[go: up one dir, main page]

DE4211629B4 - Massenkraftausgleich und/oder Wechselmomentenausgleich an Hubkolbenmaschinen - Google Patents

Massenkraftausgleich und/oder Wechselmomentenausgleich an Hubkolbenmaschinen Download PDF

Info

Publication number
DE4211629B4
DE4211629B4 DE19924211629 DE4211629A DE4211629B4 DE 4211629 B4 DE4211629 B4 DE 4211629B4 DE 19924211629 DE19924211629 DE 19924211629 DE 4211629 A DE4211629 A DE 4211629A DE 4211629 B4 DE4211629 B4 DE 4211629B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
adjustable
balancing
shaft
balancer
mass forces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19924211629
Other languages
English (en)
Other versions
DE4211629A1 (de
Inventor
Ulrich Ohnemus
Wolfgang Wall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE19924211629 priority Critical patent/DE4211629B4/de
Publication of DE4211629A1 publication Critical patent/DE4211629A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4211629B4 publication Critical patent/DE4211629B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
    • F16F15/264Rotating balancer shafts
    • F16F15/268Hollow shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
    • F16F15/264Rotating balancer shafts
    • F16F15/265Arrangement of two or more balancer shafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und/oder von durch Gas- oder Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomenten (MG, MM) um die Längsachse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine (10) mit zumindest zwei parallel zur Kurbelwelle (Kurbeltrieb 11) angeordneten Ausgleichswellen (2, 20, 31, 32) die Ausgleichsmassen tragen (3a, 3b), die bezüglich ihrer Phasenlage verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß je Ausgleichswelle (2, 20, 31, 32) zwei gegensinnig zueinander verstellbare Ausgleichsmassen (3a, 3b) gleichen Gewichtes vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und/oder von durch Gas- oder Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomenten um die Längsachse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine mit zumindest zwei parallel zur Kurbelwelle angeordneten Ausgleichswellen, die Ausgleichsmassen tragen, die bezüglich ihrer Phasenlage verstellbar sind.
  • Bekannt ist eine derartige Vorrichtung aus der DE 38 42 366 A1 . Durch die Verstellung der Ausgleichsmassen ist ein verbesserter Massenkraftausgleich bzw. Wechselmomentenausgleich über einem breiten Drehzahlband der Hubkolben-Kurbelwellenmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, möglich. Allerdings sind weitere Verbesserungen im Hinblick auf einen möglichst in jedem Betriebspunkt der Maschine vollständigen Massenkraftausgleich sowie Wechselmomentenausgleich wünschenswert, die aufzuzeigen sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat.
  • Angegeben werden verschiedene Lösungsansätze, die in den unabhängigen Patentansprüchen 1, 4, 5, 6 niedergeschrie ben sind. Des besseren Verständnisses wegen werden die einzelnen Lösungsansätze im folgenden bereits anhand bevorzugter, in Prinzipskizzen dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert, ohne hierdurch die vorliegende Erfindung auf diese konkreten Ausführungsbeispiele beschränken zu wollen. Vielmehr sind stets Abweichungen oder andersartige Gestaltungen möglich, die ebenfalls unter den Inhalt der Patentansprüche fallen.
  • In einem ersten Lösungsansatz gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, je Ausgleichswelle zwei gegensinnig zueinander verstellbare Ausgleichsmassen gleichen Gewichtes vorzusehen. Während aus der oben genannten DE 38 42 366 A1 eine Ausgleichswelle mit einer einzigen verstellbaren Ausgleichsmasse oder ggf. zwei verstellbaren Ausgleichsmassen, die dann mit zeitlicher Verzögerung nacheinander verstellt werden, bekannt ist, schlägt die vorliegende Erfindung zwei Ausgleichsmassen vor, die gegensinnig zueinander verstellbar sind. Mit diesem Vorschlag ist es möglich, unerwünschte Querkraftkomponenten zu eliminieren, wie die Prinzipdarstellung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele gemäß den 1a, 1b, 1c, 7a, 7b, 7c zeigt.
