DE677076C - Sternmotor mit aus einer Hauptschubstange und Hilfsschubstangen bestehendem Schubstangengetriebe - Google Patents

Description

• Sternmotor mit aus einer Hauptschubstange und Hilfsschubstangen bestehendem Schubstangengetriebe Die Erfindung bezieht sich auf einen Sternmotor, b:ei dem einer der Kolben mit der zugehörigen Kurbelkröpfung durch die sog. Hauptschubstange verbunden ist, während die übrigen Kolben an Hilfsschubstangen angeschlossen sind, die mit ihrem anderen Ende in Achsen, die nicht mit der Achse des Kurbelzapfens - zusammenfallen, an der Hauptschubstange angelenkt sind.
• Bei im übrigen ausgeglichenen Sternmotdren mit einem solchen Schubstangengetriebe werden durch das Übergewicht der Hauptschubstange gegenüber den Gewichten der übrigen Schubstangenmassenkräfte ausgelöst, die unter anderem ein hin und her schwingendes Drehmomenterzeugen, welches von einer tangential zum Kurbelkreis des Kurbelzapfens gerichteten Kraft herrührt.
• Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, die Reaktion dieses Drehmoments auf das Maschinengestell auszugleichen.
• An sich ist es schon bekannt, Massenkräfte mit Hilfe schwingender oder drehender Massen auszugleichen. Im vorliegenden Fall handelt es sich darum, diese an sich bekannten Mittel derart auszugestalten, daß sie in der Lage sind, gerade bei einem Sternmotor mit dem genannten Schubstangengetriebe die in Rede stehende Reaktion des genannten Drehmoments auf das Maschinengestell auszugleichen. Dies wird dadurch erreicht, daß durch die schwingenden oder drehenden Massen, die in dem Maschinengestell gelagert sind, in mindestens einer Ebene senkrecht zur Kurbelwellenachse ein Gegendrehmoment erzeugt wird, das in denn Augenblick, in welchem der mit der Hauptschubstange verbundene Kolben durch seinen unteren oder oberen Totpunkt hindurchgeht, Null ist und bei jeder vollen Umdrehung der Kurbelwelle zwischen den beiden Totpunkten zwei entgegengesetzt gerichtete Größtwerte aufweist.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar stellt Fig. r in Ansicht von vorn einen Sternmotor dar, der mit einer Ausgleichsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist.
• Die Fig. a und 3 zeigen einen ähnlichen Sternmotor mit einer Ausgleichsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und zwar ist Fig.2 eine Ansicht von vorn auf den Sternmotor, während Fig. 3 eine Seitenansicht ist.
• Die Fig. ¢ und 5 veranschaulichen ähnlich wie die Fig.2 und 3 einen Sternmotor mit. . einer Ausgleichsvorrichtungentsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
• Fig. 6 schließlich stellt im teilweisen Radialschnitt und im größeren Maßstab einen Doppelsternmotor dar, der mit einer Ausgleichsvorrichtung der in den Fig. q. und 5 veranschaulichten Art ausgerüstet ist.
• Die in den verschiedenen Figuren dargestellten Sternmotore sind mit einem Schubstangengetriebe ausgerüstet, das, wie dies in Fig. q. schematisch angedeutet ist, aus der dort gestrichelt dargestellten Hauptschubstange besteht, die denjenigen Kolben, der in dem senkrecht stehenden Zylinder arbeitet, mit einer Kurbel der Kurbelwelle verbindet, während die nicht dargestellten Kolben, die in den anderen Zylindern arbeiten, durch die strichpunktiert schematisch dargestellten Hilfsschubstangen mit dem Kopf der Hauptschubstange verbunden sind, und zwar fallen die Achsen, in denen die Hüfsschubstangen an der -Hauptschubstange angelenkt sind, nicht mit der Achse des Kurbelzapfens zusammen. Die Drehzahl der Kurbelwelle des Sternmotors ist gleich N, und dementsprechend ist auch die Frequenz des auszugleichenden, vibrierenden Störmoments gleich N.
• Gemäß der in Fig. i dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung ist an einer beliebigen Stelle des Gehäuses i der Brennkraftmaschine ein Schwinghebel 2 um eine Achse, die parallel zur Motorwelle verläuft, drehbar gelagert. Dieser Schwinghebel 2 besitzt ein bestimmtes, gewünschtes Trägheitsmoment. Der Schwinghebel ist durch einen Lenker 3 und .eine Kurbiel q. oder durch eine sonstige gleichwertige Vorrichtung mit einer Welle 5 verbunden, die von dem Motor mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die gleich der Frequenz des auszugleichenden Schwingungsmoments ist, während das von den schwingenden Massen erzeugte Trägheitsmoment immer gerade entgegengesetzt der auf das Maschinengestell wirkenden Reaktion des auszugleichenden Störmoments ist.
• Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, sind an dem Motorgehäuse i zwei Wellen 6 und 7 gelagert, die untereinander und zu der Ebene des .auszugleichenden Schwingungsmoments parallel sind. Die Wellen 6, 7 werden durch den Motor im entgegengesetzten Sinne angetrieben, jedoch haben beide die gleiche Geschwindigkeit, und zwar entspricht ihre Geschwindigkeit der Frequenz des auszugleichenden Moments, d. h. also, die Drehgeschwindiglzeit der Wellen 6, 7 ist gleich der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle.
• An den Enden der Wellen 6, 7 sind Exzentergewichte 8 angebracht, die um 18 o° gegeneinander versetzt sind. I)ie in senkrecht zur Kurbelwellenachse stehenden Ebenen erzeugten Drehmomente der mit den beiden Wellen 6, 7 verbundenen Massen addieren sich, wie dies aus Fig.3 hervorgeht, in der die horizontal gestrichelten Massen am hinteren Ende und die senkrecht gestrichelten Massen am vorderen Ende der beiden Wellen 6, 7 liegen. Dadurch jedoch, daß sich die Wellen @6, 7 :entgegengesetzt drehen, heben sich diejenigen Drehmomente, die in der durch die beiden Wellen 6, 7 gemeinsam gehenden, parallel zur Kurbelwelle verlaufenden Ebene liegen, gegenseitig auf, so dal3 also nur die in senkrechten Ebenen verlaufenden Drehmomente übrigbleiben, die gemeinsam die auf das Maschinengestell wirkende Reaktion des aus den unausgeglichenen Trägheitskräften des Schubstangengetriebes herrührenden Drehmoments ausgleichen.
• Die dritte Ausführungsform der Erfindung, welche die wichtigste Ausführungsform ist, ist in den Fig. q. bis 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform dienen zur Erzeugung des Gegendrehmoments zwei beiderseits der Kurbelwelle angeordnete, drehbare exzentrische Massen i i, deren Wellen 9, i o parallel zur Kurbelwelle verlaufen und sich in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle drehen. Die auf den beiden Wellen 9, 1o befindlichen Massen ii sind gegeneinander um i 8o° versetzt und derart aufgekeilt, daß die Schwerpunkte der Massen i i bei dem oberen und unteren Totpunkt des an die Hauptschubstange angeschlossenen Kolbens in der Ebene C liegen, in welcher die Wellenachsen liegen. Dabei sind die exzentrischen Massen bei dem oberen Totpunkt des genannten Kolbens aufeinander zu und bei dem unteren Totpunkt voneinander fort gerichtet. In diesen Augenblicken ist also das von den Massen erzeugte Ausgleichsdrehmoment gleich Null. Nach einer Drehung um 9o° hat dagegen das Ausgleichsdrehmoment seinen größten Wert in dem einen oder anderen Sinne. In diesem Zeitpunkt stehen die parallelen Ebenen A und B, welche die Achse jeder Welle 9 bzw. i o mit dem Schwerpunkt der zugehörigen Masse verbinden, senkrecht zu der Ebene C.
• Es empfiehlt sich, daß die Ebene C senkrecht zu der Achse desjenigen Zylinders X verläuft, in welchem der an die Hauptschubstang.e angeschlossene Kolben arbeitet.
• Der Antrieb der Wellen 9 und i o kann in allen Fällen mit Hilfe beliebiger Mittel bewerkstelligt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, den Antrieb der Wellen von der Steuervorrichtung des Motors abzuleiten.
• Bekanntlich weist die Steuervorrichtung eines Sternmotors im allgemeinen eine Nokk enplatte 12 (Fig. 6) auf, die mit der Motorwelle gleichachsig ist und durch :ein Zahngetriebe mit einer zweckentsprechenden Ge- schwindigkeit angetrieben wird. Bei manchen Sternmotoren besteht dieser Zahnradantrieb aus einem Zahnrad 13, das durch die Motorwelle in Drehung versetzt wird, ferner aus Zwischenrädern 14, die um Achsen 15 drehbar sind, welche an dem Motorgehäuse 16 befestigt sind, und schließlich aus einer Innenverzahnung i g, die zu der Nockenplatte 12 gehört. Bei einer solchen Steuervorrichtung ist es ohne weiteres möglich, die Wellen g und i o von den Zwischenrädern 1 ¢ antreiben zu lassen. Diese brauchen hierzu nur mit Zahnrädern 18 geeigneter Größe und Zähnezahl, die von den Wellen g und io getragen werden, im Eingriff zu stehen. Die Wellen g und i o werden zweckmäßigerweise auf Achsen 2o drehbar gelagert, welch letztere ähnlich wie die Achsen 15 ausgebildet sind und auch von dem Motorgehäuse getragen werden.
