DE704851C

DE704851C - Internal combustion engine, in particular for propelling aircraft

Info

Publication number: DE704851C
Application number: DEA75486D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Manfred Christian; Otto Nuebling
Original assignee: Argus Motoren GmbH
Current assignee: Argus Motoren GmbH
Priority date: 1935-03-06
Filing date: 1935-03-06
Publication date: 1941-04-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen, insbesondere zum Antrieb von Luftfahrzeugen, bei deren Triebwerk die Massenkräfte zweiter Ordnung durch mit doppelter Kurbelwellendrehzahl umlaufende Gegengewichte bei Verteilung der Gegengewichte auf beide Wellenenden ausgeglichen sind. Es sind bereits Brennkraftmaschinen mit in einer Reihe angeordneten Zylindern bekanntgeworden, bei denen die freien Maseenkräfte durch zwei umlaufende Gewichte ausgeglichen wurden, die über Zahnräder mit doppelter Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben wurden. Die Zahnräder dieses Antriebes und die beiden umlaufenden Gewichte waren im Bereich des mittleren Gehäuselagers vorgesehen. Man hat auch vorgeschlagen, in einem V-Motor, dessen Zylinder unter einem Winkel von 60 ° standen, mitThe invention relates to internal combustion engines, in particular for driving Aircraft whose engine has the second-order inertia forces through with double crankshaft speed rotating counterweights when distributing the counterweights are balanced on both shaft ends. There are already internal combustion engines with Cylinders arranged in a row became known, in which the free mass forces were balanced by two rotating weights, which are driven by gears with double the speed of the crankshaft became. The gears of this drive and the two rotating weights were provided in the area of the middle housing bearing. It has also been suggested in a V-engine, the cylinders of which were at an angle of 60 °, with

ao doppelter Drehzahl gegenüber der Kurbelwelle umlaufende Gewichte zu beiden Seiten des mittleren Hauptlagers der Kurbelwelle auf deren Lagerzapfen anzubringen oder aber in einer senkrechten Ouerebene durch die Kurbelwelle in geringem Anstand voneineinander zwei Gewichte anzuordnen und mittels einer Kette oder mit Zahnrädern anzutreiben. ao double the speed compared to the crankshaft, rotating weights on both sides of the central main bearing of the crankshaft on its bearing journals or but in a vertical plane through the crankshaft at a slight distance from one another to arrange two weights and to drive them by means of a chain or gear wheels.

Die vorgenannten Ausführungen haben indessen den Nachteil, daß die Getriebeteile einen besonderen Raum beanspruchen, der zu einer Verlängerung des Motors führt. Flugzeugmotoren erfordern jedoch eine möglichst gedrungene Bauweise, so daß die Anordnung der umlaufenden Gegengewichte ohne größere Raumbeanspruchung erfolgen muß.The aforementioned designs have the disadvantage that the transmission parts take up a special space that leads to an extension of the motor. Aircraft engines however, require a compact design as possible, so that the arrangement of the rotating counterweights without larger Space occupation must take place.

Vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe in zweckmäßiger Weise dadurch, daß erfindungsgemäß das eine Gegengewicht in dem auf der Kurbelwelle befindlichen hohlen Radkörper des Antriebrades eines Untersetzungsgetriebes untergebracht ist, wobei dieses Gegengewicht in weiterer Ausbildung der Erfindung durch ein gleichfalls im Radkörper oder in dessen Verlängerung angebrachtes Kegelradplanetengetriebe in Drehung versetzt wird. Das zweite Gegengewicht am anderen Ende der Kurbelwelle, gegebenenfalls auch seine Antriebsräder, werden in weiterer Ausbildung der Erfindung auf einer bzw. auf zwei Wellen zum Antrieb "von Nebenapparaten gelagert.The present invention solves this problem in an expedient manner in that according to the invention the one counterweight in the hollow wheel body located on the crankshaft the drive wheel of a reduction gear is housed, this counterweight in a further embodiment of the invention by a likewise attached in the wheel body or in its extension Bevel planetary gear is set in rotation. The second counterweight at the other end of the crankshaft, if applicable also its drive wheels are in a further embodiment of the invention on one or two shafts to drive "of Ancillary devices stored.