  • In den perspektivischen 1a1c ist das starre, d. h. nicht verstellbare Teil einer um die Längsachse 1 rotierenden Ausgleichswelle mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet. Auf dieser Ausgleichswelle 2 sind zwei gegensinnig verstellbare Ausgleichsmassen 3a, 3b gleichen Gewichtes vorgesehen. Diese Ausgleichsmassen 3a, 3b sind in den 1a, 1b, 1c in unterschiedlichen Positionen dargestellt. Dargestellt sind darüber hinaus die sich aus den einzelnen Massen bei einer Rotation der Ausgleichswelle 2 um die Längsachse 1 ergebenden Unwuchtkräfte. Diese Unwuchtkräfte sind symbolisch durch die Vektoren 2', 3a', 3b' dargestellt.
  • Bei 1a befinden sich die Ausgleichsmassen 3a, 3b in einer derartigen Position und besitzen darüber hinaus in Relation zum stets konstanten Unwucht-Kraftanteil der Ausgleichswelle – dargestellt durch den Unwuchtkraftvektor 2' – ein derartiges Gewicht, daß sich die einzelnen Unwuchtkräfte 2', 3a', 3b' aufheben, so daß bei dieser Position der Ausgleichsmassen 3a, 3b eine resultierende Unwuchtkraft vom Betrag 0 entsteht.
  • Befinden sich hingegen die Ausgleichsmassen 3a, 3b in der in 1c gezeigten Position, so ergibt sich durch Summation der einzelnen Unwuchtkraftvektoren 2', 3a', 3b' eine maximale Unwuchtkraft bei Rotation der gesamten Ausgleichswelle 2.
  • Zwischen diesen beiden Extremwerten der Unwuchtkraft lassen sich auch Zwischenwerte einstellen, wie dies in 1b gezeigt ist. Indem wie ersichtlich die Ausgleichsmassen 3a, 3b gegensinnig zueinander jeweils um einen Phasenwinkel vom Betrag α verstellt sind, ergeben sich in den Vektoren 3a', 3b' der Unwuchtkräfte Querkraftkomponenten Qa und Qb, die einander gegengerichtet sind und sich somit aufheben. Wirksam für die resultierende Unwuchtkraft bleiben von den einzelnen verstellbaren Ausgleichsmassen 3a, 3b somit lediglich die gegenüber 1c verringerten Unwuchtkomponenten Ua, Ub. Durch die beiden gegensinnig zueinander verstellbaren Ausgleichsmassen 3a, 3b ist es somit möglich, phasenrichtig die jeweils geforderte resultierende Unwuchtkraft einzustellen, ohne daß störende Querkraftkomponenten erzeugt würden. Selbstverständlich ist dieser Effekt auch mit einer Ausgleichswelle 2 zu erzielen, die selbst keinerlei Unwuchtkraftanteil erzeugt, wie dies symbolisch in den 7a, 7b, 7c dargestellt ist. Für eine derartige Ausgestaltung ergibt sich dann eine resultierende Unwuchtkraft "0" für diejenige Position der Ausgleichsmassen 3a, 3b, in denen diese lediglich einander entgegengerichtete und sich somit aufhebende Querkraftkomponenten erzeugen.
  • Eine vorteilhafte konstruktive Ausführungsform für eine Ausgleichswelle mit zwei gegensinnig zueinander verstellbaren Ausgleichsmassen ist in den Unteransprüchen 2 und 3 beschrieben sowie in 2 im Schnitt dargestellt. Demnach sind die verstellbaren Ausgleichsmassen 3a, 3b verdrehbar auf der hohlen Ausgleichswelle 20 gelagert und jeweils mit einem Mitnehmer 4a, 4b versehen, der jeweils durch einen Schlitz 5 in der Ausgleichswelle 20 in jeweils eine Führungsnut 6a, 6b eingreift, die gewindeartig verlaufend aus einem innerhalb der Ausgleichswelle 20 längsverschiebbar angeordneten Verstellbolzen 7 herausgearbeitet ist. Ferner ist der Verstellbolzen 7 durch ein an der Ausgleichswelle 20 befestigtes Halteelement 8 gegen Verdrehen gesichert, wobei dieses Halteelement zugleich eine weitere, nicht verstellbare Ausgleichsmasse 21 auf der Ausgleichswelle 20 fixiert.
