DE964777C

DE964777C - Ausgleichsvorrichtung fuer die hin- und hergehenden Massenkraefte erster Ordnung eines Kurbeltriebes

Info

Publication number: DE964777C
Application number: DESCH13774A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klaus Federn
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1953-10-23
Filing date: 1953-10-23
Publication date: 1957-05-29

Description

Ausgleichsvorrichtung für die hin- und hergehenden Massenkräfte erster Ordnung eines Kurbeltriebes Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgleichsvorrichtung für die hin- und hergehenden Massenkräfte erster Ordnung eines Kurbeltriebes.
Es ist bekannt, die Massen erster Ordnung bewegter Kolbenmaschinen durch entgegengerichtet hin- und herbewegte Massen oder durch zwei gegenläufig rotierende gleichgroße Massen auszugleichen. Die in entgegengesetztem Drehsinn umlaufenden Massen erfordern. eigene Lagerungen und Antriehe und sind deshalb unpraktisch. Für den Ausgleich durch hin.- und hergehende Hilfsmassen sind bewegliche Exzenterscheiben, die exzentrisch auf der Kurbelwelle gelagert sind, und Ausgleichsgewichte vorgeschlagen worden, die von Exzenterscheiben oder Kurbeln in. Geradführungen, die als Gleitbahnen ausgebildet sind, hin- und herbewegt werden. Hierfür sind kostspielige und störanfällige Konstruktionselemente nötig. Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum vollständigen Massenausgleich der hin- und hergehenden Massenkräfte erster Ordnung eines Kurbeltriebes, vorzugsweise für Einzylinderkolbenmaschinen, geschaffen, bei der auf der Kurbelwelle, vorzugsweise beiderseits der Kurbel, Nebenkurbeln, Exzenterscheiben od. dgl. angebracht sind, die Ausgleichsmassen im Takt der Kurbelumdreh-ungen hin-und herbewegen, wobei die im Kurbeltakt wechselnde Massenkraft ausgeglichen wird durch die kombinierte Massenkraftwirkung einer von den Nebenkurbeln oder Exzenterscheiben, z. B. über Pleuelstangen, rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der hin- und hergehenden Masse des Kurbeltriebes mit go' Pha-senverschiebung bewegten Zusatzmasse und einer z. B. an den verlängerten Xurbelwangen angeordneten, mit der Kurbel umlaufenden, Ausgleichsmasse. Erfindungsgemäß ist die mit Phasenverschiebung bewegte Ausgleichsmasse gelenkig, vorzugsweise durch Lenkerfedern, annähernd geradlinig geführt. Die hin- und hergehend bewegten Massen verhalten sich dabei umgekehrt wie die ihre Bewegung verursachenden Exzentrizitäten und ihre sta,tischen Momente umgekehrt wie ihre Abstände voneinander. Durch die gelenkige Geradführung sind Gleitführungen vermieden. Die ungünstigen Schmier-verhältnisse bei den vorkommenden, relativ kleinen Bewegungen haben die zum Stand der Technik gehörigen Anordnungen praktisch, unanwendbar gemacht. Die Zeichnung zeigt in Abb. i eine Schemaskizze zur Erläuterung des allgemeinen Erfindungsgedankens und in den Abb-. 22, 3 und 4 praktische Ausführungsbeispiele in Auf- und Seitenriß für eine Ein- und eine Zweizylinderbrennkraftmaschine. Gemäß Abb. i bewegt ein Kurbeltrieb 2 über die Pleuelstange 4 den Kolben 5 im Zylinder 6. Rechts und links der Kurbel 2' mit dem Radius R sind Nebenkurbeln 7 und 7*' mit den. Radien r' in Richtung von R angeordnet, die über Pleuelstangen. 9 und g' eine beiderseits in Führungen i i und i r' gelenkig gelagerte Welle io rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kolbens 5 bewegen..
Die Kurbelwangen sind, wie üblich, rückwärts verlängert und tragen an diesen Verlängerungen Gegengewichte im Abstand r" von der Kurbel-Welle:2.
Die Kräfte der hin- und hergehenden Massen des Einzylinderkurbeltriebes, die ausgeglichen werden sollen, rühren vom Kolben nebst Kolbenbolzen oder Kreuzkopf sowie dem Anteil der Pleuelstange her. Diese Massen mögen. die Größe H besitzen. Auf der Welle io ist die Ausgleichsmasse H' angeordnet, die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Masse H und durch entsprechende Anordnung der Nebenkurbeln 7 und 7' mit go' Phasenverschiebung in bezug auf die Bewegung der Masse H bewegt wird. Die Massenkräfte ergänzen sich deshalb zu einer im Takt der Kurbel:2' umlaufenden Massenkraft, die durch die an den rückwärtigen Kurbelwangenenden umlaufenden Gegengewichte von der Gesaintmasse H' am wirksamen Radius r" ausgeglichen werden können.
Die Radien oder Exzentrizitäten r' der Nebenkurbeln und i` der Umlaufmasse H' müssen der Bedingung genügen: r' - R' = r" - H' = R - H. Für die Masse H' wird erfindungsgemäß eine angenäherte Geradeführung durch Lenker od. dgl. vorgesehen- Sie reicht aus, da die hierbei auftretenden sehr kleinen Bewegungen von doppelter Frequenz vernachlässigt werden dürfen, zumal sie auf den Massenausgleich der Kräfte erster Ordnung ohne Einfluß bleiben.
Aus den Abh.:2 und 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung für einen Einzylindermotor zu erkennen. Die Bezugszeichen für die Kurbeltriebteile sind dieselben wie in Abb. i. Die Ausgleichsmasse H' wird durch Lenkeriedern i i und i i` geführt.
Die erfindungsgemäße Konstruktion kann. auch mehrfach ausgeführt werden, wodurch sich Massenmomente erster Ordnung ausgleichen, lassen, die z. B. bei Zwei- und Dreizylindermotoren auftreten. Abb. 4 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung, wie sie für einen normalen Zweizylinderreihenmotor in Frage käme, um die Kräfte des Kräftepaares durch je eine Vorrichtung gemäß Abb. i auszugleichen. Abb. 3 stellt in diesem Falle einen Schnitt durch den Zylinder 6b dar. Ist 1 der Abstand der in den Zylindern 6" und 6b hin- und herbewegten Massen H und l' der Abstand der Schwerpunkte der je Zylinder vorgesehenen Ausgleichsmassen,H'voneinander, dann gilt für die, richtige Dimensionierung von H' die Bedingung: r' - H' - l' = R - H - 1.

