämlich auf der Abtriebsseite, d.h. auf derjenigen Seite,an welcher der Antrieb der Nockenwelle erfolgt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, welches schematisch in der Fig. 4 dargestellt ist, weist die Ausgleichsvorrichtung C zwei zusätzliche Gegengewichte m., iru auf, welche sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle drehen und deren Schwerpunkte in der Mittelebene des Motors liegen. Eines dieser Gegengewichte m. wird von der Kurbelwelle getragen und dreht sich also um die Achse
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der Kurbelwelle. Dieses Gegengewicht In1 ist in der Fig. 4 schematisch durch seinen Schwerpunkt wiedergegeben, welcher sich um die Achse O dreht und welcher exzentrisch zur Achse O angeordnet ist.
Das andere Gegengewicht m_ dreht sich um eine zur Kurbelwelle parallele Achse, welche die Mittelebene im Punkt O- schneidet. Dieses zweite zusätzliche Gegengewicht m_ ist schematisch in der Fig. 4 durch seinen sich drehenden Schwerpunkt wiedergegeben, der exzentrisch zur Drehachse O2 angeordnet ist.
Die durch die Masse m.. entwickelte Zentrifugalkraft ist für die obere Totpunktstellung der Kolben in der Fig. 4 durch den Sektor F- dargestellt, während die durch die Masse m_ entwickelte Zentrifugalkraft in der gleichen Kolbenstellung durch den Vektor F~ wiedergegeben ist.
Die Gegengewichte m.. und m2 sind im Winkel derart versetzt, daß sich die Richtungen oder die Vektoren F und F*2 *-m Schnittpunkt I schneiden, wobei :
ein Umkreis E durch die Punkte 0, O2 und 0' geht (es sei daran erinnert, daß O1, in Bezug auf die Gerade D symmetrisch zum Punkt 0» angeordnet ist, worauf eingangs bereits hingewiesen wurde), und die Gerade 1 parallel zu der Geraden D verläuft und durch den Punkt 0'3 geht.
Die Massen m1, m2 sind derart dimensioniert, daß die Resultierende der Kräfte F1 und ?0 eine Richtung erhält, bei welcher sie durch den Punkt 0', geht und gleich ist -F_ .
j el
F"
In der Fig. 4 sind die Vektoren F.. und F2 dargestellt, die diese Bedingungen erfüllen.
Die Winkelversetzung der Massen m-, m- sowie die Größe dieser Massen
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sind also genau bestimmt, wobei dies auf einfache und schnelle Weise ermöglicht wurde. Während des Betriebes des Motors geht die Resultierende der Zentrifugalkräfte, welche durch die Massen m1,m2 erzeugt werden, konstant durch den Punkt O1, und weist eine konstante Amplitude auf. Diese Resultierende gleicht dauernd die Resultierende 3,R' der Kräfte (F3,F3) und (F'3, F'a) aus (siehe. Fig.1).
In der Fig. 5 ist eine praktische Ausführung eines Motors gezeigt, welcher mit einer Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, insbesondere mit einer Ausgleichsvorrichtung nach der in der Fig. 4 gezeigten Lösung.
Dieser Motor weist zwei in Reihe angeordnete Zylinder 5 und 5. auf,
a D
deren Achsen parallel zueinander verlaufen.
In jedem Zylinder ist ein Kolben 1,1. gelagert, der mit einer geradlinigen alternierenden Bewegung angetrieben wird.
Die Kurbelzapfen 3 , 3b sind um 360° versetzt, so daß sich die Kolben gemeinsam bewegen. Die Füße der Pleuele 2 *.2fa sind an den Kolben mittels Kolbenbolzen 6 .6, befestigt. Die Köpfe der Pleuel
α Ο
7a,7b sind an den Kurbelzapfen angelenkt.
Die Kurbelwelle 8 ist in zwei äußeren Lagern 9,10 gelagert, so wie in einem mittleren Lager 11, dessen Symmetrieachse mit der Mittelebene P des Motors zusammenfällt. Auf der Kurbelwelle 8 ist an einem Ende (im rechten Teil der Fig.5) ein Zahnrad 12 drehfest gelagert, welches eine schematisch dargestellte Kette 13 antreibt.
Das Gegengewicht m1, welches von der Kurbelwelle getragen wird, besteht aus zwei exzentrischen Massen 14,15, welche symmetrisch zur Mittelebene des Motors angeordnet sind.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte das Gegengewicht m. der Kurbelwelle von vier exzentrischen Massen gebildet sein, welche symmetrisch zur Mittelebene des Motors angeordnet sind.
