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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kurbelwellen- und Kolbenanordnung
für eine
Brennkraftmaschine, mit Mitteln zum Auswuchten für eine derartige Anordnung,
vorzugsweise in Parallel Twin Zylindermaschinen.
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Die
GB 2 057 061 lehrt die Verwendung
eines drehbaren ausgleichenden Anschlusses, der mit der Kurbelwelle
an einem diametral entgegen gesetzten Punkt mit dem Pleuellager
einer Pleuelstange mit dem Kolben verbunden ist. Der Ausgleichsanschluss
ist drehbar mit seinem entgegen gesetzten Ende mit der Kurbelwelle über einen
Führungsanschluss,
welcher drehbar verbunden mit einem festen Punkt an dem Motor ist,
verbunden. Die
GB 2 057 061 lehrt,
dass gewisse Beziehungen zwischen der Länge der Pleuelstange, die Abtrennung
des Pleuellagers hiervon und der Mittelpunkt der Rotation der Kurbelwelle,
die Abtrennung von dem Drehpunkt der Kurbelwellen des ausgleichenden
Anschlusses und der Mittelpunkt der Kurbelwelle und die Abtrennung der
Drehpunkte an den ausgleichenden Anschluss gegeben sein müssen. Insbesondere
vermerkt die Beschreibung des Patents, dass der beid seitige Drehpunkt
des Ausgleichsanschlusses und des Führungsanschlusses in der zentralen
Mitte des Schlages von dem Ausgleichsanschluss angeordnet sein sollte,
wobei der Drehpunkt hiervon eine feste Position in Relation zu dem
Mittelpunkt der Gravitation des Ausgleichsanschlusses, wie es in
dem älteren
Patent beschrieben worden ist, aufweist. Wie dem auch sei, die Kosten
für die
Herstellung einer Maschine, wie sie in der
GB 2 057 061 beschrieben worden ist,
sind relativ hoch aufgrund der Konstruktion des zusätzlichen
drehbaren Anschlusses und des Führungsanschlusses. Überdies
kann eine hinreichende Reduzierung der Maschinenvibrationen, die
bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Kurbelwelle und/oder eine
relativ weiche Betriebsgangart bei moderaten Umdrehungsgeschwindigkeiten
nicht zur Verfügung
gestellt werden.
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EP-A-77
634 beschreibt eine Kurbelwelle und eine Kolbenanordnung in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
Gegenstand der Erfindung ist es, zu verhindern oder wenigstens die
Probleme des Standes der Technik abzuschwächen. Eine Aufgabe ist es daher,
eine gut ausbalancierte Maschine zur Verfügung zu stellen.
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Die
Erfindung sieht eine Kurbelwellen- und Kolbenanordnung für Brennkraftmaschinen
vor, die Kurbelwellen- und Kolbenanordnung umfasst zwei Kolben,
die drehbar mit der Kurbelwelle über
Verbindungspleuel und zwei Ausgleichsmittel, wobei jedes Ausgleichsmittel
einen Ausgleichsarm und ein Ausgleichsmittel verfügt, das
mit dem Pleuel drehbar daran verbunden ist, an einem Ende des Ausgleichsarms
entfernt von den Ausgleichsmitteln Verbindungspleuel vorgesehen
sind, die drehbar verbunden mit dem Kurbelgehäuse sind und jeder Ausgleichsarm eine
Ausgleichsmasse vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausgleichsarm über ein relativ
massives Ende verfügt,
das die Masse der Ausgleichsmittel bildet und über einen relativ geringen
massives Ende verfügt,
wobei an dem relativ massiven Ende jeder Ausgleichsarm drehbar mit
den entsprechenden Ausgleichsmitteln der Pleuelstange verbunden
ist und der Ausgleichsarm eine Trägheit bereitstellt, die so
groß ist,
dass sie eine Kraft hervorruft, die im Wesentlichen gleich und entgegen
gesetzt zu der Kraft ist, die durch die Kolben erzeugt wird.
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Bevorzugt
sind die Kolben verbindenden Pleuelstangen und Ausgleichsmittel
verbindenden Pleuelstangen dem Kurbelgehäuse zugeordnet und mit jeweiligen
Drehachsen, die symmetrisch geneigt an sich gegenüber liegenden
Seiten der Längsachsen
der Kurbelwellen liegen.
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Die
Längsachsen
der Ausgleichsarme erstrecken sich im Wesentlichen in entgegen gesetzten Richtungen
und sind im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene durch die Rotationsachsen
der Kurbelwellen und den Mittelpunkt des Kolbens sobald sich der
Kolben im Wesentlichen in einer mittleren Arbeitsstellung befindet.
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Ferner
kann die zentrale Drehbewegung des Drehpunktes zwischen dem Ausgleichsarm
und den Ausgleichsmitteln verbindenden Pleuelstange zentral in dem
massiven Ende des Verbindungsarms angeordnet sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Anordnung umfassen zwei parallele Kolben, jeweils verbunden
durch eine Verbindungspleuelstange und ein Lager zur Kurbelwelle
hin. Bevorzugter weise wird ein Ausgleichsarm für jeweils einen Kolben vorgesehen.
Noch wünschenswerter
ist es, dass die Ausgleichsarme sich im Wesentlichen sich in entgegen
gesetzten Richtungen erstrecken, entfernt von einander zu deren
betreffenden Verbindungspleuelstangen.
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In
einer Ausführungsform
teilen sich die Verbindungspleuelstangen der Ausgleichsmittel für eine Zweikolbenmaschine
teilen sich an der Kurbelwelle eine koaxiale Rotationsachse. Auch
können
die Verbindungspleuelstangen jeweils rechteckig versetzt zu einander
angeordnet sein. Die Gradzahl der rechteckigen Versetzung. ist vorzugsweise
kleiner oder gleich 10° und
noch wünschenswerter
ist eine Abweichung von 3°,
sobald die Kolben äußerst radial
beansprucht werden.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
wird ein Winkel für
einen Kolben in radialer äußerer Beanspruchung
zwischen der mittleren Achse des Kolbens und der Längsachse
des Ausgleichsarms vorgelegt, wobei der Winkel vorzugsweise gleich
oder kleiner als 90° ist.
Besonders bevorzugt ist ein Winkel der größer als 45° ist und zwischen 50 bis 75° liegen kann.
Wenn der Kolben sich in einer mittleren Position über der
gesamten Hublänge
des Kolbens befindet, befinden sich die Ausgleichsarme vorzugsweise
horizontal oder gegenwärtig
im Wesentlichen in einem rechten Winkel zwischen der Längsachse
des Ausgleichsarms und der Achse zwischen dem Ausgleichsarmdrehpunkt
mit dem verbindenden Pleuel und dem Mittelpunkt der sich drehenden
Kurbelwelle.
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Die
Ausgleichsmittel und Kolben können
entlang der Kurbelwelle beliebig angeordnet sein. In einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung allerdings umfasst die Kurbelwelle in axialer Richtung
einen ersten Kolben, zwei Ausgleichsmittel und einen zweiten Kolben,
der entlang der Kurbelwelle angeordnet ist. Vorzugsweise sind jeder
der Kolben und die Ausgleichs mittel durch ein Kurbelnetz jeweils
von ihren entsprechenden Nachbarn getrennt, wobei jedes drehbar
verbunden mit einem Lager ist. Vorzugsweise wird ein zentrales Hauptlager
entlang der zentralen Achse der Kurbelwelle symmetrisch zwischen
zwei Paaren verwendet, wobei jedes Paar einen der Kolben und eines
der Ausgleichsmittel umfasst. Nützlicher
weise blockiert dies die Krümmung der
Kurbelwelle und umgeht so erforderliche Ausgleichskräfte.
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Nützlicherweise
eine Krümmung
der Kurbelwellen verhindert und es werden Kräfte, die außerhalb eines Ausgleichs liegen
würden,
vermieden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird ein Ausgleichsarm für
eine ausgeglichene Kurbelwellen – Kolbenanordnung in Brennkraftmaschinen
zur Verfügung
gestellt, wobei ein kleines Ende mit einem Verbindungsarm zu einem
massiven Ende verbunden ist, das an einem Verbindungspleuel zur
Verbindung der Kurbelwellenanordnung verbunden ist. Zur Sicherstellung
von Schmierflüssigkeiten
der Lager sind bevorzugte Mittel in den massiven Enden vorgesehen.
Ferner ist eine Verlängerung
am kleineren Ende vorgesehen, das so ausgebildet sein kann, dass
sie beispielsweise eine Pumpe oder einen Kompressor antreiben kann.
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Ausführungsformen
von der Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen und im Bezug
auf den beiliegen Zeichnungen beschrieben:
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1 ist
ein Seitenaufrissblick einer ersten Ausführungsform der Kurbelwelle
Twin Kolbenanordnung gemäß der Erfindung;
die
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2 und 3 sind
Aufrissdarstellungen mit verschiedenen Sichtpunkten in Hubstellung der Anordnung,
wie sie in der 1 dargestellt ist;
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4 ist
eine Draufsicht von unten, nach den Anordnungen wie sie in den 1, 2 und 3 dargestellt
sind; die
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5 und 6 sind
Ansichten der Ausgleichsarme gemäß der Erfindung;
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7 ist
ein Seitenaufriss einer zweiten Ausführungsform der Kurbelwellen-Kolbenanordnung
für eine
Einzylindermaschine gemäß der Erfindung;
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8 ist
ein Seitenaufriss einer dritten Ausführungsform der Kurbelwellen-Twin-Kolbenanordnung gemäß der Erfindung;
die
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9 ist
eine Vorderansicht von hinten gemäß der Anordnung, wie sie in 8 dargestellt
ist; die
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10 ist
ein Seitenaufriss der Ausführungsform
einer Kurbelwellen- und Twin-Kolbenanordnung, die nicht Teil der
Erfindung ist; die
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11 ist
eine Vorderansicht von hinten nach der Anordnung, wie sie in 10 dargestellt
ist; die
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12 ist
eine Seitenaufrissdarstellung der Ausführungsform einer Kurbelwellen-
und Twin-Kolbenanordnung, die nicht Teil der Erfindung ist; die
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13 und 14 sind
Vorderansichten von hinten aus unterschiedlichen Perspektiven in
der Hubstellung nach der Anordnung, wie sie in 12 dargestellt
ist; und die
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15, 16 und 17 sind
Seiten-, Drauf- und Querschnittdarstellungen des Seitenaufrisses
eines Ausgleichsarms, nicht gemäß der Erfindung.
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Entsprechend
der 1, die einen Kolben und eine Kurbelwellenanordnung 10 gemäß der Erfindung
zeigt, umfasst ein paar Kolben 12, die parallel zueinander
angeordnet sind und axial versetzt entlang der Kurbelwelle 18 sind.
Jeder Kolben 12 ist mit der Kurbelwelle 18 über eine
Pleuelstange 14 verbunden, welche drehbar mit einem Paar
Kurbelwangen 20 und einem Lager 16 verbunden ist.
Ein zentrales Hauptlager 22 ist zwischen einem Paar Kurbelwangen 20 und
der zentralen Anordnung, wie sie in der 1 dargestellt
ist, vorgesehen.
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Zusätzlich umfasst
die Anordnung 10 ein Paar von Ausgleichsmitteln 24,
die an jeder Seite des Hauptlagers 22 angeordnet sind.
Jedes Ausgleichsmittel 24 umfasst eine Verbindungspleuelstange 26, die
drehbar an ein paar von Kurbelwangen 20 und dem Lager 28 verbunden
ist. Das Ende einer jeden Verbindungspleuelstange 26 entfernt
von der Kurbelwelle 18 ist verbunden mit dem Lager 30 und
somit mit einem Ausgleichsarm 32.
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Gemäß den 2, 3 und 4 kann entnommen
werden, dass die Ausgleichsarme 32a und 32b im
Wesentlichen bevorzugt identisch und in einem bevorzugten Abstand
von ihren jeweiligen Verbindungspleuelstangen 26a und 26b im
Wesentlichen entgegen gesetzten Richtungen sich befinden. Jeder
Ausgleichsarm 32a, b ist mit dem Kurbel gehäuse (oder
einem fixen Punkt) über
das Lager 34 verbunden, um eine Drehbewegung zu ermöglichen, was
aus dem Vergleich mit den 2 und 3 entnommen
werden kann. Diese Figuren zeigen einen schematischen Schnitt durch
eine Zylinderwand W, wobei ein Kolben 12 in seiner höchsten Position
innerhalb seiner Hubhöhe
dargestellt ist, wobei die Drehachse B und das Lager 16 mit
der Kurbelwelle 18 auch am höchsten ist und eine annähernd mittlere Hubposition
in der die Achse B horizontal in der Linie mit der zentralen Längsachse
C der Kurbelwelle sich befindet.
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In
der Anordnung wie sie in den 1 bis 4 dargestellt
ist, ist die Position der Drehachse F des Drehpunktes 34 bevorzugt
vertikal höher
als die Drehachse E zwischen den Ausgleichsarmen 32 und den
Verbindungspleuelstangen 26 angeordnet, sobald die Kolben
sich in den Positionen befinden, wie sie in der 2 dargestellt
sind. Ein Winkel G kann zwischen der Längsachse und dem Ausgleichsarm 32 festgelegt
werden, und eine Achse läuft
durch die Punkte A und C, wie sie in der 2 dargestellt
sind, in anderen Worten durch eine zentrale Achse des Kolbens. Dieser
Winkel beträgt
75° sobald
sich der Kolben in seiner höchsten
Hubstellung befindet. Der Winkel G' kann als eine Vergrößerung der Mittelhubstellung,
wie sie in der 3 dargestellt ist, betrachtet
werden, wobei G' annähernd 90° beträgt. Naturgemäß ist in
der untersten Position am Ende des Hubweges der Kolben 12,
der Winkel G 105°.
Idealerweise sind die Ausgleichsarme 32 so lang wie möglich, um
den Winkel G so dicht als möglich
bei 90° entlang
der gesamten Hubstrecke des Kolbens zu halten. Gleichwohl sorgt
die Ausführungsform,
wie sie in den 1 bis 4 dargestellt
ist für
eine ausgezeichnete Reduktion der Vibrationen und weist obendrein
noch den Vorteil einer kompakten Bauweise auf. In der bevorzugten
Ausführungsform
befindet sich die Achse F auf halbem Weg nach unten entlang des
Hubweges der Ausgleichspleuelstange 26, was in der Ausführungsform
nach 3 dargestellt ist.
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Bezug
nehmend auf die Darstellung gemäß 2 kann
gesehen werden, dass sich die bevorzugten Verbindungspleuelstangen 26a und 26b der Ausgleichsmittel
an der Kurbelwelle dieselbe Rotationsachse D teilen aber die Verbindungspleuelstangen
rechtwinklig durch einen Winkel H versetzt von einander angeordnet
sind. Der Winkel H ist idealer weise nahezu Null, vorzugsweise beträgt er 3° in der Konfiguration,
wie sie in der 2 dargestellt ist. Aus der 2 kann
ebenfalls gesehen werden, dass die Ausgleichsarme 32 vorzugsweise
Aussparungen 36 umfassen. Eine größere Detailgenauigkeit der
bevorzugten Ausführungsformen
der Ausgleichsarme 32 wird in den 5 und 6 gegeben.
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Gemäß den 5 und 6 umfassen
die Ausgleichsarme 32 ein kleineres Ende 38, das
einen Durchlass 40 umfasst, der die Verbindung zu dem Lager 34 ermöglicht.
