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Lenkergetriebe für Maschinen mit hin und her gehender Bewegung.
Die Erfindung betrifft ein Lenkergetriebe zur Verbindung der Kolbenstangen od. dgl. von
Maschinen mit hin und her gehender Bewegung mit ihren Kurbeln, wobei gelenkig angeschlossene Winkel- hebel zwichengeschaltet sind, um die motorische Kraft wirksamer von dem Kolben auf die Kurbelwelle zu übertragen.
Erfindungsgemäss ist ein ausgleichendes Lenkergetriebe vorgesehen, das eine im wesentlichen konstante Kurbelübersetzung ohne Totpunkte ermöglicht, so dass sich die volle Kolbenkraft während der ganzen Umdrehung der Kurbelwelle gleichmässig verteilt und eine grössere Leistung der Kurbel- welle als bei den bisherigen Maschinen mit hin und her gehender Bewegung erhältlich ist.
Um die erwähnte Wirkung herbeizuführen, wird ein im virtuellen Sinne als Verbundhebelbezeiehen- barer Hebel mit im wesentlichen pfeilspitzenförmiger Gestalt angewendet, wobei beide Seitenteile des
Hebels auf demselben Mittelarm sitzen, so dass drei Arme gleichzeitig und in gegenseitiger Verbindung arbeiten. Die Kolbenstange ist an den Mittelarm angeschlossen, und die beiden Seitenteile des pfeil- spitzenförmigen Hebels sind in beliebiger Weise und Lage mit zwei entgegengesetzt gelegenen Kurbel- zapfen der Kurbelwelle verbunden.
Wie nachstehend gezeigt wird, kann der Mechanismus zur Verbesserung des Lenkergetriebes durch Anschluss zusätzlicher Kurbelzapfen an die Kurbelwelle verviel- fältigt werden, wobei die zusätzlichen Kurbelzapfen durch eigene Lenkerstangen und Hebel in ähnlicher
Weise betätigt und sämtliche Kurbelzapfen durch die Kolbenstange ein und desselben Kolbens an- getrieben werden. Die Seitenteile des pfeilspitzenförmigen Hebels können mit dem Mittelarm gleiche oder ungleiche Winkel beliebiger Grösse einschliessen.
Der pfeilspitzenförmige Hebel kann aus einem einzigen Stücke bestehen oder der Mittelarm und die Seitenarme des Hebels, die mit einer Sehwingwelle fest verbunden sind, können getrennt angeordnet sein. Der pfeilspitzenförmige Hebel kann auch die Gestalt einer gleichseitigen, aus einem Stücke be- stehenden Dreiecksfläche aufweisen. Der als Dreiecksfläche ausgebildete Hebel ist in der Mitte seiner
Grundlinie in einem Punkte drehbar befestigt, der von der Längsachse der Kolbenstange einen bestimmten Abstand hat.
Die abwärts gerichtete Spitze der DreiecksfMche ist mit dem äusseren Ende der Kolben- stange so verbunden, dass eine durch den Drehpunkt des Hebels und durch die Spitze der Dreiecksfläehe gezogene gerade Linie zur Kolbenstange senkrecht steht, wenn diese die Stellung des halben Kolben- hubes einnimmt. Die zu beiden Seiten des Hebeldrehpunktes liegende Grundlinie der Dreiecksfläche ist mittels Lenkerstangen mit den Kurbelzapfen einer doppeltgekröpften Kurbelwelle verbunden. Die beiden Arme der Grundlinie sind halb so lang wie die Entfernung zwischen dem Drehpunkt des Hebels und der Spitze der Dreiecksfläche.
Der pfeilspitzenförmige Hebel kann auch aus zwei parallelen, durch Stäbe oder Ankerstücke im
Abstand gehaltenen Seitenteilen bestehen, welche die Lenkerstangen tragen und den Anschluss ver- schiedener zusätzlicher Kurbeln und damit die reihenweise Kupplung einer Anzahl zusätzlicher Kurbelwellen an Zylinder für vier-, sechs-oder achtfach gekröpfte Kurbelwellen ermöglichen.
Ausserdem ist die Erfindung auf doppeltwirkende Zylinder aller Typen von Verbrennungskraft- maschinen anwendbar.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Anordnung des Lenkergetriebes in Verbindung mit einer doppelt-
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Zylinder. Fig. 2 ist eine schematische Wiedergabe der Anordnung des Erfindungsgegenstandes für eine vierfach gekröpfte Kurbelwelle und einen horizontalen Zylinder. Fig. 3 zeigt schematisch, wie zwei voneinander unabhängige doppelt-gekröpfte Kurbelwellen und ein horizontaler Zylinder angeordnet sind, Fig. 4 ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, Fig. 5 eine Seitenansicht des Lenkergetriebes.
Fig. 6 ein Schnitt nach Linie x-x der Fig. 5, Fig. 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des in Fig. 2 veranschaulichten Lenkergetriebes, Fig. 8 ein Vertikalschnitt nach Linie y-y der Fig. 7 und Fig. 9 ein Schnitt nach Linie z-z der Fig. 7 mit Darstellung des die Gleitstückbewegung bei vollem Kolbenhub umkehrenden Mechanismus.
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entsprechen, wobei die Seitenteile 4, 4 von dem Mittelteil 3 abgebogen sind. Der Hebel 3,4, 4 ist an der Schwingwelle 6 drehbar befestigt, die in dem Rahmen 7 der Vorrichtung gelagert und über der Achse der Kolbenstange 8 des horizontalen Zylinders 9 im Abstande der doppelten Länge des Hebelarmes 2 angeordnet ist (Fig. 1).
Die Kolbenstange 8 ist an ihrem äusseren Ende mit einem Schlitten 10 versehen, der einen horizontalen Bolzen 11 trägt, welcher durch den Schlitz 12 am unteren Ende 13 des Mittelteiles 3 des Hebels 3, 4, 4 reicht, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass der Mittelteil 3 bei halber Hubhöhe des Kolbens zur Kolbenstange senkrecht steht.
Am äusseren Ende jedes Dreharmes oder Seitenteiles 2 d ! 3s pfeilspitzenförmigen Hebels 1, 2,2 (Fig. 1) bzw. an den oberen äusseren Enden der Seitenteile 4 des drachenförmigen Hebels 3, 4,4 (Fig. 4
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Die Lenkerstangen 14 sind an ihren unteren starken Enden mit den Kurbelzapfen einer doppeltgekröpften Kurbelwelle-M verbunden, so dass der drachenförmige Hebel 3, 4, 4 beim Hin-und Hergang der Kolbenstange 8 hin und her schwingt und der Kurbelwelle 15 mittels der Lenkerstangen 14, 14 eine Drehbewegung erteilt.
Durch die in Fig. 1 schematisch veranschaulichte Anordnung zusätzlicher Hebelarme 2 und zusätzlicher Lenkerstangen16, von denen die ersteren an den Mittelarm 1, die letzteren an den Hebelarm 2 angeschlossen sind und welche anderseits mit den Kurbelzapfen einer zusätzlichen Kurbelwelle 17 verbunden sind, kann der Kurbelwelle 17 gleichzeitig mit der Drehbewegung der Kurbelwelle 15 eine Drehbèwegung erteilt werden. --
Bei der in den Fig. 2,7, 8 und 9 dargestellten Anordnung einer vierfach gekröpften Kurbelwelle ist ein doppeltes Lenkergetriebe vorgesehen, d. h. das Lenkergetriebe besteht aus einer oberen und einer unteren Dreh-oder Schwingwelle 6, wobei beide Schwingwellen- von der Kolbenstange 8 gleiehweit abstehen und in den oberen und unteren Teilen des Rahmens 7 gelagert sind.
Jede der Schwingwellen 6 ist mit einem pfeilspitzenförmigen Hebel versehen, der aus einem drehbaren Hauptteil 1 und zwei voneinander abstehenden, an ihren. Schwingwellen 6 drehbar befestigten Armen 2, 2 besteht, wobei ein Kurbelhebel von seiner Sehwingwelle 6 herabhängt und der andere auf seiner Schwingwelle 6 aufrecht steht. Die sehwingbaren Hauptteile 1, 1 sind bei halbem Kolbenhub in einer richtigen Linie und stehen zur Kolbenstange 8 senkrecht.
Das innere Ende jedes schwingbaren Hauptteilen 1 ist mit einem Längsschlitz 12 versehen. Durch jeden der Schlitze 12 reicht ein horizontaler Bolzen 18, der mit einem Gleitstück 19 unter einem rechten Winkel verbunden ist. Das Gleitstück 19 ist auf einer Führungsstange 20 verschiebbar gelagert. Die Führungsstangen 20 sind nebeneinander horizontal angeordnet und werden an ihren Enden von Stützen getragen, die an dem Rahmen der Vorrichtung befestigt sind.
