DE3310416A1 - Machine with complete balancing of the inertia effects - Google Patents

Machine with complete balancing of the inertia effects

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DE3310416A1
DE3310416A1 DE19833310416 DE3310416A DE3310416A1 DE 3310416 A1 DE3310416 A1 DE 3310416A1 DE 19833310416 DE19833310416 DE 19833310416 DE 3310416 A DE3310416 A DE 3310416A DE 3310416 A1 DE3310416 A1 DE 3310416A1
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Tang Sanh Dipl.-Ing. 1000 Berlin Nguyen
Viet Dipl.-Ing. Vu-Han
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VU HAN VIET
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Abstract

The invention relates to a machine with complete balancing of the free inertia effects, which can function as an internal combustion engine, a pump or a compressor. In the nowadays customary reciprocating piston engines with the slider-crank mechanism, complete balancing of the inertia effects is not possible due to the oscillating connecting rods. The centre of gravity of the masses moves up and down along the cylinder axis in a manner which makes balancing impossible. Complete balancing of the inertia effects is, on the other hand, possible on the machine with the so-called Scotch-yoke mechanism, since the inertia effects of the second and higher orders do not occur and only the inertia forces of the first order have to be balanced. These inertia forces of the first order here occur only in the direction of piston movement, allowing them to be balanced by relatively simple means. Counterweights (11), (12) or (16) are provided for this purpose parallel to the piston unit (2), - the resulting centre of gravity of the said counterweights describing the line of motion (17) of the centre of gravity of the piston unit (2) in the opposite direction, - and the product of the mass . crank or eccentric radius being the same for the piston unit (2) and the counterweights (11), (12) or (16). <IMAGE>

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, die als Verbrennungskraftmaschine, Pumpe oder Kompressor fungieren kann. Die Kolben sind direkt, und nicht über die Kurbelwelle, fest oder gelenkig zu einer Kolbeneinheit (2) miteinander verbunden, so daß dadurch nur ein 2freiheitsgradiges Gelenk, wie z.B. die Kreuzschubkurbel, notwendig ist, um eine hin- und hergehende, geradlinige Bewegung in eine rotierende Bewegung der Kurbelwelle (7) zu transformieren. Working machine with complete compensation of the mass effects The invention relates to a work machine, which is used as an internal combustion engine, pump or compressor can act. The pistons are direct, and not via the crankshaft, fixed or articulated to form a piston unit (2) connected to one another, so that thereby only a joint with two degrees of freedom, such as the cross slide crank, is necessary, to a reciprocating, rectilinear movement in a rotating movement of the To transform the crankshaft (7).

Bei den heute üblichen Hubkolbenmaschinen mit der Geradschubkurbel ist der vollständige Ausgleich der Massenwirkungen wegen der oszillierenden Massen der Pleuelstangen nicht möglich.In today's standard reciprocating piston machines with the straight thrust crank is the complete balance of the mass effects due to the oscillating masses the connecting rods not possible.

Bei der laufenden Hubkolbenmaschine mit der Geradschubkurbel bewegt sich der Schwerpunkt der Massen in der Zylinderachse auf und nieder. Der Beschleunigung und Verzögerung in der Zylinderachse setzen die Massen ihren Trägheitswiderstand (Massenkräfte) entgegen. Die Massenkräfte sind innere Kräfte; sie können den Gesamtschwerpunkt der Maschine nicht verschieben. Da der Schwerpunkt der Triebwerkteile sich bewegt, muß der Schwerpunkt der feststehenden Teile (Maschinengestell) die entgegengesetzten Bewegungen zu machen suchen (Satz von der Erhaltung des Schwerpunktes), was sich nach außen durch Erschütterungen bzw. Schwingungen bemerkbar macht.Moved with the straight thrust crank while the reciprocating machine is running the center of gravity of the masses in the cylinder axis up and down. The acceleration and deceleration in the cylinder axis, the masses set their inertial resistance (Mass forces) against. The mass forces are internal forces; they can get the overall focus do not move the machine. Since the center of gravity of the engine parts is moving, the center of gravity of the fixed parts (machine frame) must be the opposite Seeking movements to make (theorem of maintaining the center of gravity) what is outwardly through shocks or vibrations.

