DE742776C - Massenausgleicheinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung· bezieht sich auf KurbelweJlenmaschihen, insbesondere Verbrennungsmotoren, die beweglicheElemente, wie Kolben, Pleuelstangen und Kurbeln, aufweisen, deren Schwerpunkte beim. Betrieb der Maschine ihre Lage ändern. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Ausgleichsvorrichtung für die Massenkräfte dieser beweglichen Elemente.
Es ist an sich bekannt, die beweglichen.

Kolbenteile (Kolben,- Pleuelstange) eines Motors mittels Ausgleichsmasse)! auszugleichen, die schwerer als 'die Kolbenteile _% sind und die gleichartige Bewegungen wie die Teile, jedoch von kleinerer Größenordnung ausführen. Die Auisgleichsmassen bestehen aus Pleuelstangen, denen !eines Ende in besonderen Kurbeln auf der Kurbelwelle gelagert ist und deren anderes Ende ledn Gewicht gelenkig trägt. Derartige Einrichtungen sind

ao aber sehr unsicher und unstabil, außerdem erhöhen sie den Platz- und Raumbedarf der Maschine beträchtlich. Es ist weiterhin, bekannt, die Kurbelwelle mit einem Exzenter auszubilden, das unmittelbar in einer länglichen oder umranden. Aussparung eines Gegen- 25' gewichtes derart arbeitet, daß dem Gegengewicht eine geradlinige, hin und her gehende Bewegung entgegengesetzt der Bewegung des Kolbens mitgeteilt wird. Da hier die Verbindung zwischen Welle und Gegengewicht keine formschlüssige ist, .hat diese Einrichtung den Nachteil hoher Abnutzung und Geräuschbildung.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Ausgleichsmassen aus beweglichen Exzenterscheiben, die auf mit der Kurbelwelle verbundenen Exzentern gelagert sind und aus um diese Exzenterscheiben gelagerten, in einer Geradführung gleitenden Ausgleichsgewichten bestehen. Hierdurch wird 'eine vielmals größere Verminderung der Exzentrizität oder Hublänge der

Ausgleichsmassen als bei den bekannten Ausführungen mit Pleuelstangiein und Gegengewichten ermöglicht. Die Maschine erhält gleichzeitig u.a. eine gedrängtere Form. Außerdem wird die Maschine äußerst zuverlässig im Betrieb, xind die beweglichen inneren Elemente werden sehr genau ausgeglichen. Wegen der völlig foirmschlüssigen Verbindungen zwischen Exzenter, Exzemterscheihe und ίο Ausgleichsgewicht ist die Abnutzung gering, und es tritt kein Geräusch auf.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. ι eine mehr oder wendiger schematisehe Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 dieselbe Ausfühnniigsform, teilweise in einem Schnitt parallel zur Kurbelwelienachse, und

Fig. 3 und 4 Seitenansichten von Einzelheiten.

In der Zeichnung ist mit 12 ein Kolben bezeichnet, der in bekannter Weise in einem Zylinder arbeitet und der über eine Pleuelstange 13 mit einem Kurbelzapfen 14 bzw. einer Kurbelwelle 15 in Verbindung steht. Die Kurbelwelle ist in Lagern gelagert. Die Kurbelwelle 15 besitzt Exzenter 61", auf denen erfindungsgemäß bewegliche Exzenterscheiben 6o^a gelagert sind. Um den äußeren Umkreis der Exzenterscheiben 6o^a herum sind Ausgleichsgewichte 62° gelagert, die im vor-' 35 liegenden Fall zwischen Führungen 63 geradlinig gleiten. Die Bewegung der Ausgleichsgewichte ist der Bewegung des Kolbens ϊζ" entgegengesetzt.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, ist in Fig. 1 ein imaginärer Exzenterarm 60 eingezeichniet, der an seinem einen Ende in einem exzentrischen Zapfen 61 gelagert ist, der mit Bezug auf die Achse; 21 der Kurbelwelle im Durchmesser gegenüber dem Kurbelzapfen 14 liegt und der an seinem anderen Ende ein Ausgleichsgewicht 62 trägt. Es sei angenommen, daß deir exzentrische Zapfen 61 um die Achse 21 in derselben Weise wie der Kurbelzapfen 14 umlaufen kann. Es ist offenbar, daß die Ausgleichsglieder 60,61,62 in der erfindungsgiemäß angestrebten Weise sogar mit einer so kleinen Exzentrizität gegenüber dem Kurbelzapfen 14 wie z. B. 1:7 arbeiten würden, falls sie ein Gewicht hätten, das im umgekehrten Verhältnis größer wäre, als das Gewicht der Kurbel organe 12, 13 ist. Dies ist erfinduragsgemäß dadurch gelöst, daß der imaginäre Exzenterzapfen 61 in Wirklichkeit dem grö-.60 fieren Exzenter 6ΐ^Λ mit demselben Mittelpunkt wie der imaginäre Exzenterzapfen entspricht, und weiterhin dadurch, daß das wirkliche Exzenter 61« den Exzenterarm 60« trägt, dessen äußerer kreisförmiger Umfang denselben Mittelpunkt wie der Umfang des Lagerzapfens 66 des Exzenterarmes 60 für das gedachte Gegengewicht 62 hat. Der wirkliche Exzenterarm 6o^a trägt in derselben Weise wie in dem gedachten Fall des Ausgleichsgewicht 62^er, das um die zylindrische Außenfläche des Exzenterannes bzw. der Exzenterscheibe 60« herum angeordnet ist und das zwischen den Führungsorganen 63 in der Senkrechten beweglich ist. Die ganze Einrichtung, als eine einzige Masse oder als eine viereckige Scheibe betrachtet, hat offenbar einen gemeinsamen Schwerpunkt, der durch die Bewegung dies Exzenters 6o^a eine auf- und abwärts gehende Bewegung während derjenigen geometrisch bestimmten Beschleunigunjgsverhältnisse erhält, die durch die Einwirkung der imaginären Exzenterstange 60 auf das Gegengewicht 62 veranschaulicht werden. Der Kolben 12 erhält somit einen ideell richtigen Ausgleich durch die Bewegung, die durch den Exzenter 61", die Exzenterscheibe 6o° und das Ausgleichsgewicht 62« geschaffen wird.