Eine Bauform der Erfindung, die lediglich als Ausführungsbeispiel dient, ist in der Zeichnung zur Darstellung gebracht. Es zeigt:A design of the invention, which serves only as an exemplary embodiment, is shown in FIG Drawing brought to representation. It shows:

Abb.: ι die wesenhafte, schaubildliche Wiedergabe der Anordnung der Ausgleichsgewichte, Fig .: ι the essential, graphical representation of the arrangement of the counterweights,

Abb. 2 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil des Triebwerkes mit der Anord- nung eines Gegengewichtes im Antriebsstirnrad, Fig. 2 is a longitudinal section through the front part of the engine with the tion of a counterweight in the drive spur gear,

~) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:~) The patent seeker stated that the inventors were:

Dr.-Ing. Manfred Christian in Berlin-Dahlem und Otto Nübling in Berlin-Frohnau.Dr.-Ing. Manfred Christian in Berlin-Dahlem and Otto Nübling in Berlin-Frohnau.

Abb. 3 ein Ausführungsbeispiel für dieFig. 3 shows an embodiment for the

Unterbringung des zweiten umlaufenden Gegengewichtes und seiner Antriebsteile zwischen den Getriebeteilen eines Apparateantriebes der Brennkraftmaschine.Accommodation of the second rotating counterweight and its drive parts between the gear parts of an apparatus drive of the internal combustion engine.

In Abb. ι sind I-IV die in einer Ebene liegenden vier Kurbeln der Kurbelwelle i. Mit 2 und 2' sind die zwei auf den gemeinsamen Kurbelzapfen der Kurbel III wirkenden Pleuelstangen bezeichnet, welche entsprechenden Zylindern von zwei V-förmig unter 60^c zueinander angeordneten Zylinderreihen angehören. Bei den einzelnen Kurbeln sind durch gestrichelt gezeichnete Pfeile die Massenkräfte dargestellt. Die Summe der Pfeile zu I-IV ist in dem mittleren Gehäuselager, also in der Symmetrieebene der Kurbelwelle, als nach abwärts gerichteter Pfeil eingezeichnet. Dieser Pfeil stellt die augenblickliche Richtung und die Größe der freien Massenkräfte dar, deren Wirkung durch die zusätzliche Vorrichtung zum Massenausgleich nach der Erfindung beseitigt werden soll.In Fig. I-IV are the four cranks of the crankshaft i lying in one plane. The two connecting rods which act on the common crank pin of crank III and which belong to corresponding cylinders of two cylinder rows arranged in a ^{V-shape at 60 c} are designated by 2 and 2 '. In the case of the individual cranks, the inertial forces are shown by dashed arrows. The sum of the arrows for I-IV is shown in the middle housing bearing, that is, in the plane of symmetry of the crankshaft, as an arrow pointing downwards. This arrow represents the current direction and the size of the free inertia forces, the effect of which is to be eliminated by the additional device for mass balancing according to the invention.