Durch direkte Verbindung der Kolben miteinander zu einer Kolbeneinheit (2) und direkte Übertragung der hin- und hergehenden Bewegung der Kolbeneinheit (2) über die Kreuzschubkurbel in die Rotationsbewegung der Kurbelwelle (7) treten keine freien Massenkräfte und -momente zweiter und höherer Ordnung auf. Durch das Entfallen der oszillierenden Pleuelstangen können außerdem die Massenwirkungen erster Ordnung ausgeglichen werden. Hierzu werden gegenläufig zu der geradlinig oszillierenden, wie zuvor beschriebenen Kolbeneinheit (2) oszillierende Gegenmassen vorgesehen, und zwar derart, daß das Produkt aus Masse x Kurbel- bzw. Exzenterradius (m.r) für die Kolbeneinheit (2) und die Gegenmassen gleich ist, m.a.W.By connecting the pistons directly to one another to form a piston unit (2) and direct transmission of the reciprocating motion of the piston unit (2) Use the cross slide crank to start the rotation of the crankshaft (7) no free inertial forces and moments of the second and higher order on. By eliminating the oscillating connecting rods, the mass effects can also first order to be balanced. To do this, opposite to the rectilinear oscillating, as previously described piston unit (2) oscillating counterweights provided, in such a way that the product of mass x crank or eccentric radius (m.r) for the piston unit (2) and the counterweights is the same, m.a.W.

daß die Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) mit der der Gegenmassen gegenläufig übereinstimmt.that the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) with the the counterweights coincide in opposite directions.

Die freien Massenwirkungen erster Ordnung sind jeweils für jede Kolbeneinheit (2) auszugleichen, ob es sich dabei um eine Zweikolben- oder Vierkolben-Einheit handelt.The first order free mass effects are for each piston unit (2) Balance whether this is a two-piston or four-piston unit acts.

Eine Hintereinanderkopplung von mehreren, jeweils für sich vollständig ausgeglichenen Kolbeneinheiten (2) ist durch entsprechend gestaltete Kurbelwelle (7) einfach zu realisieren.A series coupling of several, each completely for itself balanced piston units (2) is through appropriately designed crankshaft (7) easy to implement.