Das Gegengewicht m3, welches sich in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung der Kurbelwelle dreht, ist auf einer Zwischenwelle O3 montiert, welche parallel zur Kurbelwelle angeordnet ist. Dieses Gegengewicht nu ist von einer zur Welle 0, exzentrischen Masse gebildet, deren Schwerpunkt in der Mittelebene des Motors liegt. Diese Masse m, ist, in Längsrichtung gesehen, zwischen den Stirnflächen der Massen 14 und 15 der Kurbelwelle angeordnet.
Das Gehäuse des Motors weist vorteilhaft einen zurückversetzten Teil 16 auf, welcher zwischen den innenliegenden Stirnflächen der Massen 14 und 15 angeordnet ist. In diesen äußeren Raum des Gehäuses des Motors, welcher von diesem zurückversetzten Teil 16 begrenzt wird, greift die Masse m_ während ihrer Drehbewegung ein.
Vorzugsweise ist die Zwischenwelle O3 der Masse m3 von der Welle der ölpumpe gebildet. Der Antrieb dieser Welle erfolgt über ein Zahnrad 17, welches drehfest mit der Welle verbunden ist und mit einer durch das Zahnrad 12 der Kurbelwelle angetriebenen Kette zusammenwirkt. Jedoch greift das Zahnrad 17 auf derjenigen Seite in die Kette ein, die der Seite, an welcher das Zahnrad 12 in die Kette eingreift, gegenüberliegt, so daß die Drehrichtung der Welle O3 der Drehrichtung der Kurbelwelle 8 entgegengesetzt ist. Der Druckmesser des Zahnrades 17 entspricht dem Durchmesser des Zahnrades 12.
Das dritte Gegengewicht m_ 1st vorteilhaft auf der Welle O2 einer drehbar gelagerten Zusatzeinrichtung 18 des Motors befestigt. Diese Zusatzeinrichtung 18 ist in der Zeichnung sehr schematisiert dar-
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gestellt. Die Zusatzeinrichtung 18 ist an einem Ende der Welle O2 angeordnet. Dieses Gegengewicht m. ist in zwei Elementarmassen m'2 und m1 *2 unterteilt. Die Masse m'2, die zur Welle 0~ exzentrisch angeordnet ist, ist auf einem Teil der Zusatzeinrichtung 18 befestigt , wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist. Die Masse m"- ist von einer .exzentrischen Ausbauchung des AntriebsZahnrades 19 für die Welle O2 gebildet. Dieses Zahnrad 19 ist an einem Ende der Welle O2 in der gleichen Ebene wie die Zahnräder 17 angeordnet und wird durch die Kette 13 angetrieben, welche mit den Zahnrädern 12 und 17 zusammenwirkt. Das Zahnrad 19 greift an der gleichen Seite der Kette wie das Zahnrad 12 in die Kette ein, so daß es sich in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle dreht. Der Durchmesser des Zahnrades 19 entspricht dem Durchmesser des Zahnrades 12.
Die asymmetrisch angeordneten Massen m1,, m", entsprechen einer gemeinsamen Masse, deren Schwerpunkte in der Mittelebene P des Motors liegen würde. Die Massen 14,15, nu,m'2, m", bewegen sich in unterschiedlichen Ebenen und beschreiben Bahnkurven, die sich nicht gegenseitig beeinflussen.
Wenn unter diesen Voraussetzungen die Kette, (oder eine andere flexible Einrichtung, wie z.B. ein Keilriemen zum Antrieb der Massen) reißen sollte, dann besteht keine Gefahr, daß die verschiedenen Massen zusammenstoßen.
Es sei nocheinmal darauf hingewiesen, daß die Darstellung gemäß Fig. 5 den Motor in verschiedenen zueinander versetzten Schnittebenen zeigt. Insbesondere befindet sich die Welle 0., oder genauer gesagt, die geometrische Achse dieser Welle außerhalb der Ebene der Zy linder achsen der Zylinder 1 , 1|_. Außerdem ist die Ebene, welche durch die geometrischen Achsen der Wellen O2, O3 geht, nicht zur Ebene der Zylinderachsen parallel. Diese Anmerkungen können zwangsläufig aus den Erläuterungen entnommen wer-
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den, die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 4 erwähnt wurden.
Es sei .noch darauf hingewiesen, daß es leicht möglich ist, diejenigen Wellen auszusuchen, auf denen die Ausgleichsgewichte zu montieren sind (Welle der ölpumpe usw.), da es immer möglich ist, die Winkelversetzung der auf diesen Wellen montierten Gegengewichte und die Abmessungen der Massen dieser Gegengewichte schnell zu bestimmen, wie dies insbesondere anhand der Fig. 4 erläutert wurde.
Mittels der Erfindung wird also der Massenausgleich eines Zweizylindermotors in einfacher Weise ermöglicht, wobei die Schwerpunkte der Gegengewichte in der Motorebene angeordnet sind.