Am linken Ende der Kurbelwelle ist das Untersetzungsgetriebe dargestellt, welches aus dem im Schnitt gezeichneten Antriebszahnrad 3 und dem getriebenen Zahnrad 4 — letzteres auf der Luftschraubenwelle 5 — besteht. Das mit der Kurbelwelle 1 starr verbundene Zahnrad 3 ist hohl ausgebildet, und im Innern ist das umlaufende GegengewichtC« für sich drehbar gleichachsig angeordnet. Das Gegengewicht 6 läuft mit der doppelten Drehzahl, aber im gleichen Drehsinn wie die Kurbelwelle. Der Antrieb erfolgt durch ein Planetengetriebe, dessen Planetenräder 7 mit dem Zahnrad 3 umlaufen, während mit dem Brennkraftmaschinengehäuse 8 das mit ihm im Eingriff befindliche Kegelrad 9 starr verbunden ist. Auf diese Weise wird das mit der Welle 10 des umlaufenden Gegengewichts 6 starr verbundene Kegelrad 11 durch die Kurbelwelle mit doppelter Drehzahl angetrieben. At the left end of the crankshaft the reduction gear is shown, which from the drive gear 3 drawn in section and the driven gear 4 - the latter on the propeller shaft 5 - consists. The rigidly connected to the crankshaft 1 Gear 3 is hollow, and inside is the rotating counterweight C « arranged rotatably on the same axis. The counterweight 6 runs at twice the speed, but in the same direction of rotation as the crankshaft. It is driven by a Planetary gear, the planet gears 7 rotate with the gear 3, while with the Internal combustion engine housing 8 rigidly connected to the bevel gear 9 which is in engagement with it is. In this way it is done with the shaft 10 of the rotating counterweight 6 rigidly connected bevel gear 11 driven by the crankshaft at double speed.

Ein entsprechendes umlaufendes Gegengewicht befindet sich am rechten Ende der Kurbelwelle. Es wird durch ein Vorgelege gleichfalls mit doppelter Drehzahl angetrieben, und zwar durch ein Stirnradvorgelege, welches aus den Rädern 12, 13, der Xebenwelle 14 und dem Räderpaar 15, i& besteht. Mit dem Rad 16 ist durch eine Welle 17 das Gegengewicht 18 starr verbunden. Vorzugsweise wird für den Antrieb des Gegengewichts 18 ein für den Antrieb eines Xebenapparates der Brennkraftmaschine vorhandenes Getriebe benützt, oder aber das Gewicht ι S wird auf einem mit der Kurbelwelle 1 gleichachsigen Wellenstück eines Nebenapparates untergebracht, so daß eine zusätzliche Raumbeanspruchung vermieden wird.A corresponding rotating counterweight is located at the right end of the crankshaft. It is also driven at double the speed by a back gear, namely by a spur gear back gear consisting of the gears 12, 13, the auxiliary shaft 14 and the pair of gears 15, i &. The counterweight 18 is rigidly connected to the wheel 16 by a shaft 17. Preferably, a gear available for driving an auxiliary apparatus of the internal combustion engine is used to drive the counterweight 18, or the weight ι S is accommodated on a shaft piece of an auxiliary apparatus coaxial with the crankshaft 1, so that additional space requirements are avoided.