  • Wie ersichtlich, ist der Verstellbolzen 7 innerhalb der hohlen Ausgleichswelle 20 in bzw. gegen Pfeilrichtung 71 verschiebbar. Initiiert werden kann diese Verschiebebewegung beispielsweise durch einen Hydraulikkolben 72, der gegen eine auf der anderen Seite des Verstellbolzens 7 angeordnete Druckfeder 73 arbeitet. Eine Verschiebung des Verstellbolzens 7 bewirkt aufgrund der gewindeartig verlaufenden Führungsnuten 6a, 6b, daß die Ausgleichsmassen 3a, 3b, die über die Mitnehmer 4a, 4b sowie diese Führungsnuten 6a, 6b geführt sind, um die Längsachse 1 der Ausgleichswelle 20 verdreht werden. Wie ersichtlich sind die Gewindesteigungen der Führungsnuten 6a, 6b gegensinnig, so daß durch Verschieben des Verstellbolzens 7 die Ausgleichsmassen 3a, 3b gegensinnig zueinander um die Längsachse 1 verdreht werden.
  • Selbstverständlich müssen hierzu die den Durchtritt der Mitnehmer 4a, 4b erlaubenden Schlitze in der Ausgleichswelle 20 über einen Teilumfang der Ausgleichswelle und zwar über den jeweiligen Verstellbereich verlaufen. Selbstverständlich muß weiterhin der Verstellbolzen 7 selbst gegen Verdrehen um die Längsachse 1 gesichert sein. Hierzu sind Halteelemente 8 vorgesehen, die in der Wand der Ausgleichswelle 20 befestigt sind und in einen Längsschlitz 74 im Verstellbolzen 7 eingreifen. Dieser Längsschlitz 74 ist so bemessen, daß ein Verdrehen des Verstellbolzens 7 gegenüber der Ausgleichswelle 20 verhindert wird, die mögliche Verschiebebewegung des Verstellbolzens 7 gemäß Pfeilrichtung 71 jedoch keine Beschränkung erfährt.
  • Schließlich fixieren diese Haltelemente 8 eine weitere Ausgleichsmasse 21, die auf der Ausgleichswelle 20 starr befestigt ist. Diese Ausgleichsmasse 21 entspricht in den Prinzipdarstellungen gemäß den 1a bis 1c der dort mit der Bezugsziffer 2 bezeichneten Ausgleichsmasse.
  • Analog der in der oben genannten DE 38 42 366 gezeigten Anordnung können dabei zwei derartige Ausgleichswellen mit gegensinnig zueinander verstellbaren Ausgleichsmassen an einer beispielsweise vierzylindrigen Reihen-Hubkolben-Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Dies ist in 3 dargestellt. In dieser Prinzipskizze ist mit der Bezugsziffer 10 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die einen Kurbeltrieb 11 besitzt, über den die vier in Reihe angeordneten Kolben 12 wie bekannt bewegt werden. Der Kurbeltrieb 11 läuft mit der Winkelgeschwindigkeit ω um, und veursacht ein sog. Massen-Wechseldrehmoment MM. Wird die Brennkraftmaschine befeuert, so entsteht zusätzlich ein diesem Massendrehmoment entgegengerichtetes Gaskraft-Wechseldrehmoment MG. Diese Wechseldrehmomente nehmen in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 10, d. h. in Abhängigkeit von der aktuellen Win kelgeschwindigkeit ω sowie in Abhängigkeit von der Last, d. h. in Abhängigkeit von den auf den Kolben 12 einwirkenden Gaskräften unterschiedliche Werte an.