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L e e r s e i t e

Claims (11)

273538* Patentansprüche
1. ) Zweizylinder-Reihenmotor mit einer Kurbelwelle, auf deren Kurbelzapfen die Köpfe von Pleuelen gelagert sind, an denen Kolben befestigt sind, wobei die Kurbelzapfen zueinander um 360° versetzt sind, und wobei der Motor eine Mittelebene aufweist, die senkrecht zur Achse der Kurbelwelle angeordnet ist und in der die Resultierende der auszugleichenden alternierenden Trägheitskräfte liegt, mit einer Ausgleichsvorrichtung, welche ein um eine zur Kurbelwelle parallelen Rotationsachse entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kurbelwelle, jedoch mit der gleichen Absolutgeschwindigkeit rotierendes Gegengewicht aufweist, welches derart versetzt angeordnet ist, daß sich sein Schwerpunkt in der zu den Kurbelzapfen entgegengesetzten Richtung befindet, wenn die Kolben ihre obere Totpunktstellung einnehmen, wobei der Schwerpunkt des Gegengewichtes in der Mittelebene des Motors angeordnet ist und dieses Gegengewicht derart dimensioniert ist, daß es eine Zentrifugalkraft erzeugt, deren Amplitude gleich der Hälfte der maximalen Amplitude der alternierenden geradlinigen Trägheitskräfte des Motors ist, und wobei die Rotationsachse dieses Gegengewichtes außerhalb der Ebene der Zylinderachsen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Ausgleichsvorrichtung (C) zum Ausgleich der Resultierenden (R,R1) der Zentrifugalkraft (F3,F1 3) des Gegengewichtes On3)
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ORIGINAL INSPECTED
und der geradlinigen alternierenden Trägheitskräfte (F , F1 )
a a
des Motors vorgesehen ist, welche wenigstens ein zusätzliches Gegengewicht (4; m^,m_) aufweist, das sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle (8) dreht und eine Ausgleichskraft erzeugen kann, deren Richtung ständig durch einen Punkt (O' ) geht, der in der Mittelebene (P) des Motors und in Bezug auf die Zylinderachr senebene zum Rotations Zentrum (O3) r»eg ersten
Gegengewichtes (nu) symmetrisch angeordnet ist, wobei diese Ausgleichskraft zu der Resultierenden (R,R1) entgegengesetzt gerichtet ist, um diese auszugleichen.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsvorrichtung ein einzelnes zusätzliches Gegengewicht (4) aufweist, welches sich in der gleichen Richtung wie der Motor dreht und derart versetzt ist, daß sich sein Schwerpunkt in der zu den Kurbelzapfen (3 ,3. ) entgegengesetzten Richtung
el O
befindet und außerdem in der Mittelebene des Motors liegt und sich um einen Punkt (C3) dreht, der in dieser Mittelebene und in Bezug auf die Zylinderachsenebene zum RotationsZentrum (O3) des ersten Gegengewichtes (nu) symmetrisch angeordnet ist, wobei dieses zweite Gegengewicht (4) derart dimensioniert ist, daß es eine Zentrifugalkraft erzeugt, die der Hälfte der maximalen Amplitude (F ) dieser alternierenden Trägheitskräfte des Motors entspricht.
3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Gegengewicht von einer einzigen Masse (m1.) gebildet ist, deren Schwerpunkt in der Mittelebene des Motors (P) liegt und die sich um den vorgenannten Punkt (O1.) drehen kann, welcher symmetrisch zum RotationsZentrum des ersten Gegengewichtes (1Ti3) angeordnet ist.
4. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegen-
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gewicht (4) vorteilhaft von zwei Massen m'1# m'2) gebildet ist, die sich um parallele Achsen drehen, daß diese Massen derart zueinander versetzt sind, daß sich der Schwerpunkt der Gesamtmasse in der zu den Kurbelzapfen entgegengesetzten Richtung befindet, daß sich die Massen in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle drehen und daß die RotationsZentren dieser Massen mit dem in der Mittelebene des.Motors angeordneten Punkt (0'3) auf einer Linie liegen und symmetrisch zum RotationsZentrum des ersten Gegengewichtes angeordnet sind.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Massen (m1..), welche zu den beiden das zweite Gegengewicht (4) bildenden Massen gehört, auf dem Schwungrad des Motors angeordnet ist, während die andere Masse (m'2) dieser Gesamtmasse auf der Abtriebsseite des Motors angeordnet ist.