Auf jeder Endstütze ist ein Kettenrad 21. drehbar gelagert. Die Kettenräder 21 sind miteinander mittels einer Kette ohne Ende 22 verbunden, an deren oberem und unterem Teile die Gleitstücke 19 befestigt sind. Mit dem Bolzen 18 des äusseren Gleitstückes 19 ist der Schlitten 10 der Kolbenstange 8 des horizontalen Zylinders 9 verbunden.
Ausserdem sind die Kurbelzapfen der vierfach gekröpften Kurbelwelle 15, die in diesem Fall in der Mitte zwischen der oberen und unteren Schwingwelle 6 angeordnet ist, durch je eineLenkerstange mit je einem Schwinghebel 2 verbunden, wobei sich sowohl die oberen Lenkerstangen als auch die unteren Lenkerstangen kreuzen.
Die Anordnung ist derart getroffen, dass die Haupthebel 1, 1 bei halbem Kolbenhub zur Kolbenstange 8 senkrecht stehen, während die Gleitstücke 19 in der Mitte in einer Flucht liegen.
Die hin und her gehende Kolbenstange 8 führt den Schlitten M und den äusseren Haupthebel mit sich, so dass da & innera Gleitstück M durch die Bewegung der Kette 22 in umgekehrten Richtungen bewegt wird und daher auch die inneren Haupthebel in entgegengesetzter Richtung bewegen, d. h. die. Kurbelhebeln schwingen und kreuzen einander in entgegengesetzten Richtungen und erteilen der Kurbelwelle 15 mittels der Lenkerstangen 14 eine konstante gleichförmige Drehbewegung.
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können auch andere Antriebsmethoden für denselben Zweck benutzt werden.
Es können auch die entgegengesetzt gerichteten Paare von je zwei Paaren von Lenkerstangen 14, falls dies notwendig ist, entfernt werden, so dass das Lenkergetriebe nur zwei Kröpfungen der vierfach gekröpften Kurbelwelle 15 betätigt, die unter 1800 gegeneinander gestellt sind. Eine solche Kurbelwelle 15 kann geteilt werden, wobei die beiden Teile durch geeignete Mittel 23 (Fig. 7) lösbar verbunden sind, so dass die Kurbeln, falls dies gewünscht wird, unter einem beliebigen Winkel eingestellt und dabei in gegenseitiger richtiger Lage gehalten werden können, wobei die unwirksamen Nebenhebel als Ausgleichshebel beibehalten werden.
Zum Unterschiede von dem doppelten Lenkergetriebe können beide Sätze des Lenkergetriebes auch auf derselben Seite der Kolbenstange angeordnet sein. Zu diesem Zwecke wird der zweite Haupthebel mit seinen Schwingarmen von einer Hülse getragen, die auf der oberen Schwingwelle schwingbar angeordnet ist, wobei die Schwingarme des ersten Haupthebels durch geeignete Schlitze der erwähnten Schwinghülse reichen und der von der Hülse getragene Haupthebel mit dem entsprechenden Gleitstück verbunden ist.
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wellen 15 gleichzeitig angetrieben werden können.
Um den erforderlichen Winkel für die Arme 2 des Haupthebels 1 zu finden, ist es bloss notwendig, in der Mitte der Schwingwelle 6 ein Winkelmass anzulegen, und den Kreisbogen 24 unter Berücksichtigung der für die Kurbelwellen geeigneten Festpunkte zu teilen, wobei die beiden Kurbelwellen 15 mittels des Haupthebels 1, der Arme 2 und der Lenkerstangen 14 von einem gemeinsamen horizontalen Zylinder angetrieben werden.
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hube sollte die Hebellänge grösser gemacht werden, um die beste Wirkung zu ergeben.
Für Kolbenhube von 2#54 cm und 5#08 cm (1" bis 2") ist durch Versuche als grösste Hebellänge stets 63#5 cm (25") gefunden worden, so dass in diesem Falle keine direkte Zunahme der Hebellänge mit
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tritt wieder das Zunahmeverhältnis 1-27 (7") Hebellänge für 2'54 (1") Kolbenhub in Kraft.
In allen Fällen wird die Länge der Seitenarme 2'2 halb so gross wie die Länge des Haupthebels gemacht.
Die Kurbelwellen 15 sollten in den meisten Fällen um eine Viertellänge des Kolbenhubes gekröpft sein, wobei ein Mindestmass von 3'81 cm (12") festzusetzen wäre. Der Erfindungsgegenstand ist jedoch auch in ändern als den erwähnten Abmessungen herstellbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Lenkergetriebe für Maschinen mit hin und her gehender Bewegung, dadurch gekennzeichnet,
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