Wie Abb. 2 erkennen läßt, ist das hohl ausgebildete Antriebsrad in an sich bekannter Weise mit der Kurbelwelle derart verbunden, daß deren Biegungsschwingungen nicht übertragen werden. Zu diesem Zweck ist das kugelige Ende 20 des Radkörpers 3 mittels der geteilten Hülse 21 im Innern des vordersten Kurbehvellenzapfens gelagert, und die Übertragung des Drehmoments erfolgt durch den angeflanschten Mitnehmer 22, welcher in die Zähne des Rades 3 eingreift. Das andere Ende des Rades 3 läuft in leicht ersichtlicher Weise in dem Lager 23. Im Innern des Rades 3 befindet sich das mittels der Zapfen 24 und 25 drehbar gelagerte Gewicht 6. Der von dem geteilten Lager 26 umfaßte Zapfen 25 weist am Ende ein Kegelrad 19 auf, das mit den planetenartig umlaufenden Kegelrädern 2¹J in Eingriff steht, deren Welle den Radkörper 3 senkrecht zur Längsachse des Gegengewichts 3 durchdringt. In dem Gehäusedeckel 28 ist ein weiteres mit den Rädern 27 in Eingriff stehendes Kegelrad 29 durch die Schraube 30 sowie durch Nute und Feder starr verbunden. Durch die Zahnräder 29, 2~j und 19 wird das Gegengewicht mit doppelter Drehzahl im gleichen Drehsinn wie die Kurbelwelle durch diese in Umlauf versetzt. Das Gegengewicht 6 ist dabei unter Berücksichtigung dieses Abstandes von der Symmetrieebene der Kurbelwelle so bemessen, daß ein entsprechender Anteil der freien Massenkräfte ausgeglichen wird.As can be seen in Fig. 2, the hollow drive wheel is connected in a manner known per se to the crankshaft in such a way that its flexural vibrations are not transmitted. For this purpose, the spherical end 20 of the wheel body 3 is supported by means of the split sleeve 21 inside the foremost crank shaft pin, and the torque is transmitted through the flange-mounted driver 22, which engages the teeth of the wheel 3. The other end of the wheel 3 runs in an easily visible manner in the bearing 23. Inside the wheel 3 is the weight 6, which is rotatably mounted by means of the pins 24 and 25. The pin 25 encompassed by the split bearing 26 has a bevel gear 19 at the end which engages with the planetary bevel gears 2 ¹ J , the shaft of which penetrates the wheel body 3 perpendicular to the longitudinal axis of the counterweight 3. In the housing cover 28, a further bevel gear 29, which is in engagement with the wheels 27, is rigidly connected by the screw 30 as well as by grooves and tongues. By means of the gears 29, 2 ~ j and 19, the counterweight is set in rotation at twice the speed in the same direction of rotation as the crankshaft. The counterweight 6 is dimensioned, taking into account this distance from the plane of symmetry of the crankshaft, so that a corresponding proportion of the free inertia forces is compensated.

Die Schmierung der beweglichen Teile vvird durch eine Folge von Bohrungen bewirkt. Das Drucköl dringt von einem nicht dargestellten Kanal des Lagers 23 in die Bohrung 32 ein, gelangt in den Kanal 33 und von diesem in das Lager des Zapfens 24 des Gegengewichts 6; gleichzeitig strömt ein Teil des Schmieröls durch die Bohrung 34 in die Bohrung 35 des Querlagerzapfens 36 und durch öffnungen ^y in die Lager der Pianetenräder zy. Der Zapfen 25 erhält durch die Bohrung 2,2 sein Schmieröl. In dem Gehäuse 28 ist unten eine Bohrung 38 vorgesehen, durch die das überschüssige öl dem Brennkraftmaschinengehäuse zugeführt wird. Der Gehäusedeckel 28 umfaßt mit seinem unteren Teil die Luftschraubenwelle 5 abdichtend. The moving parts are lubricated by a series of bores. The pressure oil penetrates from a channel (not shown) of the bearing 23 into the bore 32, passes into the channel 33 and from there into the bearing of the journal 24 of the counterweight 6; At the same time, part of the lubricating oil flows through the bore 34 into the bore 35 of the transverse bearing journal 36 and through openings ^ y into the bearings of the planetary gears zy. The pin 25 receives its lubricating oil through the bore 2.2. In the housing 28, a bore 38 is provided at the bottom, through which the excess oil is fed to the internal combustion engine housing. The lower part of the housing cover 28 encompasses the propeller shaft 5 in a sealing manner.

In Abb. 3 zeigt 1 den äußersten rechten Lagerzapfen der Kurbelwelle, auf welchem der Flansch 40 durch Schrauben 39 befestigt ist, mit welchem durch die mittlere Verbindungsschraube 41 der umlaufende Teil 'eines zum Antrieb eines Ladegebläses dienenden Zahnrades 43 verbunden ist. Das iao aus den Teilen 42 und 43 bestehende Antriebsrad ist im Innern mit tangential ange-In Fig. 3, 1 shows the rightmost journal of the crankshaft on which the flange 40 is fixed by screws 39, with which by the central connecting screw 41 the revolving part 'of one for driving a charge blower serving gear 43 is connected. The iao consisting of parts 42 and 43, the inside of the drive wheel is tangentially