6. Motor nach Anspurch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsvorrichtung (C) zwei zusätzliche Gegengewichte (m.., m_) aufweist, die sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle (8) drehen und deren Schwerpunkte in der Mittelebene des Motors angeordnet sind, wobei eines dieser zusätzlichen Gegengewichte von der Kurbelwelle (8) getragen ist, während das andere dieser zusätzlichen Gegengewichte sich um eine Achse dreht, die parallel zur Kurbelwelle angeordnet ist, und daß diese beiden zusätzlichen Gegengewichte derart versetzt sind und dimensioniert sind, daß der Motor vollständig ausgeglichen ist.
7. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegengewichte (111..,In2) derart versetzt sind, daß die Richtungen der Zentrifugalkräfte (F1, F2) die durch die beiden zusätzlichen Gegengewichte erzeugt werden, wenn sich die Kolben in ihrer
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oberen Totpunktstellung befinden, durch einen Punkt (I) gehen, welcher an der Schnittstelle:
eines Kreises (E), der in der Mittelebene des Motors liegt und durch die Achse (0) der Kurbelwelle, das RotationsZentrum (0_) des zweiten zusätzlichen Gegengewichtes (m2) und durch den Punkt (C3) geht, welcher in Bezug auf die Ebene durch die Kolbenachsen symmetrisch zum RotationsZentrum (O3) des ersten Gegengewichtes (m,)
mit der Geraden (1.) angeordnet ist, welche in der Mittelebene des Motors liegt und durch den Punkt (O1J hindurchgeht, der symmetrisch zum RotationsZentrum des ersten Gegengewichtes angeordnet ist, sowie parallel zu den Zylinderachsen verläuft, und daß die beiden Gegengewichte Im^m3) derart dimensioniert sind, daß die Resultierende der Zentrifugalkräfte (F1,F-), welche durch die beiden zusätzlichen Gegengewichte erzeugt werden,bei einer oberen Totpunktstellung der Kolben entgegen der alternierenden Trägheitskraft des Motors gerichtet ist und eine Amplitude besitzt, die gleich der Hälfte der maximalen Amplitude dieser alternierenden Trägheitskraft des Motors ist.
8. Zweizylinder-Reihenmotor mit einer Kurbelwelle , auf deren Kurbelzapfen die Köpfe von Pleuelen gelagert sind, an denen Kolben befestigt sind, wobei die Kurbelzapfen zueinander* um 360° versetzt sind, und wobei der Motor eine Mittelebene aufweist, die senkrecht zur Achse der Kurtbelwelle angeordnet ist und in der die Resultierende der auszugleichenden alternierenden Trägheitskräfte liegt, mit einer Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich der Trägheitskräfte, welche mehrere drehbar gelagerte Gegengewichte aufweist, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes von einer Achse getragene Gegengewicht (m3,m..,m2) von mehreren einer Gesamtmasse entsprechenden Massen gebildet ist, wobei der Schwerpunkt der Gesamtmasse in der Mittelebene des Motors liegt, und wobei alle Massen der-
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art angeordnet sind, daß sie sich in unterschiedlichen Ebenen befinden, so daB sich ihre kreisförmigen Bahnkurven nicht gegenseitig berühren.
9. Motor nach einem der Ansprüche 6 oder 8,mit einer Ausgleichsvorrichtung, die drei Gegengewichte aufweist, von denen sich eines entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle dreht und von einer zur Kurbelwelle parallel angeordneten Achse getragen ist, die sich außerhalb der Ebene der Zylinderachsen befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (m3),welches sich entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle dreht, in der Mittelebene des Motors angeordnet ist, während das Gegengewicht (In1), welches von der Kurbelwelle getragen ist, von mehreren Massen (14,15) gebildet ist, insbesondere von zwei oder vier Massen, welche symmetrisch zur Mittelebene (P) angeordnet sind, und daß das dritte Gegengewicht (m_), welches sich in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle dreht, von asymmetrisch angeordneten Massen (m1-, ro11?) gebildet ist, welche sich um eine dritte Achse (O2) drehen, die parallel zur Kurbelwelle angeordnet ist, und wobei die Schwerpunkte dieser Massen asymmetrisch in Bezug auf die Mittelebene (P) des Motors angeordnet sind.
10. Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (m3), welches sich entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle dreht, auf der Welle der ölpumpe angeordnet ist, während das dritte Gegengewicht (m_), welches von mehreren asymmetrisch angeordneten Massen (m'-iund n»11,) gebildet ist, auf der Antriebswelle (O2) einer Zusatzeinrichtung (18) des Motors angeordnet ist.
11. Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die asymmetrisch angeordneten Massen eine Masse (m1-) aufweisen, die
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an der Zusatzeinrichtung (18) des Motors befestigt ist, welche ihrerseits an einem Ende der Welle (0-) angeordnet ist, sowie eine Masse (m11-) , die auf einem zum Antrieb der Welle (0_) dienenden Zahnrad (19) angeordnet ist, wobei das Zahnrad an dem anderen Ende dieser Welle befestigt ist.
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