Der dynamische Verlauf der Massenausgleichvorrichtung· ist offenbar durch zwei gegenläufige Bewegungen gekennzeichnet, van denen die eine in ihren Abmessungen um ein Vielfaches geringer ist als die andere, aber mit entsprechend größerem Gewicht arbeitet. Der Ausgleich ist vollkommen, weil der Schwerpunkt innerhalb des Systems dauernd mit der gemeinsamen Drehachse zusammenfällt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, können die beiden an den Seiten des Kurbelzapfens 14 angeordneten Gegengewichte 62«, falls erforderlich, mit besonderen Gewichten 64 ausgerüstet werden, die beispielsweise an der Unterseite der Gegengewichte 62^a angeordnet werden.

Die den Kurbeltrieb ausgleichenden Glieder rufen senkrechte Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte hervor, die symmetrisch zu den Kräften liegen, die auf den Kolben 12 und die Pleuelstange 13 wirken, die einem gewichtslosen imaginären Exzenterarm 60 entspricht. Die beweglichen ausgleichenden Glieder müssen deshalb so ausgebildet sein, daß sie auch diejenigen Teile der Pleuelstange ausgleichen, die in stärkerem oder geringerem Maße einen Beschleunigungs verlauf haben, der durch die Bewegungen des Kolbens beeinflußt wird.

Die Erfindung ist z. B. überall verwendbar, wo ein- oder mehrzylindrige Maschinen mit stehenden Zylindern benutzt werden. Die durch die Erfindung gewonnenen Vorteile sind besonders groß bei langsam laufenden

Maschinen., ζ. B. -einzylindrigen Maschinen für den Antrieb vom Schiffen, wie Fischerbooten o. dgl.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Massenausgleichemrichtangbei Kurbelwenenkolbenmaschinen, voarzugswieAsie Verbrennungsmotoren, bei denen die Massenfcräfte des Kolbens und der mit ihm zusammenwirkenden Pleuelstange . durch Ausgleichsmassen ausgeglichen sind, deren Gewicht größer als das des Kolbens bzw. der Pleuelstange dst, und die .über mit der Kurbelwelle verbundene Exzenter innerhalb einer Führung auf und ab bewegt werden, gekennzeichnet durch allseitig auf den Exzentern gelagerte Exzenterscheiben (6o^a), welche die Bewegung von den Exzentern (6i^a) auf die geradlinig geführten Ausgleichsgewichte (62°) über- ao tragen, wobei Exzenter und Exzenterscheiben getrennte Mittelpunkte aufweisen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläebe zwischen dem Exzenter (6i^a) und der Exzenterscheibe (6o°) von der Lagerfläche zwischen der Exzenterscheibe und dem Ausgleichsgewicht (62) umfaßt wird.

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   deutsche Patentschrift Nr. 368 772;

   britische Patentschriften .... - 7258/15, 122345;

   USA.-Patentschrift - 947 233.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen