AT113850B - Getriebe für Brennkraftmaschinen mit gegenläufigen Kolben. - Google Patents

Description

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  Getriebe für Brennkraftmaschinen mit gegenläufigen Kolben. 



   Der Forderung,   Brennkraftmasehinen   von grösster Leistung bei geringstem Gewicht und grösster Einfachheit zu erhalten, würden naturgemäss am meisten die im Zweitakt arbeitenden Maschinen und von diesen jene mit gegenläufigen Kolben entsprechen. Diese haben gegenüber den gewöhnlichen Zweitaktmaschinen den bekannten Vorzug des Fortfalls der Zylinderdeckel, der gering (ren Kolbengeschwindigkeit bei gleicher Leistung, sowie die Möglichkeit des   Nachfüllens   durch Versetzen der die beiden Kolben steuernden Kurbeln. Nichtsdestoweniger ergab sich bei diesen Maschinen eine Schwierigkeit, die in der 
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    Der vorliegenden Erfindung liegt die an sieh bekannte Anordnung zugrunde bei der die Zylinder unter einem rechten Winkel zur zwischen ihnen gelagerten Kurbelwelle angeordnet smd und die Bewegung   der gegenläufigen Kolben durch je zwei Kolben miteinander verbindende Schwinghebel auf die Kurbelwelle übertragen wird. 



   Von den bekannten Maschinen dieser Art unterscheidet sich die vorliegende dadurch, dass je zwei Kolbenpaare an denselben Enden der Zylinder durch voneinander unabhängige, nicht miteinander gekuppelte Schwinghebel und mit diesen über die mit den Schwinghebeln in an sich bekannter Weise ein starres Ganzes bildenden Arme gelenkig verbundenen Pleuelstangen mit dem Kurbelzapfen derart in Verbindung stehen, dass während eines Taktes jeweilig ein Kolbenpaar seine Kräfte auf die Kurbelwelle überträgt und die Kräftewirkungen ausgeglichen werden. 



   Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigen :
Fig. 1 das Maschinengehäuse mit dem in ihm befindlichen Getriebe im Längsschnitt nach der Linie V-V der Fig. 2, Fig. 2 einen   Längsschnitt   nach der Linie VI-VI der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 1, Fig. 4 eine Endansicht des Getriebes bei abgenommenem Gehäusedeckel, Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung nach der Linie IX-IX der Fig. 6, Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie X-X der Fig. 5, die Fig. 7 bis 9 drei verschiedene Ausführungsformen in schematischer Darstellung mit nach einwärts versetzten Anlenkungspunkten der Pleuelstangen an den Schwinghebeln, Fig. 10 eine Gesamtdarstellung einer Ausführungsform der Maschine im Längsschnitt, Fig.

   11 eine   Endansieht   zu Fig. 10, Fig. 12 einen Querschnitt zu Fig. 10, Fig. 13 einen zu Fig. 10 rechtwinkligen Längsschnitt, Fig. 14 denselben Längsschnitt wie Fig. 13 unter Weglassung der inneren Zylinder-und Getriebeteile, Fig. 15 einen Querschnitt durch die zur Lagerung der Schwinghebel dienende Brücke, Fig. 16 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungform der Maschine nach der Linie XX-XX der Fig. 17, Fig. 17 einen Querschnitt nach der Linie XXI-   XXI   der Fig. 16 und Fig. 18 eine Draufsicht auf das aus Kurbelwelle, Pleuelstangen und Schwinghebel bestehende Getriebe der Fig. 16. 
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 ist an beiden Enden mit den Deckeln 6 verschlossen. Die Zylinder 3 sind in das Gehäuse 1, 2 eingegossen. Die Kurbelwelle 4 ist zwischen den beiden Gehäusehälften 1 und 2 gelagert und mit einem Kurbelzapfen 5 versehen.

   Die Bewegungsübertragung der in den Zylindern 3 hin und her beweglichen Kolben 7 auf die Kurbelwelle 4 geschieht mittels kurzer Kolben-oder Schubstangen 8, die bei 9 an die Kolben 7 angelenkt und mit Zapfen 10 derart gekuppelt sind, dass je zwei Kolbenpaare an den Enden der Zylinder 3 durch voneinander unabhängige, nicht miteinander gekuppelte Schwinghebel 11,   11a   und 16, 16a und mit diesen über die mit den genannten Schwinghebeln ein starres Ganzes bildenden Arme 19, 19a und 20, 20a 
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 Anlenkung der vier Kolben an den Zylinderenden erfolgt also in zwei Gruppen mittels zweier Schwing-   hebel H, Ha   bzw. 16, 16a, die an getrennten,   schwingbar   auf den Zapfen 12 sitzenden Naben 17, 17a und   18,   18a angebracht sind, sowie mittels zweier Pleuelstangen 13 bzw.