  • Zum Ausgleich dieser Wechseldrehmomente sind an der Brennkraftmaschine 10 bei der Ausführungsform nach 3 drei Ausgleichswellen 31, 32, 33 angeordnet. Die Ausgleichswellen 31, 32 befinden sich auf der rechten Seite der Brennkraftmaschine 10, die Ausgleichswelle 33 auf der linken Seite. Unter Zwischenschaltung eines nicht gezeigten Getriebes werden diese Ausgleichswellen vom Kurbeltrieb 11 derart angetrieben, daß sämtliche Ausgleichswellen mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit 2ω rotieren, wobei die Ausgleichswellen 31, 32 den gleichen Drehsinn wie der Kurbeltrieb und die Ausgleichswelle 33 den gegensinnigen Drehsinn aufweisen. Die Ausgleichswelle 33 trägt eine starr angeordnete Ausgleichsmasse 34 und kann eine Unwuchtkraft U3 erzeugen. Die mit den Ausgleichswellen 31, 32 erzielbaren Unwuchtkräfte U1, U2 hingegen sind variabel; dies ist in der Weise dargestellt, daß die Ausgleichsmassen 34 dieser Ausgleichswellen 31, 32 bezügllich der jeweiligen Wellendrehachse verschiebbar sind, d. h. exzentrisch oder zentrisch zur Drehachse angeordnet werden können. Tatsächlich erfolgt jedoch die Einstellung unterschiedlicher Unwuchtkräfte U1, U2 durch Einsatz beispielsweise der in 2 gezeigten Ausgleichswelle.
  • Wie ebenfalls aus 3 ersichtlich, sind die Ausgleichswellen 31, 32 um eine Strecke x rechtsseitig von der Brennkraftmaschinen-Mittenebene 13 entfernt, während die Ausgleichswelle 33 um die gleiche Strecke x linksseitig von der Brennkraftmaschinen-Mittenebene 13 beabstandet ist. Die Ausgleichswelle 31 ist zusätzlich um eine Strecke y1 oberhalb der Ausgleichswelle 33 angeordnet, die Ausgleichswelle 32 hingegen um eine Strecke y2 unterhalb der Ausgleichswelle 33.
  • In 3 ist ein idealer Massen- bzw. Momentenausgleich dargestellt, wie er bei einem niedrigen Lastpunkt der Brennkraftmaschine bei hoher Brennkraftmaschinen-Drehzahl erforderlich ist. Die Winkelgeschwindigkeit ω ist somit relativ hoch, das Gaskraft-Wechseldrehmoment MG ist somit relativ gering. Die Unwuchtkraft U2 der Ausgleichswelle 32 wird dann zu 0 gesetzt, die Unwuchtkraft U1 der Ausgleichswelle 31 ist betragsmäßig gleich der unveränderbaren Unwuchtkraft U3 der Ausgleichswelle 33.
  • Bei hoher Brennkraftmaschinen-Last, d. h. bei einem relativ hohen Gaskraft-Wechseldrehmoment MG sowie bei geringer Brennkraftmaschinen-Drehzahl, d. h. niedriger Winkelgeschwindigkeit ω hingegen wird die Unwuchtkraft U1 der Ausgleichswelle 31 zu 0 gesetzt, während die Unwuchtkraft U2 der Ausgleichswelle 32 betragsmäßig gleich der Unwuchtkraft U3 der Ausgleichswelle 33 eingestellt wird. Auch für diesen Betriebspunkt ist somit ein optimaler Ausgleich von freien Massenkräften und von durch Gas- und Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomenten möglich. Bei zwischen diesen beiden Extremwerten liegenden Betriebspunkten können sowohl die Ausgleichswelle 31 als auch die Ausgleichswelle 32 einen geringen jeweiligen Unwuchtkraftanteil U1, U2 erzeugen, wobei die Summe der beiden Unwuchtkräfte U1 + U2 betragsmäßig stets gleich sein sollte der Unwuchtkraft U3 der Ausgleichswelle 33. Ohne daß somit durch die Ausgleichswellen 31, 32, 33 zusätzliche Kräfte in das System eingebracht werden, ist über vielen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine somit ein nahezu vollständiger Ausgleich von freien Massenkräften und Wechselmomenten möglich.
