DE2113193A1 - Second order mass balancing for reciprocating piston engines - Google Patents

Second order mass balancing for reciprocating piston engines

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DE2113193A1 DE19712113193 DE2113193A DE2113193A1 DE 2113193 A1 DE2113193 A1 DE 2113193A1 DE 19712113193 DE19712113193 DE 19712113193 DE 2113193 A DE2113193 A DE 2113193A DE 2113193 A1 DE2113193 A1 DE 2113193A1
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Description

klöSner-humboldt-deutzag.köln 5 Köln 80, den 25. Febr. 1971klöSner-humboldt-deutzag.köln 5 Cologne 80, February 25, 1971

Unser Zeichen: D 71/34 - AP Cn/BuOur reference: D 71/34 - AP Cn / Bu

Massenausgleich zweiter Ordnung fürSecond order mass balance for

HubkolbenmaschinenReciprocating engines

Die Erfindung betrifft den Massenausgleich zweiter Ordnung für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Hubkolbenbrennkraftmaschinen durch zwei mit doppelter Maschinendrehzahl gegenläufig betriebenen Gegengewichten, die unterhalb der Kurbelwelle, in bezug auf die Länge der Maschine etwa in der Maschinenmitte auf zwei Wellen sitzen, die in einer senkrecht zur längamittelebene der Maschine verlaufenden Ebene und parallel zur Kurbelwelle angeordnet sind und gegenseitig mit untereinander gleich großen auf ihnen festsitzenden Zahnrädern in treibender Verbindung stehen, wobei die Wellen im Hinblick auf den Raum zwischen den Gegengewichten und den Zahnrädern mit über die Gegengewichte und die Zahnräder nach außen überstehenden Enden in Halterungen gelagert sind und wobei eine der Wellen von der Kurbelwelle aus angetrieben wird.The invention relates to second order mass balancing for reciprocating piston engines, in particular reciprocating piston internal combustion engines by two counterweights operated in opposite directions at twice the machine speed, which are located below the crankshaft on the length of the machine in the middle of the machine sit on two shafts that are perpendicular to the longitudinal center plane of the machine running plane and are arranged parallel to the crankshaft and mutually with mutually equal on them fixed gears are in driving connection, the shafts with regard to the space between the Counterweights and the gears with over the counterweights and the gears protruding ends in brackets are stored and one of the shafts is driven by the crankshaft.

Me vorstehend näher beschriebene Anordnung des Massenausgleich^ zweiter Ordnung gilt bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen gewissermaßen als Standardausführung. Diese Ausführung hat auch die I'atentliteratur bereichert. Es wird hierzu auf die deutschen Patentschriften 975 104, 959 865, 1 177 408 und 1 196 012 hingewiesen. Me arrangement of the mass balancing described in more detail above ^ The second order applies to a certain extent to the standard version of reciprocating internal combustion engines. This version also has the I enriched the literature. This is done on the German Patents 975 104, 959 865, 1 177 408 and 1 196 012 are referred to.

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' Die Konstruktionen nach den vorgenannten Patentschriften haben ein Merlrmal gemeinsam, nach dem die gegenläufig betriebenen Gegengewichte und die Zahnräder, mit deaen die Wellen gegenseitig in treibender Verbindung stehen, räumlich gesehen, unmittelbar nebeneinander liegen. Dies ist, soweit es ermittelt werden konnte, die Ursache dafür, daß die Massenausgleichagetriebe ein sehr starkes Laufgeräusch haben. Me Fliehkräfte, welche die Gegenfc gewichte erzeugen, haben zur Folge, daß die Wellen, weil sie in ihren Lagern Spiel haben, in ihren Lagern exzentrisch laufen. Die Größe der Exzentrizität ist dabei abhängig von der jeweiligen Drehzahl. Der exzentrische Lauf der Wellen in ihren Lagern wirkt sich sehr nachteilig auf den Eingriff der beiden Zahnräder aus. Insbesondere bei Fahrzeugmotoren9 die mit stark wechselnden Dreh-* zahlen betrieben werden, findet eine ununterbrochene Änderung des Eingriffes der beiden Zahnräder statt, was eich in einem deutlich hörbaren, rumpelnden Geräusch ausdrückt.The constructions according to the above-mentioned patent specifications have one thing in common, according to which the counterweights operated in opposite directions and the gears, with which the shafts are mutually drivingly connected, are spatially located directly next to one another. As far as it could be determined, this is the reason why the mass balancing gears have a very loud running noise. The centrifugal forces which the counterweights generate have the consequence that the shafts, because they have play in their bearings, run eccentrically in their bearings. The size of the eccentricity depends on the respective speed. The eccentric running of the shafts in their bearings has a very detrimental effect on the engagement of the two gears. In particular, in the case of vehicle engines 9 that are operated with strongly changing speeds, there is a continuous change in the engagement of the two gears, which is expressed in a clearly audible, rumbling noise.