   13a und 14 bzw. 14a, die einerseits an Hebeln 19,   19a bzw. 20,   20a der Schwinghebelnaben 17, 17a und   18, 18a   und anderseits an der gemeinsamen Kurbel 5 angreifen. Die Anordnung ist derart, dass je zwei in verschiedenen Zylindern 3 bewegliche Kolben 7, von denen der eine oberhalb und der andere unterhalb der Kurbelwelle 4 (Fig. 1) liegt, eine Gruppe bilden und mittels eines gemeinsamen Schwinghebels 11, 11a bzw. 16, 16a und von einer gemeinsamen Pleuelstange 13, 13a bzw. 14, 14a an den gemeinsamen Kurbelzapfen 5 angelenkt sind. 



  Die Arbeitsspiele der vier Zylinder nach den Fig. 1-4 sind zeitlich verschieden. Dies hat den Vorteil, dass die Beanspruchung des Triebwerkes sehr gering ist und dass gleichzeitig das Drehmoment der Kurbelwelle 4 bedeutend gleichmässiger wird als bei den bekannten Getrieben. An die   Pleuelstangen. M, 11   sind die   Pleuelstangen 13a, 14a angelenkt.   Der Winkel zwischen den Pleuelstangen 13 und 13a bzw. 14 und 14a 
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 der zugehörigen Kolbenpaare 7. 



   Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 findet ein zweiteiliger Rahmen 21, 21a Anwendung, zwischen dessen beiden Hälften die Kurbelwelle 4 gelagert ist. Die Anwendung dieses zweiteiligen Rahmens 21, 21a erleichtert den Zusammenbau des Triebwerkes ; ferner nimmt er die durch   die l'ber-   tragung der Kolbenbewegung auf die Kurbelwelle 4 auftretenden Kräfte auf und entlastet das Maschinengehäuse 1, 2 von diesen Kräften. In dem zweiteiligen Rahmen 21, 21a sind die Steuerungsteile, wie Kurbel- 
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 sowie gegebenenfalls Antriebe für Hilfsmaschinen, wie Gebläse, Pumpen usw. (in der Zeichnung nicht dargestellt) gelagert. Ausserdem ist der Rahmen 21, 21a mit   Aufhänge. lagern   22 versehen.

   Der Rahmen   21,   21a übernimmt demzufolge sowohl die inneren als auch die dem nach aussen abgegebenen Drehmoment entsprechenden Beanspruchungen. Die beiden   Gehäusehälften.   1, 2 des Masehinengehäuses sind mit dem Rahmen   21, 21a zusammengEschraubt.   Während die Kurbelwelle 4 unmittelbar zwischen den Rahmenhälften 21, 21a gelagert ist, sind die auf den Achsen 12 gelagerten Schwinghebel mittels der   Aufhängeböcke 22a an   den Rahmen   21,   21a befestigt. Dies ermöglicht das Aus-und Einbauen der Steuerungsteile, ohne den Rahmen bzw. das   Maschinengehäuse   auseinanderschrauben zu müssen. 



   In den Fig. 7-9 sind die Drehpunkte   13', 14'für   die Anlenkung der Pleuelstangen   1,'3, 14   und in Fig. 9 auch die Drehpunkte   13a', 14a'für   die Anlenkung der Nebenpleuelstangen 13a, 14a an die Schwinghebel 11, 15, 11a, 16a, gegenüber den Drehpunkten 10, an die die mit den gleichen Schwinghebeln gekuppelten Kolbenstangen 8 angelenkt sind, nach einwärts versetzt. Durch die Versetzung dieser Drehpunkte   13', 14'nach   einwärts wird eine Verminderung der höchsten Beanspruchungen des gesamten Triebwerkes von der Kolbenstange ab gerechnet sowie eine Veränderung der Steuerungsverhältnisse erreicht.

   Wird diese Einwärtsversetzung so weit getrieben, dass die Endlagen des Drehpunktes   13', 14'   auf einer durch den Drehpunkt der Kurbelwelle gehenden Geraden liegen, so wird hiedurch eine gleich grosse Beanspruchung der Pleuelstangen und der Kurbelwelle durch die beiden an einen Schwinghebel angelenkten Kolben in den entsprechenden Ausdehnungsstellungen erreicht. Anderseits wird hiedurch die Zeitdauer des Ausdehnungshubes jener des Verdichtungshubes gleich. Die beiden Totpunkte eines Kolbens werden also durch diese Einwärtsversetzung wie bei einem normalen Kurbeltrieb um 180  ver- setzt.