  • Weiter verfeinern läßt sich der Massenausgleich mit einer in 4 in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispieles dargestellten sowie im Patentanspruch 4 beschriebenen Anordnung. Gleiche Bezugsziffern stellen dabei die gleichen Elemente wie in 3 dar. Auch hier sind wieder rechtsseitig der Brennkraftmaschine 10 zwei verstellbare Ausgleichswellen 41, 42 vorgesehen, während um den gleichen Abstand x versetzt linksseitig der Brennkraftmaschine eine eine konstante Unwuchtkraft U3 erzeugende Ausgleichswelle 43 angeordnet ist. An der Ausgleichswelle 41 ist jedoch neben einer positiv orientierten sowie einer den Wert 0 annehmenden resultierenden Unwuchtkraft U1 auch eine negativ orientierte Unwuchtkraft U1 einstellbar. Dies ist dadurch dargestellt, daß die Ausgleichsmasse 44 sowohl nach rechts als auch nach links bezüglich der Längsachse 1 der Ausgleichswelle 41 verschiebbar ist. Tatsächlich jedoch kann die Einstellung der resultierenden Unwuchtkraft an dieser Ausgleichswelle 41 wiederum auf die in 2 gezeigte Weise erfolgen.
  • Die tatsächliche Abstimmung der einzelnen Unwuchtkräfte U1, U2, U3 kann dabei so getroffen sein, daß die eine statische Unwucht tragende Ausgleichswelle 43 eine Kraft erzeugt, die zusammen mit der vektoriellen Summe aus dem rechten Ausgleichswellenpaar 41, 42 die freien Massenkräfte zweiter Ordnung vollständig tilgt. Dabei trägt, wie bereits erläutert, das rechte Ausgleichswellenpaar 41, 42 variable Unwuchten. Erzeuge beispielsweise die Ausgleichswelle 43 eine statisch konstante Unwuchtkraft vom Betrag U3, so läßt sich mit der Ausgleichswelle 42 eine variable Unwuchtkraft vom Betrag U2 im Bereich von 0 bis –6U3 einstellen. Mit der Ausgleichswelle 41 hingegen ist die variable Unwuchtkraft U1 vom Betrag –U3 bis 5U3 einstellbar. Ein resultierendes Ausgleich-Wechselmoment vom Betrag 0 ist dann erzielbar, wenn die beiden Ausgleichswellen 41, 42 jeweils eine Unwuchtkraft vom Betrag –0,5U3 erzeugen. Das maximale Massen-Wechseldrehmoment kann ausgeglichen werden, wenn die Ausgleichswelle 41 eine Unwuchtkraft vom Betrag –U3 erzeugt und die Ausgleichswelle 42 eine Unwuchtkraft U2 vom Betrag 0. Das maximale Gaskraft-Wechseldrehmoment hingegen läßt sich eliminieren, wenn die Ausgleichswelle 41 eine Unwuchtkraft vom Betrag 5U3 erzeugt und die Ausgleichswelle 42 eine Unwuchtkraft vom Betrag –6U3, da sich auch bei dieser Anordnung stets die Summenkräfte gegenseitig auslöschen.