Die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine ist bezüglich des Gewichts und des Volumens kleiner, der Reibung und des Wirkungsgrades günstiger, da vier Pleuelstangen entfallen und die Kurbelwelle (7) um bis zu drei Kurbelzapfen (5), sechs Kurbelwangen und drei Grundlager kürzer ist, trotz des höheren Gewichts der Kolbeneinheit und deren Ausgleichsmassen; aus schwingungstechnischer Sicht ist sie ruhiger als die heutige Hubkolbenmaschine mit Geradschubkurbel.The work machine according to the invention is in terms of weight and the volume smaller, the friction and the efficiency more favorable, because four connecting rods omitted and the crankshaft (7) by up to three crank pins (5), six crank webs and three base bearings is shorter, despite the heavier weight of the piston unit and their balancing weights; from a vibrational point of view, it is quieter than that today's reciprocating piston machine with straight thrust crank.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 bis Fig. 4 die Arbeitsweise der Arbeitsmaschine mit Vierkolben-Einheit, Fig. 5 einen Kurbelwellen-Querschnitt der Arbeitsmaschine mit Vierkolben-Einheit, Fig. 6 perspektivisch die Gestaltung des Ausgleichs der senwirkungen erster Ordnung durch geteilte Gegenmassen (11) und (11') beidseitig der Kolbeneinheit (2) mit vier Kolben, Fig. 7 perspektivisch die Gestaltung des Ausgleichs der Massenwirkungen erster Ordnung durch geteilte Gegenmassen (11) und (11') beidseitig der Kolbeneinheit (2) mit zwei Kolben, Fig. 8 perspektivisch die Gestaltung des Ausgleichs der Massenwirkungen erster Ordnung durch geteilte Gegenmassen, die zu verbundenen Gegenmassen (16) zusammengefügt und beidseitig der Kolbeneinheit (2) geführt werden, Fig 9 perspektivisch die Gestaltung des Ausgleichs der Massenwirkungen erster Ordnung durch eine einteilige Gegenmasse (12), deren Schwerpunkt S in der Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) liegt, Fig. 10 perspektivisch die Gestaltung des Ausgleichs der Massenwirkungen erster Ordnung durch geteilte Gegenmassen (11) und (11'), die von um die Drehachse ausgewuchteten Exzenterscheiben (15) angetrieben werden, Fig. 11 eine mögliche Form einer der Gegenmassen bei geteilten Gegenmassen (11) beidseitig der Kolbeneinheit (2), Fig. 12 eine mögliche Form der einteiligen Gegenmasse (12) mit in der Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) liegendem Schwerpunkt S, Fig. 13 eine mögliche Form von verbundenen Gegenmassen (16), Fig. 14 einen Kurbelwellen-Längsschnitt der Arbeitsmaschine mit (einer Kolbeneinheit (2) und) beidseitig von der Kolbeneinheit t2) geführten Gegenmassen (11) und (11'), Fig. 15 einen Kurbelwellen-Längsschnitt der Arbeitsmaschine mit (einer Kolbeneinheit (2) und) einer geführten einteiligen Gegenmasse (12), deren Schwerpunkt in der Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) liegt.In the following the invention is exemplified by drawings explained. 1 to 4 show the mode of operation of the working machine Four-piston unit, FIG. 5 with a crankshaft cross section of the working machine Four-piston unit, Fig. 6 is a perspective view of the design of the balancing of the effects first order through split counterweights (11) and (11 ') on both sides of the piston unit (2) with four pistons; first order through split counterweights (11) and (11 ') on both sides of the piston unit (2) with two pistons; first order through divided counterweights, which are joined together to form connected counterweights (16) and are guided on both sides of the piston unit (2), FIG. 9 shows the design in perspective the compensation of the first-order mass effects by a one-piece counter-mass (12), the center of gravity S in the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) is, Fig. 10 is a perspective view of the design of the balancing of the mass effects first order by divided counterweights (11) and (11 '), which from around the axis of rotation balanced eccentric disks (15) are driven, Fig. 11 one possible form one of the counter-masses in the case of divided counter-masses (11) on both sides of the piston unit (2), Fig. 12 a possible form of the one-piece counter mass (12) with in the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) lying center of gravity S, FIG. 13 shows a possible form of connected counterweights (16), FIG. 14 shows a longitudinal section of the crankshaft of the working machine with (a piston unit (2) and) on both sides of the piston unit t2) Counterweights (11) and (11 '), FIG. 15 shows a longitudinal section of the crankshaft through the machine with (a piston unit (2) and) a guided one-piece counterweight (12), the Center of gravity in the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) lies.

Das Kraftstoff-Luft-Gemisch (Otto-Verfahren) bzw. die Luft (Diesel-Verfahren) wird in den Arbeitsraum I angesaugt, der Arbeitstakt findet durch Fremd- bzw. Selbstzündung im Arbeitsraum II statt, die Abgase werden aus dem Arbeitsraum III ausgeschoben und Kraftstoff-Luft-Gemisch bzw. Luft wird im Raum IV verdichtet (Fig. 1).The fuel-air mixture (Otto process) or the air (diesel process) is sucked into the work area I, the work cycle takes place through external or spontaneous ignition in work room II, the exhaust gases are pushed out of work room III and the fuel-air mixture or air is compressed in space IV (FIG. 1).

1800 Kurbelwellenwinkel später wird Kraftstoff-Luft-Gemisch bzw. Luft im Arbeitsraum I verdichtet, die Abgase werden aus dem Arbeitsraum II ausgeschoben, in den Arbeitsraum III wird Kraftstoff-Luft-Gemisch bzw. Luft angesaugt und der Arbeitstakt findet im Arbeitsraum IV statt (Fig. 2).1800 crankshaft angle later becomes fuel-air mixture or air compressed in work area I, the exhaust gases are pushed out of work area II, The fuel-air mixture or air is sucked into the working space III and the The work cycle takes place in work space IV (Fig. 2).

Nach weiteren 1800 Kurbelwellenwinkel findet der Arbeitstakt im Arbeitsraum I statt, das Gemisch bzw. die Luft wird in den Arbeitsraum II angesaugt und im Arbeitsraum III verdichtet, die Abgase werden aus dem Arbeitsraum IV ausgeschoben (Fig.After a further 1800 crankshaft angles, the work cycle takes place in the work area I instead, the mixture or the air is sucked into the working space II and in the working space III compressed, the exhaust gases are pushed out of working space IV (Fig.

3).3).

Am Ende des Zyklus werden die Abgase aus dem Arbeitsraum I ausgeschoben, das Gemisch bzw. die Luft wird im Arbeitsraum II verdichtet, der Arbeitstakt findet im Arbeitsraum III statt, während Gemisch bzw. Luft. in den Arbeitsraum IV angesaugt wird (Fig. 4).At the end of the cycle, the exhaust gases are pushed out of work space I, the mixture or the air is compressed in work space II, the work cycle takes place in work space III instead of during mixture or air. sucked into the work area IV becomes (Fig. 4).

Vier Kolben (1) werden zu einer kolbeneinheit (2) zusammengefügt, deren hin- und hergehende, geradlinige Bewegung über den Gleitstein (4), der im Führungslangloch (6) in der Kolbeneinheit (2) translatorisch geführt wird und um den Kurbelzapfen (5) drehbar gelagert ist, in die rotierende Bewegung der Kurbelwelle (7) umgesetzt wird. jede Maschineneinheit (3) besteht aus einer Kolbeneinheit (2) mit den dazugehörigen Ventilen (8), Nockenwellen (9), der entsprechend gestalteten Kurbelwelle (7) und dem passenden Gehäuse (10) (Fig. 5). Die Kinematik der beschriebenen Arbeitsmaschine entspricht der der in der Getriebelehre genannten Kreuzschubkurbel.Four pistons (1) are combined to form a piston unit (2), their reciprocating, straight movement over the sliding block (4), which is in the Long guide hole (6) in the piston unit (2) is guided in a translatory manner and around the crank pin (5) is rotatably mounted in the rotating movement of the crankshaft (7) is implemented. each machine unit (3) consists of a piston unit (2) with the associated valves (8), camshafts (9), the appropriately designed Crankshaft (7) and the matching housing (10) (Fig. 5). The kinematics of the described Working machine corresponds to the the one mentioned in the transmission theory Cross thrust crank.

Durch die translatorisch-oszillierende Bewegung der Kolbeneinheit (2) wird die Lage vom Schwerpunkt der Arbeitsmaschine verändert, was sich nach außen als Schwingungen bzw.Due to the translatory-oscillating movement of the piston unit (2) the position of the center of gravity of the working machine is changed, which is outward as vibrations or

Erschütterungen bemerkbar macht. Mit Hilfe von geteilten Gegenmassen (11) und (11'), die beidseitig der Kolbeneinheit (2) um 1800 Kurbelwellenwinkel, d.h. genau entgegengesetzt zur Kolbeneinheit (2), versetzt und geführt werden, wird erreicht, daß der Gesamtschwerpunkt der Arbeitsmaschine während des Betriebs nahezu unverändert bleibt. Hierbei soll das Gesamtgewicht der beiden Gegenmassen (11) und (11') das Gewicht der Kolbeneinheit (2) ergeben und der Quotient aus den beiden Gegenmassen (11) und (11') steht in umgekehrtem Verhältnis zum Quotienten der Schwerpunktabstände dieser Gegenmassen zur Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) (Fig. 6), d.h. Makes vibrations noticeable. With the help of divided counterweights (11) and (11 '), which are offset and guided on both sides of the piston unit (2) by 1800 crankshaft angles, ie exactly opposite to the piston unit (2), the overall center of gravity of the machine is achieved during operation remains almost unchanged. The total weight of the two counterweights (11) and (11 ') should result in the weight of the piston unit (2) and the quotient of the two counterweights (11) and (11') is inversely related to the quotient of the distance between these counterweights and the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) (Fig. 6), ie

