DE3417349A1 - Arbeitsmaschine mit vollstaendigem ausgleich der massenwirkungen - Google Patents

Arbeitsmaschine mit vollstaendigem ausgleich der massenwirkungen

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DE3417349A1
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mass
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crankshaft
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Tang Sanh Dipl.-Ing. 1000 Berlin Nguyen
Viet Dipl.-Ing. Vu-Han
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VU HAN VIET
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22—Compensation of inertia forces
    • F16F15/26—Compensation 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
    • F16F15/261—Compensation 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 where masses move linearly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
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    • F01B9/023—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft of Bourke-type or Scotch yoke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
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    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

  • BESCHREIBUNG
  • Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen Die Erfindung ist eine Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 33 10 416.
  • Im folgenden wird die Erfindung beisDielhaft von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 bis Fig. 4 die Stellungen der Gegenmassenwellen (20) relativ zur Kurbelwellenstellung, Fig. 5 in Diagrammform die Kraftkomponenten in x-Richtung, Fig. 6 in Diagrammform die KraftkomDonenten in z-Richtung.
  • Die Gegenmassenkräfte links Pl und rechts Fr sind gleich groß und entsprechen zusammen der Kolbenmassenkraft Fk. Die Achsen der Gegenmassenwellen (20) und der Kurbelwelle (7) sind parallel. Die Abstände AO und OB sind gleich lang. Die Gegenmassenwellen (20) haben entgegengesetzte Drehrichtungen.
  • Wenn die Kolbeneinheit (2) ihren obersten Punkt erreicht, wirkt eine Kolbenmassenkraft Fk in z-Richtung nach oben, die durch die nach unten gerichteten Kräfte Fl und Fr der linken und rechten Gegenmassenwellen (20) ausgeglichen wird (Fig.
  • 1).
  • In der Mittelstellung der Kolbeneinheit (2) ist die Kolbenkraft Fk null, die Kräfte Fl und Fr der Geqenmassenwellen (20) heben sich gegenseitig auf (Fig. 2 und 4).
  • Geht die Kolbeneinheit (2) ganz nach unten, wirkt die Kolbenkraft Fk in z-Richtung wieder am stärksten, wie ebenfalls die beiden nach oben gerichteten Kräfte Fl und Fr der Gegenmassenwellen (20) (Fig. 3).
  • In x-Richtung treten nur die Kraftkomponenten der Gegenmassenwellen (20) in Sinus-Form in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel auf. Diese Kraftkomponenten heben sich gegenseitia auf (Fig.
  • 5).
  • In z-Richtung addieren sich die Kraftkomponenten der Gegenmassenwellen (20) und gleichen die in z-Richtung wirkende Kolbenkraft Fk aus (Fig. 6). Die Größe dieser Kräfte hängt vom Kurbelwinkel ab und ist sinusförmig.
  • - Leerseite -

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen P7 wirkungen, - bei der die Kolben (1) geradlinig zwischen Arbeitsräumen hin- und hergehen, - deren Kolben (1) direkt, und nicht über die Kurbelwelle (7), miteinander fest oder gelenkig zu einer Kolbeneinheit (2) verbunden sind, - bei der die rotierende Kurbelwelle (7) direkt über ein 2freiheitsgradiges Gelenk mit der hin- und hergehenden Kolbeneinheit (2) verbunden ist und von dieser angetrieben wird, - die als Verbrennungskraftmaschine nach dem 2-Takt-Verfahren pro Maschineneinheit (3) jeweils zwei direkt miteinander verbundene Kolben (1 ) als eine Zweikolben-Einheit aufweist, - die als Verbrennungskraftmaschine nach dem 4-Takt-Verfahren pro Maschineneinheit (3) jeweils vier in H-förmiger bzw. Boxer-Anordnung direkt miteinander verbundene Kolben (1) als eine Vierkolben-Einheit aufweist, - bei der die Maschineneinheiten (3) hinter- und miteinander über eine entsprechend ausgestaltete Kurbelwelle (7) gekoppelt werden können, - bei der die rotierenden Massen durch entsprechende, nach bekannter Massenausgleichsmethode angebrachte Gegenmassen ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß - die durch die geradlinig oszillierende Bewegung der Kolbeneinheit (2) hervorgerufenen Massenkräfte und -momente zweiter und höherer Ordnung durch die 2freiheitsgradige sog. Kreuzschubkurbel nicht auftreten, - die Massenkräfte erster Ordnung durch Gegenmassenwellen (20) ausgeglichen werden, wobei - die Drehachsen dieser Gegenmassenwellen (20) zueinander und zur Achse der Kurbelwelle (7) parallel sind, - der Achsenabstand der beiden Gegenmassenwellen (20) zur Kurbelwellenachse gleich lang ist, - die Schwerpunkte der Gegenmassenwellen (20) und der Kolbeneinheit (2) in einer Ebene senkrecht zur Kurbelwellenachse liegen, - die Verbindungslinie der Achsen der Gegenmassenwellen in ihrem Schwerpunkt senkrecht zur Bewegungslinie des Schwerpunktes der Kolbeneinheit (2) ist - die beiden Gegenmassenwellen (20) mit der gleichen Drehzahl entgegengesetzt drehen, - die Kolbenmassenkraft 1. Ordnung Fk gleich der Summe der Massenkräfte links Fl und rechts Fr der Gegenmassenwellen (20) d.h. Fk = Fl + Fr ist und es gilt F1 = Fr = Fk/2 und diese Kräfte dem Produkt der Masse mit dem zugehörigen Kurbel- bzw.
    Exzenterradius und dem Quadrat der zugehörigen Winkelgeschwindigkeit proportional sind, - die Massenmomente erster Ordnung durch die zuvor genannten Voraussetzungen nicht auftreten bzw. sich gegenseitig aufheben, - sich die Lage des Schwerpunktes der gesamten Arbeitsmaschine während des Betriebs theoretisch nicht verändert.
  2. 2. Arbeitsmaschine mit vollständigem Ausgleich der Massenwirkungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterradius der Gegenmassenwellen (20) und der Kurbelradius der Kurbelwelle (7) gleich groß sind und die Masse der Gegenmassenwellen (20) halb so groß wie die der Kolbeneinheit (2) ist.
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