   Um aber trotzdem ein Voreilen des Kolbens 7 dem zweiten in dem gleichen Zylinder schwingenden Kolben   ?'gegenüber   zu erreichen, sind die beiden Kurbelzapfen   5,   5'um den gewünschten Voreilungwinkel   or.   (Fig. 7) gegeneinander versetzt. 



   InFig. 8 sind die in je einem Zylinder laufenden Kolben 7 gleichartig an die Zapfen   5,   5'der Kurbelwelle 4 angelenkt, die zueinander um den Winkel ss versetzt sind. Auch hier wird die gewünschte Voreilung durch entsprechendes Vergrössern oder Verkleinern des Winkels ss erreicht. 



   Fig. 9 stellt ein Ausführungsbeispiel der in den Fig. 1-4 beschriebenen Anordnung dar, bei der die Arbeitsspiele der zugehörigen vier Zylinder zeitlich verschieden sind. Die Einwärtsversetzung   undAnordnung der Anlenkungspunkte13', 13a'und 14', 14'ader Hauptpleuelstangen13, 14 und der N eben-   pleuelstangen   13a, 14a   an den zugehörigen Schwinghebeln 19,   19a   und 20, 20a ist ähnlich der in Fig. 7 gezeichneten, kann aber auch   ohne weiteres ähnlich   der Fig. 8 ausgeführt werden. In dem Ausführungbeispiel nach Fig. 9 sind die   Zapfen 5,   5'der Kurbelwelle   4   nicht zueinander versetzt gezeichnet, sie werden für einen bestimmten Voreilungswinkel entweder nach Fig. 7 oder bei Ausführung nach Fig. 8 gemäss 
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 14 angelenkt. 



   Das Einwärtsversetzen der Drehpunkte 13', 14' bzw. 12a', 14a' kann durch entsprechende Verdrehung der Hebel 19, 20 bzw.   19a,   20a oder durch Anbringung entsprechender Anlenkungsaugen an den Schwinghebeln 11, 16 bzw. llama erfolgen. 



   Bei der in den Fig. 10-15 gezeichneten Gesamtdarstellung ist zwischen dem oberen und unteren Zylinderpaar 3 je ein Luftbehälter 23 (Fig. 12) vorgesehen, von denen aus die Zylinder gespeist werden. 



  Da die Zylinder derart zünden, dass einem Zylinder der oberen Gruppe ein solcher der unteren Gruppe 
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 zur   Aufreehterhaltung   eines   gleichmässigen   Innendruckes. Wenn eine andere   Zündungsfolge   gewählt wird, so können die Luftbehälter 23 gegebenenfalls auch zwischen'der rechten und linken Zylindergruppe angeordnet sein. Von den Kolben 7 werden durch die Kolbenstangen 8 die   Schwinghebel 77, 77s   und 16, 16a angetrieben, die auf je einer Achse 12 sitzen. Die Achsen 12 sind in je einer hohlen Brücke 24 (Fig. 10, 11 und 13-15) gelagert, die Lagerdeckel 25 (Fig. 13 und 14) hat, die mit den   Brücken   24 durch Schrauben 26 verbunden sind.

   Jede   Lagerbrücke     24   ist ferner mit Hilfe von durch den vollen Gehäuseteil 27 gehenden Schrauben 28 gegen an dem Gehäuse 27 angegossene Augen 29 abgestützt (Fig. 14), so dass das Gehäuse vorwiegend nur auf Druck beansprucht wird und Zugbeanspruchungen möglichst vermieden werden. Es ist daher möglich, das Gehäuse aus Leichtmetall herzustellen und dadurch das Gewicht 
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 jeweils der eine Kopf 33 gegabelt, wogegen der andere Kopf 34 zwischen diesen beiden Gabelenden liegt. 



   Die in den Fig. 16-18 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von den bisherigen Ausführungen im wesentlichen dadurch, dass gegen die beiden Gehäusehälften 1, 2 mittels der durchgehenden Ankerbolzen 28 einteilige Rahmen 30 angepresst sind. Jeder der beiden Rahmen 30 ist mit zwei Endlagern 31 und mit einem mittleren Lager 32 zur Aufnahme der   Schwingachsen   12 versehen. Diese Anordnung ist dadurch ermöglicht worden, dass die Pleuelstangen   13,   13a und 14, 14a nicht mehr wie bisher in einer Ebene an der Kurbelwelle 4 bzw. an der oder den Kurbeln   5   angreifen, sondern nebeneinander 
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   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Getriebe für   Brennkraftmasehinen   mit gegenläufigen Kolben, deren Zylinder unter einem rechten Winkel zur zwischen ihnen gelagerten Kurbelwelle angeordnet sind, deren Kolbenbewegung durch je zwei Kolben miteinander verbindende Schwinghebel auf die Kurbelwelle übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Kolbenpaare an denselben Enden der Zylinder durch voneinander unabhängige, nicht miteinander gekuppelte Schwinghebel (11, lla und 16, 16a) und mit diesen über die mit den Schwinghebeln (11,   11a   und 16,   16a)   in an sich bekannter Weise ein starres Ganzes bildenden Arme (19, 19a und 20, 20a) gelenkig verbundenen Pleuelstangen (13, 13a und 14, 14a) mit dem Kurbelzapfen derart in Verbindung stehen,

   dass während eines Taktes jeweilig ein Kolbenpaar seine Kräfte auf die Kurbelwelle überträgt und die Kräftewirkungen ausgeglichen werden.