ordneten Übertragungsfedern 44 sowie mit einem System von Reibungsscheiben in dem Raum 45 versehen, um in an sich bekannter Weise die Wirkung von Drehsc'hwingungen S der Kurbelwelle beim Antrieb des Gebläserades 46 auszuschalten. Dieses wird durch die Zahnkränze 47, 48, 49 und 50 in raschen Lauf versetzt.arranged transmission springs 44 as well as with a system of friction discs in the Space 45 is provided in order to, in a manner known per se, the effect of rotary vibrations S to switch off the crankshaft when the fan wheel 46 is driven. This is going through the ring gears 47, 48, 49 and 50 set in rapid motion.

Der für die Unterbringung der Reibungsscheiben innerhalb des umlaufenden Teiles 42 benötigte Raum wird für die Unterbringung des Gegengewichts 18 in der Weise benützt, das letzteres auf diesem Körper außen bei Verwendung eines Futters 52 drehbar gelagert ist. Der Antrieb des umlaufenden Gegengewichts 18 wird in folgender Weise bewirkt: Auf dem Flansch 40 ist der Zahnkranz 53 vorgesehen, welcher in den Zahnkranz 54 eines mit dem Rade 48, 49 gleichachsigen Vorgeleges eingreift, dessen zweiter Zahnkranz 55 in den Zahnkranz 56 eingreift, wobei die Durchmesser der Zahnräder so gewählt sind, daß die erforderliche Übersetzung 1 '.2 ergibt. Es ist leichf zu ersehen, daß bei dieser Ausführung das Gegengewicht 18 ohne Vergrößerung der Baulänge untergebracht ist und daß der Antrieb mit einem Mindestmaß von zusätzlichen Teilen und insbesondere bei geringstem Gewicht in einwandfreier Weise erfolgt.The space required for accommodating the friction disks within the rotating part 42 is used for accommodating the counterweight 18 in such a way that the latter is rotatably mounted on the outside of this body when a chuck 52 is used. The drive of the rotating counterweight 18 is effected in the following way: The ring gear 53 is provided on the flange 40, which engages in the ring gear 54 of a back gear that is coaxial with the wheel 48, 49, the second ring gear 55 of which engages in the ring gear 56, the Diameter of the gears are chosen so that the required translation results 1 '.2. It is easy to see that in this embodiment the counterweight 18 is accommodated without increasing the overall length and that the drive is carried out properly with a minimum of additional parts and, in particular, with the lowest possible weight.

Der Lagerstelle des Gegengewichts 18 wird Schmieröl durch die Schmiervorrichtung der Brennkraftmaschinenwelle 1 zugeführt. In dem Füllstück 57, dessen Ölkanal 58 mit den Leitungen der Kurbelwellenschmierung in Verbindung steht, wird das Drucköl dem Kanal 59 des Flansches 40 und dem Kanal 60 des Teiles 42 zugeführt, von wo es an die Schmierstelle gelangt.The bearing point of the counterweight 18 is lubricating oil through the lubricating device of the Internal combustion engine shaft 1 supplied. In the filler piece 57, the oil channel 58 with the Lines of the crankshaft lubrication is in connection, the pressure oil is the channel 59 of the flange 40 and the channel 60 of the part 42 supplied, from where it arrives at the lubrication point.

Claims

Patent claims:

ι. Internal combustion engine, in particular for propelling aircraft whose engine the second-order inertial forces with double the crankshaft speed rotating counterweights are balanced when the counterweights are distributed over both shaft ends characterized in that the one counterweight in the hollow wheel body of the drive wheel located on the crankshaft a reduction gear is housed.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the in the hollow wheel body accommodated counterweight by a likewise in this wheel body or in its extension attached bevel planetary gear is driven. 6 "

3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the other is Counterweight, possibly also its drive wheels, on a respectively two shafts for driving auxiliary devices are mounted.

1 sheet of drawings