unter der Voraussetzung, daß der Kurbelradius für beide Gegenmassen gleich ist; dabei ist m1t , mfl, jeweils die Masse der Gegenmassen (11) und (111), 1 ljj/ der Abstand zwischen Schwerpunkt der Gegenmassen (11) und (11') und der Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2).provided that the crank radius for both counterweights is equal to; where m1t, mfl, are the masses of the counterweights (11) and (111), 1 ljj / the distance between the center of gravity of the counterweights (11) and (11 ') and the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2).

Das Prinzip zum Ausgleich der freien Massenkräfte erster Ordnung gilt auch für Kolbeneinheiten (2) mit zwei Kolben, die bei beispielsweise 2-Takt-Maschinen Anwendung finden (Fig. 7).The principle of balancing the free mass forces of the first order applies also for piston units (2) with two pistons, for example in 2-stroke machines Find application (Fig. 7).

Zur Erhöhung der Festigkeit und der Masse können die geteilten, einzeln geführten Gegenmassen (11) und (11') über Arme wieder zu verbunde.nen Gegenmassen (16i zusammengefügt werden (Fig. 8).To increase the strength and the mass, the divided, individually guided counterweights (11) and (11 ') via arms to connect again Counterweights (16i are joined together (Fig. 8).

Eine andere Alternative ist die einteilige Gegenmasse (12), deren Schwerpunkt sich in der Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) zu befinden hat (Fig. 9).Another alternative is the one-piece counterweight (12), whose The center of gravity is in the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) is located (Fig. 9).

Der Antrieb der Gegenmassen können anstelle eines Kurbelzapfens (5') auch durch eine um die Drehachse ausgewuchtete Exzenterscheibe (15) erfolgen (Fig. 10). Hierzu können entsprechend ' ausgebildete Kurbelwangen als Exzenterscheiben fungieren, wodurch die Kurbelwelle (7) .kürzer ausgelegt werden kann.The counterweights can be driven instead of a crank pin (5 ') can also be done by an eccentric disc (15) balanced around the axis of rotation (Fig. 10). For this purpose, appropriately designed crank webs can be used as eccentric disks function, which means that the crankshaft (7) can be designed to be shorter.

Die geteilten Gegenmassen (11) und (11') können beliebige Formen annehmen und Führungskolben (13) beliebigen Querschnittes aufweisen (Fig. 11).The divided counterweights (11) and (11 ') can take any shape and guide piston (13) have any cross-section (Fig. 11).

Die einteilige Gegenmasse (12) hat dagegen ihren Schwerpunkt in der Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) und nicht in ihrer Führungslinie (18) (Fig. 12).The one-piece counter mass (12), however, has its focus in the Center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) and not in its guide line (18) (Fig. 12).

Die zunächst geteilten Gegenmassen werden bei der Montage wieder zu verbundenen Gegenmassen (17) zusammengeschraubt, so daß ein geschlossener, robuster Rahmen entsteht (Fig. 13).The initially divided counterweights close again during assembly connected counter masses (17) screwed together, so that a closed, more robust Frame is created (Fig. 13).

Die Führungskolben (13), die in Führungsbohrungen (14) laufen, können Nebenaggregatsfunktionen, wie z.B. die der Ölpumpe, der Druckversorgung für andere Servoaggregate, übernehmen. Die Führungsbohrungen (14) liegen zwischen den Zylindern und stören die Auslegung der Zylinderwasserkühlung nicht (Fig. 14).The guide pistons (13), which run in guide bores (14), can Ancillary unit functions, such as the oil pump, the pressure supply for others Servo units, take over. The guide bores (14) lie between the cylinders and do not interfere with the design of the cylinder water cooling (Fig. 14).

Mit einer einteiligen Gegenmasse (12) läßt sich die Arbeitsmaschine in der Länge kompakter bauen. Die Kurbelwelle (7) ist kürzer und hinsichtlich der Festigkeit und ihrer Lagerung günstiger zu gestalten (Fig. 15).With a one-piece counterweight (12), the machine can be build more compact in length. The crankshaft (7) is shorter and in terms of To make strength and their storage cheaper (Fig. 15).

Die Gegenmassen können kleiner ausgelegt werden, wenn ihr Kurbel- bzw. Exzenterradius größer als der der Kolbeneinheit (2) gewählt wird. Es gilt die Beziehung 1 1 /v w - Leerseite -The counterweights can be designed to be smaller if their crank or eccentric radius is chosen to be greater than that of the piston unit (2). The relationship applies 1 1 / vw - blank page -

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen, - bei der die Kolben (1) geradlinig zwischen Arbeitsräumen hin- und hergehen, - deren Kolben (1) direkt, und nicht über die Kurbelwelle (7), miteinander fest oder gelenkig zu einer Kolbeneinheit (2) verbunden sind, - bei der die rotierende Kurbelwelle (7) direkt über ein 2freiheitsgradiges Gelenk mit der hin- und hergehenden Kolbeneinheit (2) verbunden ist und von dieser angetrieben wird, - die als Verbrennungskraftmaschine nach dem 2- oder 4-Takt-Verfahren pro Maschineneinheit (3) jeweils zwei direkt miteinander verbundene Kolben (1) als eine Zweikolben-Einheit aufweist, - die als Verbrennungskraftmaschine nach dem 4-Takt-Verfahren pro Maschineneinheit (3) jeweils vier in H-förmiger bzw Boxer-Anordnung direkt miteinander verbundene Kolben (1) als eine Vierkolben-Einheit aufweist, - bei der die Maschineneinheiten (3) hinter- und miteinander über eine entsprechend ausgestaltete Kurbelwelle (7) gekoppelt werden können, bei der die rotierenden Massen durch entsprechende, nach bekannter Massenausgleichsmethode angebrachte Gegenmassen ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß - die durch die geradlinig oszillierende Bewegung der Kolbeneinheit (2) hervorgerufenen Massenkräfte und -momente zweiter und höherer Ordnung durch die 2freiheitsgradige sog. Kreuzschubkurbel nicht auftreten, - die Massenkräfte erster Ordnung durch Gegenmassen ausgeglichen werden können, wobei - diese Gegenmassen um 18Q" Kurbelwellenwinkel versetzt zu der Kolbeneinheit (2) von der Kurbelwelle (7) ebenfalls über die Kreuzschubkurbel angetrieben werden und wie die Kolbeneinheit (2) eine geradlinig hin- und hergehende Bewegung ausführen, - sich der Schwerpunkt aller zum Ausgleich der Massenkräfte erster Ordnung dienenden Gegenmassen in der gleichen Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) bewegt, - das Produkt der Massen mit dem zugehörigen Kurbel-bzw. Exzenterradius für die Kolbeneinheit (2) und die Ausgleichsmassen gleich ist, - die Massenmomente erster Ordnung durch die zuvor genannten Voraussetzungen nicht auftreten bzw. sich gegenseitig aufheben, - sich die Lage des Schwerpunktes der gesamten Arbeitsmaschine während des Betriebs theoretisch, insbesondere in vertikaler Richtung, nahezu nicht verändert. PATENT CLAIMS Working machine with complete compensation of the effects of masses Working machine with complete compensation of the mass effects, - in which the pistons (1) go back and forth in a straight line between work spaces, - their pistons (1) directly, and not via the crankshaft (7), fixed to one another or articulated to form a piston unit (2) are connected, - in which the rotating crankshaft (7) directly via a 2-degree of freedom Joint is connected to and from the reciprocating piston unit (2) is driven, - the internal combustion engine according to the 2- or 4-stroke process per machine unit (3) two directly interconnected pistons (1) as has a two-piston unit, - the internal combustion engine according to the 4-stroke process per machine unit (3) four each in an H-shaped or boxer arrangement directly with one another has connected piston (1) as a four-piston unit, - in which the machine units (3) behind and with each other via a correspondingly designed crankshaft (7) can be coupled, in which the rotating masses by appropriate, after known mass balancing method attached counterweights are balanced, thereby characterized in that - the linear oscillating movement of the piston unit (2) induced inertia forces and moments of the second and higher order the so-called cross-slide crank with 2 degrees of freedom does not occur - the Mass forces of the first order can be balanced by counter masses, whereby - these counterweights offset by 18Q "crankshaft angle to the piston unit (2) are also driven by the crankshaft (7) via the cross slide crank and how the piston unit (2) perform a straight back and forth movement, - the center of gravity of all serving to balance the first-order mass forces Counterweights in the same center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) moves, - the product of the masses with the associated crank or. Eccentric radius is the same for the piston unit (2) and the balancing masses, - the moments of inertia first order does not occur or itself due to the above-mentioned prerequisites cancel each other, - the position of the center of gravity of the entire working machine theoretically, especially in the vertical direction, almost not during operation changes. 2. Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmassen beidseitig der Kolbeneinheit (2) derart aufgeteilt und geführt werden, daß das Verhältnis der Gegenmassen (11) und (11') umgekehrt so groß wie das Verhältnis der Abstände der Gegenmassenschwerpunkte zur Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) ist.2. Working machine with complete compensation of the mass effects according to claim 1, characterized in that the counterweights on both sides of the piston unit (2) are divided and managed in such a way that the ratio of the counterweights (11) and (11 ') inversely as large as the ratio of the distances between the centers of gravity of the counter masses to the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2). 3. Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmassen (11) und (11') je zur Hälfte beidseitig der Kolbeneinheit (2) und symmetrisch zu dieser aufgeteilt und geführt werden.3. Working machine with complete compensation of the mass effects according to claim 1, characterized in that the counterweights (11) and (11 ') each to Half on both sides of the piston unit (2) and divided symmetrically to this and be guided. 4. Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Führung dienenden Teile der Gegenmassen als Führungskolben (13) beliebigen Querschnittes ausgebildet werden und gemeinsam mit den entsprechend im Querschnitt gestalteten Führungsbohrungen (14) eine Nebenaggregatsfunktion übernehmen, wie z. B. die einer Ölpumpe oder eines Luftkompressors.4. Working machine with complete compensation of the mass effects according to claim 1, characterized in that those serving for guidance Parts of the counterweights are designed as guide pistons (13) of any cross-section and together with the guide bores designed accordingly in cross-section (14) take on an ancillary equipment function, such as B. that of an oil pump or one Air compressor. 5. Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmassen zur Massen- und Festigkeitserhöhung miteinander verbunden sind.5. Working machine with complete compensation of the mass effects according to claim 1 and 2, characterized in that the balancing masses for mass and increase in strength are connected to one another. 6. Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmasse derart ausgebildet ist, daß sie nur von einem Kurbelzapfen (5') bzw. einer Exzenterscheibe (15) angetrieben wird und ihr Schwerpunkt sich in der Schwerpunktbewegungslinie (17) der Kolbeneinheit (2) gegenläufig zu dem Schwerpunkt dieser bewegt.6. Working machine with complete compensation of the mass effects according to claim 1, characterized in that the countermass is designed in such a way that that they are only driven by a crank pin (5 ') or an eccentric disk (15) and its center of gravity is in the center of gravity movement line (17) of the piston unit (2) moves in the opposite direction to the center of gravity of this. 7. Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwangen der Kolbeneinheit (2) gleichzeitig als Exzenterscheiben (15) zum Antrieb der Gegenmassen benutzt werden.7. Working machine with complete compensation of the mass effects according to claim 1, characterized in that the crank webs of the piston unit (2) can also be used as eccentric disks (15) to drive the counterweights.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009089596A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Raffaele, Michael, John Scotch yoke engine or pump

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