  • Noch weiter verfeinern läßt sich der Massenausgleich, wenn anstelle der bisher beschriebenen drei Ausgleichswellen derer vier vorgesehen sind. Eine erste Variante hierfür ist in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in 5 dargestellt. Gezeigt ist hierin eine Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und/oder von durch Gas- oder Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomente um die Längsachse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine mit zumindest zwei parallel zur Kurbelwelle angeordneten Ausgleichswellen, die Ausgleichsmassen tragen, die bezüglich ihrer Phasenlage verstellbar sind, wobei die Ausgleichswellen mit verstellbaren Ausgleichsmassen auf einer Maschinenseite und zusätzlich eine nicht verstellbare Ausgleichswelle auf der anderen Maschinenseite angeordnet sind, und wobei eine weitere nicht verstellbare Ausgleichswelle auf der Seite mit den verstellbaren Ausgleichswellen höhenversetzt zu der anderen nicht verstellbaren Ausgleichswelle angeordnet ist.
  • 5 zeigt somit eine Anordnung mit einem Ausgleichswellenpaar 53, 54, die beide statische, nicht verstellbare Unwuchten tragen und beispielsweise ausgelegt sind auf Tilgung der freien Massenkräfte zweiter Ordnung und des maximalen Massenkraft-Wechseldrehmomentes MM zweiter Ordnung. Für die Tilgung des maximalen Gaskraft-Wechseldrehmomentes MG zweiter Ordnung unter Einbeziehung des Ausgleichsmomentes für das Massenkraft-Wechseldrehmoment zweiter Ordnung ist das Ausgleichswellenpaar 51, 52 mit variablen Unwuchten vorgesehen. Diese variablen Unwuchten werden dabei stets so eingestellt, daß sich die Fliehkräfte dieser Ausgleichswellen 51, 52 paarweise aufheben.
  • Es ist aber auch möglich, vier Ausgleichswellen vorzusehen, wobei jede der Ausgleichswellen mit einer variablen Unwucht versehen ist. Dann sind beidseitig der Brennkraftmaschine zueinander höhenversetzt je zwei verstellbare Ausgleichswellen vorgesehen. Gezeigt ist eine derartige Anordnung prinzipiell in 6, beschrieben ist diese Anordnung im unabhängigen Patentanspruch 6. Die rechtsseitig der Brennkraftmaschine 10 angeordneten Ausgleichswellen 61, 62 entsprechen den Ausgleichswellen 31, 32 in 3. Gegenüber dieser Anordnung in 3 kann durch das zweite unwuchtvariable Ausgleichswellenpaar 63, 64 das Gegenmoment für das Gaskraft-Wechseldrehmoment MG vergrößert werden. Dargestellt ist in dieser Figur die Verteilung der Unwuchtkräfte U1, U2, U3, U4 für hohe Last und niedrige Drehzahl der Brennkraftmaschine 10, d. h. für ein maximales Gaskraft-Wechseldrehmoment MG und für ein minimales Massen-Wechseldrehmoment MM. Wie ersichtlich nehmen die Unwuchtkräfte U1, U4 den Wert 0 an, während die Unwuchtkräfte U2, U3 jeweils vom gleichen Betrag einander entgegengerichtet ihren maximalen Wert annehmen.
  • In Summe betrachtet ist somit unter Zuhilfenahme variabler Ausgleichswellen ein deutlich verbesserter Massenkraft- bzw. Wechselmomentenausgleich an einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine möglich. Bevorzugt sind dabei diese variablen Ausgleichswellen wie eingangs erläutert mit jeweils zwei gegensinnig zueinander verstellbaren Ausgleichsmassen gleichen Gewichtes versehen, so daß sich je Ausgleichswelle die individuellen Querkraftkomponenten aufheben und eine exakte Einstellung der jeweils erforderlichen Unwuchtkraft möglich ist.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und/oder von durch Gas- oder Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomenten (MG, MM) um die Längsachse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine (10) mit zumindest zwei parallel zur Kurbelwelle (Kurbeltrieb 11) angeordneten Ausgleichswellen (2, 20, 31, 32) die Ausgleichsmassen tragen (3a, 3b), die bezüglich ihrer Phasenlage verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß je Ausgleichswelle (2, 20, 31, 32) zwei gegensinnig zueinander verstellbare Ausgleichsmassen (3a, 3b) gleichen Gewichtes vorgesehen sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmassen (3a, 3b) verdrehbar auf der hohlen Ausgleichswelle (20) gelagert und mit einem Mitnehmer (4a, 4b) versehen sind, der durch einen Schlitz (5) in der Ausgleichswelle (20) in eine Führungsnut (6a, 6b) eingreift, die gewindeartig verlaufend aus einem innerhalb der Ausgleichswelle (20) längsverschiebbar angeordneten Verstellbolzen (7) herausgearbeitet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellbolzen (7) durch ein an der Ausgleichswelle (20) befestigtes Halteelement (8) gegen Verdrehen gesichert ist, wobei dieses Halteelement (8) zugleich eine weitere, nicht verstellbare Ausgleichsmasse (21) auf der Ausgleichswelle (20) fixiert.
