DE739696C

DE739696C - Kolbenmaschine mit je zwei nebeneinanderliegenden und synchron laufenden Kurbelwellen

Info

Publication number: DE739696C
Application number: DER110281D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Viktor Rembold
Original assignee: VIKTOR REMBOLD DR ING
Current assignee: VIKTOR REMBOLD DR ING
Priority date: 1941-06-10
Filing date: 1941-06-10
Publication date: 1943-10-02

Description

Kolbenmaschine mit je zwei nebeneinanderlie@enden und synchron laufenden Kurbelwellen Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine mit je zwei nebeneinanderliegenden und synchron laufenden Kurbelwellen, deren Zylinderachsen senkrecht oder annähernd senkrecht zur Ebene der beiden Kurbelwellen-.-achsen stehen, bei welcher die Kräfte der exzentrisch umlaufenden Massen durch Gegengewichte ausgeglichen sind.
Bei Maschinen mit wenig Kurbeln läßt sich oft ein brauchbarer Massenausgleich, d. h. Ausgleich der Kräfte und Momente, herrührend von der Beschleunigung der Triebwerksteile, nicht Berneichen. Bei schnell laufenden Kolbenmaschinen, wie Schiffsmaschinen, die etwa über Zahnradgetriebe auf eine langsam laufende Welle (Schraubenwelle) arbeiten, spielt aber der Massenausgleich eine große Rolle. Es muß ferner auch ein nicht zu ungleichmäßiges Drehmoment in jeder Kurbelwelle verlangt werden, da sonst ein ruhiger Antrieb und eine Haltbarkeit des Zahnradgetriebes nicht erreicht wird. Insbesondere darf das Drehmoment jeder Welle nicht negativ werden. Es ist bereits bekannt, die exzentrisch umlaufenden Teile der Kurbelwelle, das Pleuelstangenlager und den unteren Teil der Pleuelstange, soweit dieser als umlaufend zu betrachten ist, durch Gegengewichte auszugleichen. Ebenso lassen sich die hin und her gehenden Teile, wie Kolben, Kolbenstange, Kreuzkopf und der obere Teil der Pleuelstange, durch vergrößerte Gegengewichte ausgleichen. Dadurch wird ein vollständiger Ausgleich I. Ordnung in Richtung der Zylinderachse erreicht. Es treten aber dann Kräfte an jeder Kurbel auf, die senkrecht zur Zylinderachse wirken und die ebenso groß sind wie die Kräfte, die ohne diesen Ausgleich in Richtung der Zylinderachse wirken würden. Durch diese Maßnahme allein ist also ein vollständiger Ausgleich I. Ordnung in beiden Richtungen nicht zu erreichen.
Bei Maschinen mit zwei nebeneinanderliegenden Wellen hat man bereits vorgeschlagen, die gegenüberliegenden Kurbeln jeder Welle um i8o° zu versetzen. Bei Kolbenmaschinen mit zwei parallelen Kurbelwellen, bei denen die Mittellinien der beiden Kolben, die auf die gegenüberliegenden Kurbeln der beiden Kurbelwellen arbeiten, zusammenfallen und in der Ebene der beiden Kurbelwellen liegen, kann ein vollständiger Massenausgleich erreicht werden. Dabei werden die Kräfte der hin und her gehenden Massen durch die Gegenläufigkeit der Kolben und die exzentrisch umlaufenden Massen durch Gegengewichte an den Kurbelwellen ausgeglichen. Dieser Ausgleich ist aber nicht auf Maschinen übertragbar, bei denen die Zylinder parallel nebeneinander stehen und die Zylinderachsen also nicht zusammenfallen, weil bei solchen Maschinen die Momente der hin und her gehenden Massen nicht durch die Gegenläufigkeit der Kolben auszugleichen sind.