Abgesehen davon, daß der veränderliche Eingriff der beiden Zahnräder einen starken Verschleiß der Zahnräder zur Folge hat, der vermieden werden muß, ist es Hauptaufgabe der Erfindung, das rumpelnde Geräusch, welches die Zahnräder erzeugen, zu vermeiden.Apart from the fact that the engagement of the two gears is variable a heavy wear of the gearwheels has to be avoided, it is the main object of the invention, the rumbling Avoid noise generated by the gears.

Ea ist die Erkenntnis der Erfindung, daß die Anordnung der Zahnräder unmittelbar neber· den Gegengewichten, es kaum möglich macht, den Einfluß der Fliehkräfte dar Gegengewichte von den ZahnrädernEa is the realization of the invention that the arrangement of the gears directly next to the counterweights makes it hardly possible the influence of centrifugal forces on the counterweights of the gears

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fernzuhalten. Es wird daher zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe vorgeschlagen, daß beide Wellen bis zu der den Zahnrädern zugewandten Stirnseite der Maschine hinreichen, daß die Zahnräder unmittelbar neben der dort angeordneten Halterung liegen und daß eine der Wellen in. an sich bekannter Weise an ihrem Ende mit der Kurbelwelle in treibender Verbindung steht.keep away. It is therefore proposed to achieve the object of the invention that both shafts up to the gears facing end face of the machine sufficient that the gears directly next to the bracket arranged there lie and that one of the shafts is in a known manner at its end with the crankshaft in driving connection.

Bei Verauchsanordnungen, bei denen die Erfindung in die Tat umgesetzt wurden, konnte beobachtet werden, daß durch die Trennung von Gegengewichten und Zahnrädern, die Geräuschentwicklung auf ein Minimum zurückgeführt wurde. Der exzentrische Lauf der Wellen in ihren Lagern, bedingt durch die Fliehkräfte der Gegengewichte, hat durch den erfindungsgemäß relativ grossen Abstand der Zahnräder von den Gegengewichten keinen nennenswerten Einfluß mehr auf den Eingriff der Zahnräder miteinander.In verifying arrangements in which the invention is in fact were implemented, it could be observed that the separation of counterweights and gears, the development of noise has been reduced to a minimum. The eccentric running of the shafts in their bearings, caused by the centrifugal forces the counterweights, has no significant distance between the gears and the counterweights due to the relatively large spacing according to the invention Influence more on the engagement of the gears with one another.

Im Zusammenhang mit 3em Hauptgedanken gemäß der Erfindung zeigte es sich, daß durch eine Ausführung der Wellen als echte Hohlwellen ein günstiger Einfluß im Hinblick auf die Verminderung der schädlichen Geräusche erzielt werden konnte.In connection with 3em main idea according to the invention, it was found that by designing the shafts as real hollow shafts a favorable influence in terms of reducing harmful noises could be obtained.

Dadurch, da,? gemäß eier Erfindung, der Eingriff der Zahnräder im wesentlichen gleichbleibend erhalten wird, tritt au^h der Verschleii? der Zahnräder nicht mehr erheblich in Erscheinung. Im Zusammenhang mit der Erfindung ergeben sich aber noch v/eitereThereby, there? according to an invention, the engagement of the gears is maintained essentially constant, also occurs Wear? the gears no longer appear significantly. In connection with the invention, however, further details arise

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Vorteile. Bei der Montage des Massenausggleiohegetriebes braucht nicht mehr wie bisher, mit äußerster Sorgfalt gearbeitet zu werden. Die längeren Wellen haben zur Folge, daß ea nicht mehr erforderlich ist, die Lager haargenau gegeneinander auszurichten und man hat es auch besser in der Hand, das Zahnspiel wenn nötig, durch gegenseitiges Unterlegen einer der Halterungen ohne Nachteil für das Getriebe einzustellen.Advantages. When assembling the mass balancing gear needs no longer as before, to be worked with the utmost care. The longer waves mean that ea is no longer required is to align the bearings precisely against each other and you also have better control of the tooth play if necessary, by placing one of the brackets underneath each other without any disadvantage for the transmission.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is for example shown.

Die Abb. T zeigt, soweit es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist, einen Massenausgleich zweiter Ordnung für Hubkolbenmaschinen im senkrechten Längsschnitt.Fig. T shows as far as it is necessary to explain the invention What is required is a second order mass balancing for reciprocating piston engines in the vertical longitudinal section.

Die Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II - II in Abb. 1. ·Fig. 2 shows a section along the line II - II in Fig. 1. ·

Die Abb. 3 zeigt eine Ansicht des in den Abb. 1 und 2 dargestellten, gemäß dem Pfeil III in Abb. 2.Fig. 3 shows a view of the one shown in Figs. 1 and 2, according to the arrow III in Fig. 2.

Der in den Abbildungen dargestellte Massenausgleich zweiter Ordnung ist für einen Yierzylinder-Dieselmotor gedacht. Der Massenausgleich hat zwei mit doppelter Maechinendrehzahl gegenläufig betriebene Gegengewichte, die mit 1 und 2 bezeichnet sind.The second order mass balance shown in the figures is intended for a Yier-cylinder diesel engine. Of the Mass balancing has two counter-rotating with twice the machine speed operated counterweights, which are labeled 1 and 2.

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Die Gegengewichte 1 und 2 sind unterhalb der nicht dargestellten Kurbelwelle angeordnet. Ihre Anordnung ist so vorgenommen, daß sie in bezug auf die Länge der Maschine etwa in der Maschinenmitte auf zwei Wellen 3 und 4 sitzen, die in einer senkrecht zur Längsmittelebene der Maschine verlaufenden Ebene und parallel zur Kurbelwelle angeordnet sind. Die Wellen 3 und 4 stehen gegenseitig mit untereinander gleichgroßen auf ihnen fest sitzenden Zahnrädern 5 und 6 in treibender Verbindung. Die Wellen sind im Hinblick auf den Raum zwischen den Gegengewichten 1 und 2 und den Zahnrädern 5 und 6 mit über die Gegengewichte 1 und 2 und die Zahnräder 5 und 6 nach außen überstehenden Enden 7 und 8 bzw. 9 und 10 in Halterungen gelagert. Die Halterungen sind Traversen 11 und 12, die an ihren Enden, was nicht dargestellt ist, an den Zwischenwänden des Maschinengestells angeschraubt sind.The counterweights 1 and 2 are arranged below the crankshaft, not shown. Their arrangement is made so that they sit in relation to the length of the machine approximately in the middle of the machine on two shafts 3 and 4, which are perpendicular to the Longitudinal center plane of the machine extending plane and are arranged parallel to the crankshaft. The waves 3 and 4 are mutually exclusive with equally large gears 5 and 6 firmly seated on them in driving connection. The waves are with regard to the space between the counterweights 1 and 2 and the gears 5 and 6 with about the counterweights 1 and 2 and the gears 5 and 6 outwardly protruding ends 7 and 8 or 9 and 10 mounted in brackets. The brackets are trusses 11 and 12, which are screwed at their ends, which is not shown, to the intermediate walls of the machine frame.

In den Abb. 1 und 3 ist ein Zahnrad 13 dargestellt, welches mit einem an einer Stirnseite der Kurbelwelle angeordneten Zahnrad in treibender Verbindung steht. Das Zahnrad 13 dient als Zwischenzahnrad zum Antrieb des Massenausgleichs. Zu diesem Zweck greift ein am Ende der Welle 3 angeordnetes Zahnrad 14 in das Zahnrad 13 ein. Das Zahnrad 14 sitzt auf der vom Zahnrad 5 abgewandten Seite der Traverse 12. Wie insbesondere die Abb. 1 und 2 erkennen lassen, reichen beide Wellen 3 und 4 bis zu der den Zahnrädern 5 und 6 zugewandten Stirnseite der Maschine hin. Wobei die Zahnräder 5 und 6 unmittelbar neben der dort angeordneten Traverse 12 liegen.In Figs. 1 and 3, a gear 13 is shown, which is arranged with a gear arranged on one end of the crankshaft is in driving connection. The gear 13 serves as an intermediate gear to drive the mass balance. To this For this purpose, a gear 14 arranged at the end of the shaft 3 meshes with the gear 13. The gear 14 is seated on that of the gear 5 remote side of the traverse 12. As can be seen in particular in Figs. 1 and 2, both shafts 3 and 4 extend to the the end face of the machine facing the gears 5 and 6. The gears 5 and 6 being arranged immediately next to the one arranged there Traverse 12 lie.