Claims

PATFNTANSPRÜCHE-. i . Ausgleichsvorrichtung für -die hin7 und hergehenden Massenkräfte erster Ordnung eines Kurbeitriebes, vorzugsweise für Kolbenmaschinen, bei dem auf der Kurbelwelle, vorzugsweise beiderseits der Kurbel, Nebenkurbeln, Exzenterscheiben od. dgl. angebracht sind, die Ausgleichsmassen im Takt der Kurbelumdrehungen hin- und herbewegen, wobei die im Kurbeltakt wechselnde Massenkraft ausgeglichen wird durch die kombinierte Massenkraftwirkung einer von den Nebenkurbeln, oder Exzenterscheiber4 z. B. über Pleuelstangen, rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der hin- und hergehenden Masse des Kurbeltriebes mit go' Phasenverschiebung bewegten Zusatzmasse und einer, z. B. an den verlängerten Kurbelwangen angeordneten, mit der Kurbel umlaufenden Ausgleichsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Phasenverschiebung bewegte Ausgleichsmasse (H) gelenkig, vorzugsweise durch Lenkerfedern (i i, i i'), annähernd geradlinig geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich die hin- und hergehend bewegten Massen (H, H') umgekehrt wie die ihre Bewegung verursachenden Exzentrizitäten (R, r') verhalten. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und. 2, angewandt für zwei- oder dreifache Kurbeltriebe, dadurch gekennzeichnet, daß sich. die statischen Momente (H - R bzw. H' - r) der hin-und hergehend bewegten Massen (H, I#') umgekehrt wie ihre Abstände (1, 1') voneinander verhalten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deu-tsche Patentschriften Nr. 117 8o9, 695 757, 824 722, 887 444, 835 110.