Der Arm 42 verlängert
das kleinere Ende 38 und das massive Ende 44.
Der Arm 42 umfasst einen Aussparungsbereich 36,
um die strukturelle Stabilität
bei einem Minimum von Gewicht in diesem Bereich zu gewährleisten.
Das massive Ende 44 ist gegabelt, um zwei Arme 44a und 44b zur
Verfügung
zu stellen. Jeder Arm umfasst eine Bohrung 46, um in ein
Lager 30 einzugreifen, um dadurch die Verbindung mit den
Verbindungspleuelstangen 26 zu ermöglichen.
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Wie
in der 5 dargestellt, ist ein Ölweg vorgesehen, um Schmierstoffe
in die Bohrungen 46 in den massiven Enden 44 zu
bringen. Der Ölweg umfasst
Bohrungen 35 und Zapfen 37, die zusammen arbeiten,
um die Schmierstoffen von der Bohrung 40 in das kleinere
Ende 38 durch den Arm 42 des massiven Endes 44 zu
leiten.
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Wie
in der 7 dargestellt, ist eine zweite Ausführungsform
nach der Erfindung vorgesehen. Hierbei ist die Kurbelwellen- und
Kolbenanordnung 60 gezeigt und umfasst einen einzelnen
Kolben 62. Der Kolben 62 ist über eine Verbindungspleuelstange 64 mit
der Welle 70 über
das Lager 66 verbunden. Vier Kurbelwellenwangen 78 sind
versetzt entlang des Schaftes 70 der Kurbelwelle angeordnet.
Ein Paar von Ausgleichsmitteln 74 ist ebenfalls vorgesehen,
wie es in der Aufrissdarstellung gemäß der Ausführungsform 60 in identischer
Weise in der 2 und 3 dargestellt
und für
eine Zweikolbenanordnung gezeigt ist. Die Ausführungsform 60 ist
so konfiguriert, wie sie in 7 dargestellt
ist, wobei eine Wangenplatte 87 versetzt an jeder Seite
einer Verbindungspleuelstange 76 von einem jeden Ausgleichsmittel
angeordnet ist. Die axialen zentrierten Paare der Wangenplatten 87 sind
mit den Verbindungspleuelstangen 64 des Kolbens 62 verbunden.
Die Ausgleichsmittel umfassen ein Paar von Verbindungspleuelstangen 76,
welche im Wesentlichen identisch mit den Verbindungspleuelstangen 64 sind.
Des Weiteren umfassen die Ausgleichsmittel 74 ein Paar
von Ausgleichsarmen 80, die drehbar an ihren massiven Enden 94 mit
dem Ende der Verbindungspleuelstange 76 und dem Punkt des
gegenüber
liegenden Endes der Achse F in dem kleineren Ende 88 (nicht
dargestellt) verbunden sind. Der Winkel G, wie in 2 dargestellt,
ist bevorzugt für
eine zweizylindrige Ausführung
50°. Aus
der 7 kann gesehen werden, dass die Verbindungspleuelstangen 76 und 64 im Wesentlichen
identisch sind.
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Nützlicherweise
ist das Verhältnis
der Länge L
zwischen den Achsen A und B (der Abstand zwischen dem Mittelpunkt
der Verbindungspleuelstange 14) in den Ausführungsbeispielen,
wie sie oben beschrieben und in der 2 dargestellt
sind, zu der Entfernung R zwischen der Achsen B und C von der die
Kolben verbindenden Pleuelstange und der Kurbelwelle (oder Kurbelwellenhebel)
kann 3,5 mal und vorzugsweise in einer Entfernung von 2,5 bis 4,5
mal oder noch mehr bevorzugt 3 bis 4 mal deren Länge betragen. Dasselbe L:R-Verhältnis ist
für die
dargestellten Ausgleichsmittel möglich,
wobei L den Abstand zwischen den Achsen A und D angibt und R den
Abstand zwischen den Achsen C und D angibt. Aufgrund der ausgezeichneten
Ausgleichscharakteristika der Maschine ist es möglich, das L:R-Verhältnis zu
minimieren und aufgrund dessen die gesamte Bauhöhe der Maschine so klein wie
möglich
zu halten. Nebenbei ist es möglich,
die Gesamthöhe
der Maschine zu reduzieren unter Aufrechterhaltung gleicher L:R-Verhältnisse
von den Kolben und Ausgleichsmitteln allerdings unter Verwendung
von Ausgleichsmitteln, die mit den Verbindungspleuelstangen 26 in
verkürzter
Form verwendet werden als die Hauptverbindungspleuelstangen 14.
Die Verbindungspleuelstangen 26 können drehbar an die Kurbelwelle
angeordnet sein, wobei diese einen kleineren Hub als der Kolben
aufweist. Mit anderen Worten ist der Abstand D nach C, wie er in 2 dargestellt ist,
kann 0,2 bis 1 mal des Abstandes C nach B für den Kolben betragen. Dort
wo die Hübe
nicht gleich sind, ist die Masse des massiven Endes des Ausgleichsarms 32 bevorzugt
dementsprechend angepasst und wenn beispielsweise der Ausgleichsmittelhub
die Hälfte
des Kolbens beträgt
dann sollte die rotierende Massenträgheit des Ausgleichsarms 32 verdoppelt
sein.
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Ein
weiterer Vorteil der Ausführungsform, wie
sie in den 1 bis 4 dargestellt
ist, ist dass das zentrale Hauptlager 22 in Verbindung
mit den Ausgleichsmitteln 24 die Stabilität der Kurbelwelle 18 unterstützt und
dadurch ein Durchbiegen der Kurbelwelle um die verschiedenen Lager
verhindert. Jede Art von Verbiegungen würde es den verschiedenen Komponenten
erlauben, sich zu bewegen, was zu einer Verdrehung führen würde, die
wiederum sich in Vibrationen äußern würden.
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Vorteilhafterweise
ist eine Parallelzweizylindermaschine gemäß der Erfindung in Bezug auf
die Größe, das
Gewicht und die Kosten als vorteilhafter zu betrachten als bei bekannten
Systemen. Nebenbei wird ein sehr hoher Grad an Massenausgleich erreicht,
was wiederum sehr hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten der Kurbelwelle 18 ermöglicht.
Eine Zweizylindermaschine gemäß der Erfindung
ermöglicht
es, die Verwendung dieser Maschine anstelle einer Vierzylindermaschine
in bestimmten Anwendungen.
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Bezug
nehmend auf die 8 und 9, die eine
weitere Ausführungsform
der Kurbelwelle und der Kolbenanordnung 110 darstellen
und in Übereinstimmung
mit der Erfindung zu betrachten sind. In dieser Ausführungsform
von einer Zweikolbenanordnung sind die Ausgleichsmittel 124 auf
der gleichen Seite der Kurbelwelle 118, wie die Kolben 112 vorgesehen.
Ansonsten ist die Ausführungsform mit
den in den 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsformen,
und dem entsprechend werden dieselben zwei Bezugszeichen verwendet,
wobei eine Voranstellung mit einer 110 vorgesehen ist,
die für
gleiche Teile verwendet wird.
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Wie
es aus der 9 zu entnehmen ist, kann die
Größe für L und
R der Ausgleichsmittel kleiner sein als die der Verbindungspleuelstange 114.
Dennoch ist in diesem Ausführungsbeispiel
das L:R-Verhältnis
der Ausgleichsmittel verbindenden Pleuelstange 126 und
der Kolben verbindenden Pleuelstange 15 114 im Wesentlichen
gleich.
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Die
Ausgleichsarme 130 umfassen ein massives Ende, das die
Ausgleichsmittel mit der Pleuelstange 126 verbindet. Das
gegenüber
liegende Ende ist drehbar verbunden an einem festen Punkt in der Maschine.
Die Ausgleichsarme 130 stellen vorzugsweise eine Trägheitsmasse
zur Verfügung,
die 20 eine Kraft entwickelt, die gleich und entgegen gesetzt zu
der Kraft ist, die durch den Kolben 112 erzeugt wird.
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In
dieser Ausführungsform
wird das Ausgleichsmittel in vorteilhafter weise frei von dem Ölsumpf gehalten,
was die Möglichkeit
der Bildung von Ölschaum
vermindert und somit dem damit verbundenen Widerstand. Auch könnte die
Bauhöhe über alles
für diese
Maschine, wie sie in den 1 bis 4 dargestellt
ist, verringert werden. Eine Ausführungsform einer Zweikolbenanordnung 210,
die nicht in Übereinstimmung
mit der Erfindung steht, ist in den 10 und 11 dargestellt.
Diese Anordnung verwendet im Wesentlichen gleiche Komponenten, wie
sie in den früheren
Ausführungsformen
beschrieben worden sind. Ebenfalls werden die gleichen zwei Bezugszeichennummern
verwendet, wobei diesen Bezugszeichen eine 2 vorangestellt ist,
um so die vorher beschriebenen Komponenten zu bezeichnen. Diese
Ausführungsform
und die weiteren Ausführungsformen,
wie sie in den 12 bis 14 dargestellt
sind, umfassen die Ausgleichsmittel 224 und 324 eine
Ausgleichsmasse 250 und 350, die direkt mit der
Kurbelwellenwange 220 und 320 drehbar verbunden
ist. Die Ausgleichsmasse 250 oder 350 wird durch
ein Führungsglied 251 oder 351 geführt, das eine
rela tiv kleine Masse aufweist, bezüglich dieser zwei Ausführungsformen.
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Die
Ausgleichsmassen
250 und
350 sind durch ein Hauptlager
222 und
322 voneinander
getrennt. Die Ausgleichsmassen können
so ausgebildet sein, dass konventionelles Design der Verbindungspleuelstangen
verwendet werden kann, um die Ausgleichmasse mit der Kurbelwelle
zu verbinden, allerdings können
diese einen Anteil einer größeren Masse
umfassen als im Vergleich zu dem verbindenden Pleuelstangen, wie
sie in der
11 entnommen werden kann. Es
hat sich herausgestellt, dass ohne dieses extra Hauptlager, die
Kurbelwelle fliehen kann. Dies verursacht Vibrationen und möglicherweise
einen Katastrophen gleichen Betriebsausfall. Vorzugsweise reduziert
das zentrale Hauptlager die Vibrationen und verbessert so die Haltbarkeit
der Komponenten. Zusätzlich
ist das Design der zwei Verbindungen
250 und
251 frei
von den Beschränkungen, wie
sie in der
GB 2 057 061 beschrieben
sind.
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Die 12, 13 und 14 zeigen
eine weitere Ausführungsform,
die nicht Gegenstand der Erfindung ist, aber gleichartig zu dieser,
wie in den 10 und 11, dargestellt
ist, außer
dass das Ausgleichsmittel 324 an der selben Seite der Kurbelwelle 318 angeordnet
ist, genauso wie die Kolben 312 und die Verbindungspleuelstangen 314.
Vorteilhafterweise ist das Ausgleichsmittel frei von einem Ölsumpf gehalten
worden, dadurch reduziert sich die Durchdringung mit Luft genauso
wie der Widerstand. Außerdem
kann die Bauhöhe über alles
dieser Maschine verringert werden. Das Ende des Ausgleichsgewichts 350 und
die Unterseite des Kolbens 312 können so geformt sein, dass
sie eine gewisse Länge des
Gewichts 350 um eine gewisse Aufrechterhaltung des Abstands zwi schen
den beiden, wie man es aus der 14 entnehmen
kann, zu verwenden.
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Vorzugsweise
können
dichte Materialien, wie beispielsweise Wolfram, verwendet werden,
um den Ausgleichsarm zu verstärken,
aber es gleichzeitig zu ermöglichen,
den Arm über
die Gesamtlänge
weniger massiv zu gestalten, das ist deshalb so, weil ein Bereich
von dichterem Material in dem massiven Ende eingearbeitet werden
kann, um eine hohe Ausgleichskraft an dem Ausgleichsmittel verbindenden Pleuelstange
zu erzielen. Eine vergleichbare Anordnung ist in den 15, 16 und 17 dargestellt,
wobei das massiven Ende 44c und der Ausgleichsarm 32c einen
Bereich oder einen Zapfen 45 aus einem Material, wie beispielsweise
Wolfram, umfassen, der eine höhere
Dichte aufweist als der Rest des Arms. Diese Anordnung hat das Zentrum
der Masse von dem massiven Ende außerhalb der drehbaren Achse
durch den Durchlass 46c angeordnet. Das Zentrum der Masse
des gesamten Ausgleichsarms wird auch entlang der Längsachse
AC des Armes 32c bewegt und unter Umständen hinter die drehbare Achse
an dem massiven Ende. Als Ergebnis kann dadurch erreicht werden,
dass das massive Ende asymmetrisch ausgeführt werden kann, wie dargestellt.
In dieser Ausführungsform
des Arms 32c ist ein Zylinder oder ein Zapfen 45c aus
dichterem Material, wie beispielsweise Wolfram oder Blei, eingelassen
in einen Durchlass 43c, der durch das massive Ende 44c geführt ist.
Einen festen Kraftschlüssigen
Halt kann durch einen Rand im Durchlass an dem Zapfen 45c ausgeübt werden.
Alternativ können zusammen
arbeitende Haltemittel, wie etwa Bolzen und Gewindebohrungen, vorgesehen
sein, um den Sicherungszapfen 45c in seiner Einbaulage
zu halten. Bauteile für
den gleichen Ausgleichsarm 32, wie er in den 5 und 6 dargestellt
ist, sind selbstverständlich mit
den gleichen zwei Bezugszeichen versehen und die Bezugszeichennummer
ist mit dem Anhang c versehen. Allerdings werden in dieser Ausführungsform
es der verbindenden Pleuelstange (26c nicht dargestellt)
es ermöglicht
schwingende Bewegungen zuzulassen, die drehbar an dem Durchlass 46c der
Ausnehmung an dem Durchlass vorgesehen sind, zu ermöglichen.
In dieser Ausführungsform
erstreckt sich ein Durchlass 37c durch den Arm 32c und
wird durch einen ersten Rand 37d an der Seite eines zweiten
Randes 37e an der anderen Seite des Arms 32c bestimmt.
Der erste Rand 37c bestimmt einen größeren Durchlass als der kleinere Rand 37e.
Die Durchbohrung 37c verläuft konisch erweitert auswärts gerichtet
von dem Rand 37e nach 37d. Dies ermöglicht die
Schwingungsbewegungen der verbindenden Pleuelstange, die sich hinter
dem Rand 37d bis zu der Kurbelwelle geführt ist.
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In
einer anderen bevorzugten Form ist das noch massivere Material als
eine Brücke
ausgebildet, die gabelig quer über
das massive Ende des Ausgleichsarms führt.
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In
einer anderen Abwandlung kann das kleinere Ende eine Erweiterung
beispielsweise als ein Arm ausgebildet sein, der sich von dem Drehpunkt der
Maschine entfernt erstreckt. Die Erweiterung kann als ein Stellglied
verwendet werden, um die schwingenden Bewegungen zum Antrieb eines
Kompressors oder einer Pumpe zu ermöglichen (beispielsweise für Wasser, Öl oder Luft.
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In
jeder der Zweizylinderanordnungen dieser Erfindung können die
Kolben außerhalb
der Phase von 180°,
mit anderen Worten ein 180° Paralleltwin gefahren
werden. Die Ausgleichsmittel für
jeden Kolben werden selbstverständlich
auch hierfür
180° außerhalb
der Phase zu einander laufen.