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Die Wellen 3 und 4 sind ale Hohlwellen ausgebildet« Es hat sich gezeigt, daß diese Ausbildung der Wellen wesentlich zur Geräuschminderung des Maseenausgleichsgetriebee beiträgt. Das Zahnrad 14 ist an der Welle 3 mit Hilfe eines an deren Stirnseite angeordneten Zapfens 15 befestigt, der auf einem Teil seiner Länge als Dehnschraube 16 ausgebildet ist, die eine Mutter 17 zum Pestziehen des Zahnrades 14 trägt.The shafts 3 and 4 are designed as hollow shafts «It has it has been shown that this formation of the waves contributes significantly to the noise reduction of the mass compensation gear. That Gear 14 is attached to the shaft 3 with the help of a pin 15 arranged on its end face, which on a part its length is designed as an expansion screw 16 which carries a nut 17 for pulling the gear 14.

Das Zwischenrad 13 ist in einem Portsatz 18 der Traverse 12 auf einem Bolzen 19 gelagert. Das Massenausgleichsgetriebe ist an das Schmiersystem des Dieselmotors angeschlossen. Zur Förderung des Schmieröls durch das Massenausgleichsgetriebe dienen neben den Hohlräumen der Wellen 3 uad 4 in der Traverse 11 angeordnete Kanäle 20 und 21 sowie ein im Portsatz 18 angeordneter Kanal 22. Zur Verbindung der Kanäle sind in den Wellen 3 und Querbohrungen 23 angeordnet.The intermediate gear 13 is in a port set 18 of the traverse 12 mounted on a bolt 19. The mass balancing gear is connected to the lubrication system of the diesel engine. Serve to convey the lubricating oil through the mass balancing gear next to the cavities of the shafts 3 uad 4 arranged in the cross member 11 Channels 20 and 21 as well as one arranged in the port set 18 Channel 22. To connect the channels 3 and cross bores 23 are arranged in the shafts.

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Claims (2)

AG-KÖLN 5 Unser Zeichen: D 71/34 - AP Cn/Bu PatentansprücheAG-KÖLN 5 Our reference: D 71/34 - AP Cn / Bu patent claims 1. Massenauagleich zweiter Ordnung für Hubkolbenmaschine^ insbesondere Hubkolbenbrennkraftmaschinen durch zwei mit doppelter Maschinendrehzahl gegenläufig betriebenen Gegengewichten, die unterhalb der Kurbelwelle, in bezug auf die Länge der Maschine etwa in der Maschinenmitte auf zwei Wellen sitzen, die in einer senkrecht zur Längemittelebene der Maschine verlaufenden Ebene und parallel zur Kurbelwelle angeordnet sind und gegenseitig mit untereinander gleich großen auf ihnen festsitzenden Zahnrädern in treibender Verbindung stehen, wobei die Wellen im Hinblick auf den Raum zwischen den Gegengewichten und den Zahnrädern mit über die Gegengewichte und die Zahnräder nach außen überstehenden Enden in Halterungen gelagert sind und wobei eine der Wellen von der Kurbelwelle aus angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wellen (3 und 4) bis zu der den Zahnrädern (5 und 6) zugewandten Stirnseite der Maschine hinreichen, daß die Zahnräder (5 und 6) unmittelbar neben der dort angeordneten Halterung (12) liegen und daß eine der Wellen (3) in an sich bekannter Weise an ihrem Ende mit der Kurbelwelle in treibender Verbindung steht.1. Second order mass balance for reciprocating piston engine ^ in particular reciprocating internal combustion engines by two with double Machine speed counterweights operated in opposite directions, which are located below the crankshaft, in relation to the length of the machine in the middle of the machine sit on two shafts that are in one are arranged perpendicular to the longitudinal center plane of the machine and parallel to the crankshaft plane and mutually are in driving connection with each other with equally large gears fixed on them, with the shafts in view on the space between the counterweights and the gears with over the counterweights and the gears to the outside protruding ends are mounted in brackets and one of the shafts is driven by the crankshaft, thereby characterized in that both shafts (3 and 4) extend to the end face of the machine facing the gears (5 and 6), that the gears (5 and 6) are located directly next to the bracket (12) arranged there and that one of the shafts (3) is on is in a known manner at its end with the crankshaft in driving connection. 2. Massenausgleich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (3 und 4) als Hohlwellen ausgebildet sind.2. mass balancing according to claim 1, characterized in that that the shafts (3 and 4) are designed as hollow shafts. 2098A0/03252098A0 / 0325
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