  4. Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und/oder von durch Gas- oder Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomenten um die Längsachse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine (10) mit zumindest zwei parallel zur Kurbelwelle (Kurbeltrieb 11) angeordneten Ausgleichswellen (41, 42), die neben einer nicht verstellbaren Ausgleichsmasse (21) Ausgleichsmassen (3a, 3b) tragen, die bezüglich ihrer Phasenlage verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Ausgleichswelle (41) neben einer positiv orientierten sowie einer den Wert 0 annehmenden resultierenden Unwuchtkraft (U1) auch eine negativ orientierte Unwuchtkraft (U1) einstellbar ist.
  5. Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und/oder von durch Gas- oder Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomenten um die Längsachse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine (10) mit zumindest zwei parallel zur Kurbelwelle (Kurbeltrieb 11) angeordneten Ausgleichswellen (51, 52), die Ausgleichsmassen tragen, die bezüglich ihrer Phasenlage verstellbar sind, wobei die Ausgleichswellen (51, 52) mit verstellbaren Ausgleichsmassen auf einer Maschinenseite und eine nicht verstellbare Ausgleichswelle (53) auf der anderen Maschinenseite angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere nicht verstellbare Ausgleichswelle (54) auf der Seite mit den verstellbaren Ausgleichswellen (51, 52) höhenversetzt zu der anderen nicht verstellbaren Ausgleichswelle (53) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung zum Ausgleich von freien Massenkräften und/oder von durch Gas- oder Massenkräfte erzeugten freien Wechselmomenten um die Längsachse einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine (10) mit zumindest in zwei parallel zur Kurbelwelle (Kurbeltrieb 11) angeordneten Ausgleichswellen (61, 62), die Ausgleichsmassen tragen, die bezüglich ihrer Phasenlage verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Maschine zueinander höhenversetzt je zwei verstellbare Ausgleichswellen (61, 62, 63, 64) vorgesehen sind.
