DE3137934A1

DE3137934A1 - Massenausgleichseinrichtung

Info

Publication number: DE3137934A1
Application number: DE19813137934
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 3171 Wasbüttel Gonska
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1981-09-24
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1983-04-14
Also published as: US4470387A

Description

V O L K S W Λ G ΐ: N W E R K

A KIIf N G' ί ί. ί L L S C" H A f I

3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 3160
1702pt-we-sch

Massenausgleichseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Massenausgleich bei einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Massenausgleichseinrichtungen dieser Bauart, bei denen eine von der Kurbelwelle über ein Ausgleichspleuel in Gegenphase zu den Arbeitskolben angetriebene Ausgleichsmasse verwendet wird, die von einer an dem Ausgleichspleuel angelenkten Schwinge geführt wird, sind an sich bekannt (zu vergleichen BE-OS 24 23 134 und 30 33 803). Bei diesen Ausgleichseinrichtungen sind die Schwingen an dem Maschinengehäuse schwenkbar gehalten, so daß die Ausgleichsmasse beim Betrieb der Maschine eine kreisbogenförmige Bahn beschreibt, deren Radius von der Länge der Schwinge abhängt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Massenausgleichseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, die nach Möglichkeit weitgehend in das Triebwerk der Maschine integriert ist, bei der also eine Anlenkung an dem Gehäuse entbehrlich wird.

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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also die Schwinge an dem über den Anlenkpunkt mit dem Kurbelzapfen verlängerten Arbeitspleuel direkt angelenkt, wobei schon durch die Verlängerung des Arbeitspleuels in an sich bekannter Weise eine Reduzierung der auszugleichenden oszillierenden Massen durch Verlagerung des Schwerpunkts des Pleuels in die Nähe des Anlenkpunktes mit dem Kurbelzapfen erreicht wird. Die auf den Kurbelzapfen konzentrierte umlaufende Masse kann dann durch eine Gegenmasse an der Kurbelwelle ausgeglichen werden. Zwar ist es auf diese Weise theoretisch möglich, einen vollständigen Ausgleich der aus den oszillierenden Massen herrührenden Kräfte herbeizuführen, jedoch ergibt sich neben der Notwendigkeit der Verstärkung der Pleuellager auch ein erhebliches Ansteigen der von den Kolben auf die Zylindergleitbahnen augeübten Gleitbahnkräfte. Aus diesem Grunde ist ein derart durchgeführter vollständiger Massenausgleich, nicht zu empfehlen.

Bei der Erfindung wird dagegen bewußt nur ein Teil der Massenkräfte dadurch ausgeglichen, daß durch Verlängerung des Arbeitspleuels über den Anlenkpunkt mit dem Kurbelzapfen hinaus dessen Schwerpunkt in die Nähe des Kurbelzapfenanlenkpunktes gebracht wird und die auf diese Weise vergrößerten umlaufenden Massen durch ein entsprechendes Gegengewicht an der Kurbelwelle ausgeglichen werden. Die verbleibenden Teile der auszugleichenden oszillierenden Massen werden durch die von der Kurbelwelle über das Ausgleichspleuel angetriebene Ausgleichsmasse ausgeglichen, zu deren Führung eine Schwinge an dem verlängerten Teil des Arbeitspleuels engelenkt ist. Der gesamte Ausgleichstrieb ist also in den Kurbeltrieb integriert und benötigt keine zusätzliche Anlenkung an dem feststehenden Gehäuse.

Diese Ausgleichseinrichtung empfiehlt sich besonders für wehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschinen, die aus Zylindergruppen von jeweils zwei Zylindern mit gleicher Phasenlage der Arbeitskolben bestehen, indem jeder Zylindergruppe eine über ein zwischen den Arbeitspleueln der Arbeitskolben an der Kurbelwelle

von jeweils zwei Zylindern mit gleicher Phasenlage der Arbeitskolben bestehen, indem jeder Zylindergruppe eine über ein zwischen den Arbeitspleueln der Arbeitskolben an der Kurbelwelle angelenktes Ausgleichspleuel angetriebene Ausgleichsm&ssen zugeordnet ist, die über symmetrisch zu beiden Seiten angelenkte Schwingen jeweils mit den über die Kurbelzapfenanlenkpunkte verlängerten Arbeitspleueln verbunden ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer DarstellungBweise gezeigt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen

Figur 1 die erfindungsgemäße Massenausgleichseinrichtung

in einer schematischen Ansicht in Richtung auf die Kurbelwellenachse und
Figur 2 eine Ansicht senkrecht zur Kurbelwellenachse.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Zweizylinder-Motors, beispielsweise einer Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine gezeigt, deren Arbeitszylinder mit 1 und deren Arbeitskolben mit 2 bezeichnet sind. 3 stellen die Arbeitspleuel dar, die die Verbindung zwischen den Arbeitskolben 2 und den Kurbelzapfen 5 eier Kurbelwelle 4 herstellen. 6 bezeichnet einen mittleren, zwischen den beiden Kurbelzapfen 5 cLer Arbeitszylinder angeordneten Kurbelzapfen, an dem. ein Ausgleichspleuel 7 zum Antrieb einer Ausgleichsmasse 8 angelenkt ist. Die Ausgleichsmasse 8 ist dabei am Ende des Ausgleichspleuels 7 konzentriert, an dem auch zwei Schwingen 9 symmetrisch zur Kurbelwellenmitte angelenkt sind, die mit ihrem anderen Ende an den über die Anlenkpunkte 11 mit den Kurbelzapfen 5 verlängerten Arbeitspleueln angelenkt sind.

Die Anlenkpunkte der Schwingen 9 an den Arbeitspleueln 3 sind jeweils mit 10 und an dem Ausgleichspleuel 7 jeweils mit 13 bezeichnet worden, während der Anlenkpunkt des Ausgleichspleuels" an dem Kurbelzapfen 6 der Kurbelwelle 4 niit 12 angegeben ist. 15 stellen die Hauptlager der Kurbelwelle 4 dar.

¥ie oben bereits erwähnt wurde, ergibt sich allein durch die Verlängerung der Arbeitspleuel 2 über die Anlenkpunkte 11 an den Kurbelzapfen 5 hinaus eine gewisse Heduzierung der anzugleichenden oszillierenden Massen, was durch entsprechende Massenkonzentrierung an den kolbenfernen Enden der Arbeitspleuel 3 noch unterstützt werden kann, Die dadurch bewirkte Vergrößerung der um die Kurbelwellenachse umlaufenden Massen kann durch entsprechende Gegengewichte, beispielsweise durch Massenkonzentrierung an den Kurbelzapfen 6 vollständig ausgeglichen werden» Eine vollständige Reduzierung der oszillierenden Kräfte ist jedoch wegen der dann stark ansteigenden Gleitbahnkräfte zu vermeiden. Die verbleibenden oszillierenden Massen werden vielmehr durch die Ausgleichsmasse 8 ausgeglichen, die durch Massenkonzentration an dem kurbelwellenfernen Ende des Ausgleichspleuels erreicht werden kann. Die an dem Ausgleichspleuel 7 etwa im Massenschwerpunkt angelenkten Schwingen 9 sind nun nicht an dem festen Maschinengehäuse, sondern an dem freien Ende der Arbeitspleuel 3 angelenkt, so daß der gesamte Ausgleichsmechanismus in den Kurbeltrieb integriert ist. Die sich aufgrund dieser Verhältnisse ergebende Bahn der Ausgleichsmasse 8 ist in der Figur mit dm strichpunktierten Linienzug I4 angedeutet und besteht aus zwei symmetrisch zur Maschinenmitte liegenden Teilkurven.

T.

Die erfindungsgemäße Massenausgleichseinrichtung ist in dem Ausführungsbeispiel für eine Zweizylinder-Maschine gezeigt» Es ist jedoch selbstverständlich, daß sie auch für eine Einzylinder-Maschine oder für mehrzylindrige Maschinen geeignet ist, wobei bei bestimmten Mehrzylindermotoren sich konstruktive Erleichterungen durch Symmetrien ergeben. Besonders zweckmäßig ist es auch, eine Mehrzylinder-Maschine aus mehreren Gruppen von Zweizylinder-Motoren mit gleicher Kolbenlage zusammenzusetzen, die jeweils nach dem in der Zeichnung gezeigten Prinzip für sich ausgeglichen werden können, so daß.auch die gesamte Anordnung dann ausgeglichen ist. Bei einer solchen Mehrzylinderanordnung können bei entsprechender Lagezuordnung der zu den einzelnen Zylindergruppen gehörenden Kolben die Ausgleichseinrichtungen auch so

arigüordnet werden, daß sich die von den Ausgleichsmassen während des Betriebs erzeugten Querkräfte ausgleichen und zusätzlich auch die aus den Gleitbahnkräften der Kolben erzeugten Momente ausgeglichen werden.

Schließlich sei auch darauf hingewiesen, daß abweichend von der in der Figur 2 der Zeichnung gezeigten Ausführung die Ausgleichsmassenanlenkung auch unsymmetrisch über nur eine an einem Arbeitspleuel angelenkte Schwinge erfolgen kann.

Leerseite

Claims

V O L K S WA G J.; N W £ Il K

A. k r ι r N c^ fc P. t ι ι ;, c ι: Λ γ τ 3180 Wolfsburg

Unsere !Zeichen: K 316O

23. Sep. 1981

ANSPRÜCHE

/ 1J Einrichtung zum Massenausgleich bei einer Hubkolben-Kurbelwellenmaechine mit wenigstens einem in einem Arbeitszylinder oszillierenden Arbeitskolben, der über ein Arbeitspleuel mit einem Kurbelzapfen der Kurbelwelle verbunden ist, sowie mit wenigstens einer von der Kurbelwelle über ein Ausgleichspleuel in Gegenphase zu dem Arbeitskolben angetriebenen Ausgleichsmasse, die von wenigstens einer an dem Ausgleichspleuel angelenkten Schwinge auf einer im wesentlichen in Richtung der Arbeitszylinder verlaufenden, gekrümmten Bahn geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (9) an dem über den Anlenkpunkt (11) mit dem Kurbelzapfen (5) verlängerten Arbeitspleuel (3) angelenkt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 für mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschinen, die aus Zylindergruppen von jeweils zwei Zylindern mit gleicher Phasenlage der Arbeitskolben bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylindergruppe eine über ein zwischen den Arbeitspleueln (3) der Arbeitskolben (2) an der Kurbelwelle (4) angelenktes Ausgleichspleuel (7) angetriebene Ausgleichsmasse (β) zugeordnet ist, die über symmetrisch zu beiden Seiten angelenkte Schwingen (9) jeweils mit den über die Kurbelzapfenanlenkpunkte (11) verlängerten Arbeitspleueii(3) verbunden ist.

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