Claims (1)

1. 2. Getriebe nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass vier auf den gleichen Zylinderenden EMI3.3 angelenkt sind.

   3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf einer und derselben Stelle angeordneten Schwinghebel (11, lla) oder (16, 16a) auf einer gemeinsamen, fest am Gehäuse angeordneten Welle (12) gelagert sind.

   4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiteiliger Rahmen (21, 21a) vorgesehen ist, zwischen dessen beiden Hälften die Kurbelwelle (4) gelagert ist und an denen die Gehäusehälften (1 und 2) befestigt sind (Fig. 5,6).

   5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (12), auf denen die schwingenden Hebel (11, 16) sitzen, durch Lagerböcke (22a) an den Rahmenteilen (21, 21a) so befestigt sind, dass die Wellen ohne Auseinanderschrauben der Rahmenteile aus-und eingebaut werden können (Fig. 5,6).

   6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkpunkte (13', 14') der Pleuelstangen (13, 14) auf besonderen Armen (19, 19a, 20, 20a) oder auf Ansätzen der Schwinghebel (11, 16) ausserhalb der Schwinghebel-Mittellinien bzw. der Verbindungsgeraden der Kolbenstangenanlenkpunkte (10) liegen und nach einwärts gegen die Kurbelwelle zu versetzt sind (Fig. 7-9).

   7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelstangenanlenkpunkte (13', 14') so weit einwärts versetzt sind, dass ihre Endlagen auf einer durch den Kurbelwellendrehpunkt gehenden Geraden oder annähernden Geraden liegen.

   8. Getriebe nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kurbelzapfen (5, 5') um einen der Voreilung der Kolben (7, 7') entsprechenden Winkel gegeneinander versetzt sind.

   9. Getriebe nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelzapfen (5, 5') derart unter einem stumpfen Winkel gegeneinander versetzt sind, dass jede der Pleuelstangen (J. 3, 14) an dem Anlenkpunkt (13', 14') des zugehörigen Zylinders oder Schwinghebels angreifen (Fig. 8).

   10. Getriebe nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelzapfen (5, 5') um den durch die Pleuelstange (13, 14) in ihren Totpunktlage gebildeten Winkel zu oder diesen Winkel (fizz vermehrt um den Voreilungswinkel zueinander versetzt sind (Fig. 8). <Desc/Clms Page number 4>

   11. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinghebel (11, 16) bzw. die Achse (12) in einer Brücke (24) gelagert sind, die gegen das Gehäuse (27) abgestützt ist, so dass dieses vorwiegend nur auf Druck beansprucht wird (Fig. 10-15).

   12. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (27) mit Ansätzen (29) versehen ist, gegen welche die Brücke (24) mit Hilfe durchgehender Schrauben (28) angestützt ist (Fig. 14).

   13. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (24) zweiteilig und mit EMI4.1 an der Kurbelwelle (4) angreifenden Köpfe zum Teil (33) gegabelt sind und zum Teil (34) innerhalb der Gabelenden der gegenüberliegenden Pleuelstangenköpfe (33) liegen (Fig. 13).

   15. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinghebelachsen (- ? in je einem Rahmen (30) gelagert sind, der mit dem Gehäuse verbunden und mit Lagern (31, 32) für die Schwinghebelachsen (12) versehen ist (Fig. 16 bis 18).

   16. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinghebel (11, 16) der einander gegenüberliegenden Zylinder in einteiligen, mittels durchgehender Ankerbolzen (28) miteinander verbundenen Rahmen (30) gelagert sind, die durch die Ankerbolzen (28) gegen die beiden Gehäusehälften (1, 2) abgestützt sind (Fig. 16).

   17. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Rahmen (30) mit einem mittleren Lager (. 32) zur Abstützung der Achse (12) zwischen den Schwinghebeln (11, 16) versehen ist (Fig. 17).

   18. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelstangen (ll.'), 13a bzw.

   1-4, 14ct) nebeneinander liegen und in verschiedenen Ebenen an der Kurbel bzw. Kurbelwelle angreifen (Fig. 18).