• Wenn es sich um Motore mit in zwei Reihen sternförmig angeordneten Zylindern (Doppelsternmotore) handelt, die vorn und hinten die gleichen Steuervorrichtungen aufweisen, so kann man die Wellen g und io entweder nur auf der einen Seite des Motors oder auf beiden Seiten vorsehen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sternmotor, bei dem einer der Kolben mit der zugehörigen Kurbelkröpfung durch eine Hauptschubstange verbunden ist, während Hilfsschubstangen, von denen jede mit ihrem einen Ende an einem der übrigen Kolben angreift, mit ihrem anderen Ende in Achsen, die nicht mit der Achse des Kurbelzapfens zusammenfallen, an der Hauptschubstange angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der auf das Maschinengestell wirkenden Reaktion des Drehmoments, das durch die mit der genannten Schubstangenanordnung verbundenen Trägheitskräfte hervorgerufen wird, mittels schwingender oder drehender Massen, die an dem Maschinengestell gelagert sind, in mindestens einer senkrecht zur Kurbelwellenachse stehenden Ebene ein Gegendrehmoment erzeugt wird, das in dem Augenblick, in dem der mit der Hauptschubstange verbundene Kolben durch seinen oberen oder unteren Totpunkt hindurchgeht, Null ist und bei jeder vollen Umdrehung der Kurbelwelle zwischen den beiden Totpunkten mindestens zwei entgegengesetzt gerichtete Größtwerte aufweist.
2. 2. Sternmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gegendrehmoments ein in einer Radialebene der Kurbelwelle hin und her schwingender und an seinen Enden Gewichte tragender Hebel dient, dessen Drehachse parallel zur Kurbelwelle verläuft (Fig. i).
3. 3. Sternmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gegendrehmoments zwei quer zur Kurbelwelle verlaufende, einander parallele Wellen je. an ihren Enden zwei gegeneinander um i8o° versetzte exzentrische Massen tragen und entgegengesetzt mit einer Geschwindigkeit, die gleich der Geschwindigkeit der Kurbelwelle ist, in Drehung versetzt werden, wobei die exzentrischen Massen derart auf die Wellen aufgekeilt sind, daß sich die Drehmomente, welche sie in senkrecht zur Kurb.elwellenachse stehenden Ebenen erzeugen, addieren, ivährend sich die Drehmomente, die die exzentrischen Massen senkrecht zu den genannten Ebenen erzeugen, gegenseitig aufheben (Fig. 2 und 3). q.. Sternmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur. Erzeugung des Gegendrehmoments beideseits der Kurbelwelle zwei parallel zu dieser verlaufende Wellen angebracht sind, die in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle umlaufen, und auf denen exzentrische Massen, deren Schwerpunkte in einer gemeinsamen, senkrecht zur Kurbelwellenachse stehenden Ebene liegen, derart aufgek eilt sind, daß die Schwerpunkte dieser Massen bei dem oberen und unteren Totpunkt des an die Hauptschubstange angeschlossenen Kolbens in der Ebene liegen, in welcher die Wellenachsen liegen, wobei die exzentrischen Massen bei dem oberen Totpunkt des genannten Kolbens aufeinander zu und beim unteren Totpunkt voneinander fort gerichtet sind (Fig. q. bis 6). 5. Sternmotor nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (C), in der die die Exzentermassen (i i) tragenden Wellen (9, 1o) liegen, senkrecht zur Achse desjenigen Zylinders (X) verläuft, in welchem der an die Hauptschubstange angeschlossene Kolben arbeitet. 6. Sternmotor nach Anspruch ¢, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (9, io) der Exzentermassen ( i i) durch die Steuervorrichtung des Motors angetrieben werden. 7. Sternmotor nach Anspruch 6 mit gleichachsig zur Motorwelle liegender Steuernockenscheibe, die mit einer Innenverzahnung versehen ist, mit der Zwischenräder im Eingriff stehen, welch letztere durch eine auf der Motorwelle angeordnete Verzahnung in Drehung versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräder (14) auch zum Antrieb der die Exzentermassien (11) tragenden Wellen (9, i o) dienen.