Die Erfindung betrifft nun die Verbindung mehrerer an sich bekannter Maßnahmen bei Kolbenmaschinen der eingangs erwähnten Gattung. Erfindungsgemäß werden die gegenüberliegenden Kurbeln beider Wellen um i80° versetzt und gleichzeitig die Massenkräfte I. Ordnung der hin und her gehenden Triebwerksteile (Kolben, Kolbenstange, Kreuzkopf, Anteil der Pleuelstange) durch Gegengewichte voll ausgeglichen. Die dabei an jeder Kurbel senkrecht zur Zylinderachse entstehenden Massenkräfte werden dann durch ebenso große Massenkräfte ausgeglichen, die an der gegenüberliegenden Kurbel der anderen Welle wegen der Kurbelversetzung um i80° in entgegengesetzter Richtung entstehen.
Die Abbildung zeigt diesen Ausgleich beispielsweise an einer Kolbenmaschine, die zwei Kurbelwellen mit je zwei Kurbeln aufweist, die über ein Zahnradgetriebe auf eine Schraubenwelle arbeiten. Die Zylinderachsen stehen senkrecht zu der Ebene, die durch die Achsen der beiden parallelen Kurbelwellen gelegt werden kann. Die exzentrisch umlaufenden Teile des Triebwerks sollen alle durch Gegengewichte ausgeglichen sein. Es sind also noch die Kräfte und Momente I. Ordnung'und soweit möglich auch die der II.Ordnung der hin und her gehenden Massen auszugleichen. Die Massen aller Kurbeltriebe seien 'gleich groß angenommen. Die größte Massenkraft L Ordnung jedes Kurbeltriebes in Richtung der Zylinderachse sei PI. Diese Kraft wird durch ein zusätzliches Gegengewicht ausgeglichen, das die Kraft PI, erzeugt. PI, ist gleich Pl. Eine Massenkraft T. Ordnung in Richtung der Zylinderachse kommt also nicht mehr zur Wirkung. Dafür tritt an jeder Kurbel bei einer Kurbelstellung senkrecht zur Zylinderachse die Kraft PI, senkrecht zur Zylinderachse auf. Da aber die gegenüberliegenden Kurbeln i St. B. und r B. B. um i80° versetzt stehen, sind auch die senkrecht zu den Zylinderachsen wirkenden Kräfte PI, dieser beiden Kurbeln gegenseitig ausgeglichen. Das gleiche gilt für die gegenüberliegenden Kurbeln z St. B. und 2 B. B. Für alle anderen Kurbelstellungen sind die Kraftkomponenten in Richtung der Zylinderachsen ebenfalls ausgeglichen, während die Kraftkomponenten in Richtung senkrecht zu den Zylinderachsen sich wegen der Kurbelversetzung der gegenüberliegenden Kurbeln um 18o° aufheben. Mötnente L Ordnung treten nicht auf. Es ist also ein vollständiger Massenausgleich I. Ordnung vorhanden.
Fernerhin sind bei der Anordnung nach der Abbildung die Kräfte 1I. Ordnung P,i ausgeglichen. Lediglich ein -Moment gleich 2 # PI- # i bleibt bestehen, das aber bei kleinem Zylinderabstand i und wegen der Kleinheit von PII nur gering ist.
Bei Zweiwellenmaschinen mit einer, drei oder mehr Kurbeln je Kurbelwelle kann auf diese Weise ein ähnlicher Massenausgleich erreicht werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Kolbenmaschine mit je zwei nebeneinanderliegenden und synchron laufenden Kurbelwellen, deren Zylinderachsen senkrecht oder annähernd senkrecht zur Ebene der beiden Kurbelwellenachsen stehen, bei welcher die Kräfte der exzentrisch umlaufenden Massen durch Gegengewichte ausgeglichen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Kurbeln der beiden Wellen um i80° versetzt stehen und die Klassenkräfte erster Ordnung der hin und her gehenden Teile (Kolben, Kolbenstange, Kreuzl@opf, Anteil der Pleuelstange) in an sich bekannter Weise durch Vergrößerung der Gegengewichte voll ausgeglichen sind. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 526 283; Zeitschrift »Werft, Reederei, Hafen<<, Jg. 1940, S. 5 bis 7.