DE19924211629 1992-04-07 1992-04-07 Massenkraftausgleich und/oder Wechselmomentenausgleich an Hubkolbenmaschinen Expired - Fee Related DE4211629B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924211629 DE4211629B4 (de) 1992-04-07 1992-04-07 Massenkraftausgleich und/oder Wechselmomentenausgleich an Hubkolbenmaschinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924211629 DE4211629B4 (de) 1992-04-07 1992-04-07 Massenkraftausgleich und/oder Wechselmomentenausgleich an Hubkolbenmaschinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4211629A1 DE4211629A1 (de) 1993-10-14
DE4211629B4 true DE4211629B4 (de) 2004-11-11

Family

ID=6456280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19924211629 Expired - Fee Related DE4211629B4 (de) 1992-04-07 1992-04-07 Massenkraftausgleich und/oder Wechselmomentenausgleich an Hubkolbenmaschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4211629B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12173611B2 (en) 2022-02-09 2024-12-24 General Electric Company Balancing device for supercritical shaft

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19706947A1 (de) * 1997-02-21 1998-09-03 Daimler Benz Ag Vorrichtung zum Ausgleich von Massenkräften und Wechseldrehmomenten um eine Längsachse von Hubkolbenbrennkraftmaschinen
US6386066B1 (en) * 2000-08-11 2002-05-14 Allen M. Shotwell Variable stroke crankshaft assembly
AT7885U1 (de) * 2004-11-08 2005-10-17 Magna Drivetrain Ag & Co Kg Ausgleichswelle
CA2584988C (en) 2004-11-08 2010-08-10 Honda Motor Co., Ltd. Engine vibration elimination system and variable stroke characteristic engine
CZ2005717A3 (cs) * 2005-11-16 2007-03-21 Skoda Auto A. S. Multifunkcní vyvazovací systém
CZ306359B6 (cs) * 2006-12-04 2016-12-21 VĂšTS, a.s. Způsob zmenšení hnacího výkonu potřebného k pohybu úplně dynamicky vyvážené soustavy s periodickým rotačním nebo posuvným pohybem
CZ305914B6 (cs) * 2010-03-29 2016-05-04 VĂšTS, a.s. Způsob a zařízení ke snížení negativních účinků dynamických sil mechanické soustavy
DE102011080602B4 (de) 2011-08-08 2018-03-01 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Massenausgleich
DE102022106397A1 (de) 2022-03-18 2022-05-19 FEV Group GmbH Massenkraftausgleichssystem

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842366A1 (de) * 1988-01-15 1989-07-27 Volkswagen Ag Massenausgleichseinrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842366A1 (de) * 1988-01-15 1989-07-27 Volkswagen Ag Massenausgleichseinrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12173611B2 (en) 2022-02-09 2024-12-24 General Electric Company Balancing device for supercritical shaft

Also Published As

Publication number Publication date
DE4211629A1 (de) 1993-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4019304C1 (de)
DE698877C (de) Ausgleichseinrichtung fuer periodische Kraefte bei mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschinen
DE4211629B4 (de) Massenkraftausgleich und/oder Wechselmomentenausgleich an Hubkolbenmaschinen
EP0972967A2 (de) Drehzahladaptiver Schwingungstilger
DE2822006C2 (de)
DE3541831A1 (de) Motorausbildung mit geringer vibration
EP2250308B1 (de) Vorrichtung zum vernadeln einer faserbahn
DE2455667C2 (de) Vorrichtung zum Ausgleich der oszillierenden Kräfte und Momente zweiter Ordnung für eine Vierzylinder-Reihenhubkolbenmaschine
DE3102154A1 (de) Brennkraftmaschine
DE2522591C3 (de) Kurbelwelle mit sieben gegenüber der Stellung gleicher Winkelteilung versetzten Kurbelkröpfungen
DE10105687B4 (de) Schwingungserreger für lenkbare Bodenverdichtungsvorrichtungen
DE3720559A1 (de) Einrichtung zum ausgleich von wechselmomenten
DE2544580A1 (de) Technischer kreisel
DE2303138A1 (de) Auswuchtmaschine
DE2333038A1 (de) Einrichtung zum ausgleich der massenkraefte von hubkolben-kurbelwellenmaschinen
DE2344529C3 (de) Anordnung zum dynamischen Auswuchten einer Hochgeschwindigkeitspresse
DE2829042C2 (de) Einrichtung zum Ausgleich der Massenkräfte von Hubkolben-Kurbelwellenmaschinen
DE3842366A1 (de) Massenausgleichseinrichtung
DE3625246A1 (de) Hubkolben-v8-brennkraftmaschine
AT395204B (de) Kurbelwelle
CH660330A5 (en) Device for the balancing of weights on a press
DE3840307C2 (de) Einrichtung zum Ausgleich von Massenkräften und Wechselmomenten
EP0411349B1 (de) Bodenverdichtungsvorrichtung
DE2640385A1 (de) Vorrichtung zum ausgleichen der schwingenden massen bei einem saegegatter
DE2437099A1 (de) Webmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee