DE4217633C1

DE4217633C1 - Balance weights for IC engine - has weights mounted on eccentric ball-races on either side of each crank

Info

Publication number: DE4217633C1
Application number: DE19924217633
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 7050 Waiblingen De Noltemeyer
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2012-05-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Massenausgleichsvorrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesondere mehrzylindrige Hubkolbenmo toren, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege benen Merkmalen.

Zum weitgehenden Ausgleich oszillierender Massenkräfte sind überlicherweise an der Kurbelwelle angeschmiedete oder ange schraubte Gegengewichte vorgesehen. Mit Maßnahmen dieser Art ist aber ein vollständiger Ausgleich von Massen nicht möglich; es wirken immer noch oszillierende Massenkräfte in die Kurbel wellenlagerung und in das Kurbelgehäuse.

Eine weitere Ausführung zum Ausgleich oszillierender Massen kräfte ist aus der DE-PS 7 42 776 bekannt. Die Kurbelwelle ist mit Exzentern versehen, auf denen Exzenterscheiben gelagert sind, die ihrerseits in einem die Exzenterscheibe umschließen den Ausgleichsgewicht gleiten. Dieses Ausgleichsgewicht ist durch eine zylinderachsparallele Führung am Kurbelgehause ge führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen an der gattungsgemäßen Massenausgleichsvorrichtung vorzusehen, die eine Verringerung des Bauaufwandes und der Reibleistung bei vollständigem Ausgleich der oszillierenden Massen ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan spruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die besondere Ausbildung der Exzenterscheiben ist die Anordnung eines die Exzenterscheibe umfassenden Hubkörpers zur Bildung der Ausgleichsmasse überflussig, der Bauaufwand ist somit erheblich vereinfacht. Außerdem ergeben sich durch die taumelde Lagerung der als Lagerfläche ausgebildeten Kreisbo genabschnitte an der zylinderachsparallelen Führung minimale Reibleistungen.

In den Unteransprüchen sind noch forderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Kurbeltrieb mit Massenaus gleichsvorrichtung im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Kurbeltrieb.

In Fig. 1 ist der Kurbeltrieb 1 eines mehrzylindrigen Hubkol benmotors 2 gezeigt, bei dem im einzelnen eine Kurbelwelle mit 3, Kurbelzapfen mit 4, Pleuel mit 5 und in den Zylindern 6 ge fuhrte Hubkolben mit 7 bezeichnet sind.

An jeder der beiden Wangen 8, 9 der Kurbelwelle 3 ist anstelle des üblichen Gegengewichtes je ein Exzenter 10, 11 mit dem Durchmesser d₂, dem Mittelpunkt bzw. der Exzenterachse e₂ im Abstand r₂ vom Kurbelwellenmittelpunkt bzw. von der Kurbelwel lenachse KW und 180° gegenüber dem Mittelpunkt bzw. der Kur belzapfenachse e₁ angeordnet.

Auf jedem der beiden Exzenter 10, 11 ist ein Ausgleichsgewicht 12, 13 um die Exzenterachse e₂ drehbar gelagert. Die Masse eines Ausgleichsgewichtes 12, 13 ist in dem Schwerpunkt S₂ vereinigt, der von der Exzenterachse e₂ den Abstand 1 ₂ aufweist. Ihre Größe beträgt jeweils 0,5×r₁/r₂×m_0,1 und entspricht der oszillierenden Gegenmasse. Das Verhältnis r₂/1₂ = λ stimmt mit dem Verhältnis r₁/ 1₁ überein. r₁ bedeuten Kurbelradius und 1₁ die Pleuelstangenlänge.

Am Kurbelgehäuse 14 ist eine dem jeweiligen Ausgleichsgewicht zugeordnete zylinderachsparallele Führung vorgesehen, die durch vom Kurbelgehäuse 14 einwärts ragende Gleitflanken 15, 16 ge bildet sind. Die Gleitflanken 15, 16 sind durch einen Anguß 17 (Fig. 2, linke Hälfte) oder durch Verschraubung 18 (Fig. 2, rechte Hälfte) mit dem Kurbelgehäuse 14 verbunden.

An diesen Gleitflanken 15, 16 ist ein Ausgleichsgewicht 12 mit seinen diametral gegenüberliegenden Kreisbogenabschnitten 19, 20 mit dem Durchmesser D₂ geführt. Der Mittelpunkt der Kreis bogenabschnitte 19, 20 ist zugleich Schwerpunkt S₂, welcher sich beim Bewegungsablauf infolge der durch die Gleitflanken 15, 16 gebildeten Geradführung stets auf der Zylindermittel ebene Z_e bewegt.

Durch die besondere Art der Lagerung macht das Ausgleichsge wicht neben einer Hub- auch eine Schwenkbewegung. Es führt so mit in der Geradführung Taumelbewegungen aus.

Beide Kurbelwellenlager 21, 22 bleiben massenkraftfrei. Die Ausgleichsmasse für die rotierenden Massen ist nach den be kannten Regeln im Mittelpunkt e₂ des Exzenterpaares 10, 11 vereinigt.

Die beim Bewegungsablauf auftretende Seitenkraft F_N wird von den Gleitflanken 15, 16 aufgenommen.

Zwischen dem jeweiligen Ausgleichsgewicht 12, 13, das einteilig ausgebildet ist, und dem Exzenter 10, 11 können Wälzlager 23 oder Gleitlager mit geteilten Lagerschalen angeordnet sein, so daß sich eine einfache Montage ergibt.

Da in den Totpunkten die Seitenkraft F_N die Richtung von einer Gleitflanke auf die andere wechselt, kann zur Gerauschminderung eine Isoliereinlage 24 vorgesehen sein, wie es beispielhaft in Fig. 2, rechte Hälfte dargestellt ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen, nämlich auf den Wangen der Kurbelwelle drehbar angelenkte Ausgleichsgewichte vorzusehen, deren Schwerpunkt durch Geradführung in der Zylindermittelebene gehalten wird, bewirken in jeder Zylinderebene einen vollstan digen Ausgleich der oszillierenden Massen aller Ordnungen. Kurbelwellenlager und Kürbelgehause bleiben massekraftfrei und Momente entstehen nicht.

Claims

1. Massenausgleichsvorrichtung für Verbrennungsmotoren, ins besondere mehrzylindrige Hubkolbenmotoren, bei denen Aus gleichsmassen die Massenkräfte des Hubkolbens und der Pleuel stange ausgleichen, mit Exzentern ausgebildeter Kurbelwelle und auf diesen Exzentern gelagerten Exzenterscheiben, die die Be wegung von den Exzentern auf die zylinderachsparallel geführten Ausgleichsmassen übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmassen allein durch die Exzenterscheiben (12, 13) gebildet sind, welche diametral gegenüberliegende Kreisbogenabschnitte (19, 20) als einzige Lagerfläche mit einem gemeinsamen Mittelpunkt aufweisen und in der zylinderachsparallelen Führung taumelnd gelagert sind.

2. Massenausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Mittelpunkt der Kreisbogenabschnitte (19, 20) zugleich Schwerpunkt S₂ der Exzenterscheibe (12, 13) ist.

3. Massenausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderachsparallele Führung durch vom Kurbelgehäuse (14) abragende Gleitflanken (15, 16) gebildet ist, die unterhalb der Kurbelwellenachse KW liegen.

4. Massenausgleichsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflanken (15, 16) durch einen Anguß (17) oder durch Verschraubung (18) mit dem Kurbelgehäuse (14) verbunden sind.

5. Massenausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Exzenterscheibe (12, 13) einteilig ausgebildet ist.