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Einrichtung zur Überführung einer hin und her gehenden in eine drehende Bewegung und umgekehrt.
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Einrichtung, um eine hin und her gehende Bewegung in drehende Bewegung umzusetzen, sowie eine Einrichtung der Motoren, worin die bewegende Kraft direkt oder indirekt durch einen Kolben auf eine Kolbenstange und schliesslich durch eine Pleuelstange auf die Kurbelwelle od. dgl. übertragen wird, wobei jedoch in einigen Fällen die Pleuelstange den Kolben direkt mit der Kurbelwelle kuppelt und in beiden Fällen die Pleuelstange mit ihrem Ende in der Bewegungsrichtung des Kolbens und mit ihrem andern Ende an der Kurbelwelle drehbar gelagert ist.
In diesem Falle ist es klar, dass, sobald der Kolben das eine oder andere Hubende erreicht, die Achse der Pleuelstange mit derjenigen des Kolbens zusammenfällt und dadurch den sogenannten toten Punkt bewirkt ; daraus folgt, besonders in Hinsicht auf Verbrennungsmotoren, bei denen praktisch der stärkste Explosionsimpuls auf den Kolben bei Beginn des Hubes ausgeübt wird, dass eine grössere Vergeudung an Arbeitskraft stattfindet, da die gesamte Explosionswirkung, bevor die Kurbelwelle durch eine äussere Kraft ausserhalb der Achslinie gerückt wird, durch den Kurbelzapfen aufgenommen wird und somit während dieser Hubperiode nicht imstande ist, demselben eine Drehbewegung zu erteilen.
Die obenerwähnten Nachteile lassen sich erfindungsgemäss durch eine Anordnung beheben, welche die hin und her gehende in eine Drehbewegung umsetzt oder umgekehrt, welche von oder nach dem Motorkolben oder einer Pumpe od. dgl., welche eine mit dem Kolben an dem einen und dem Kurbelzapfen an dem andern Ende drehbar verbundene Pleuelstange aufweist, indem die mit dem Kolben verbundene Pleuelstange T-förmig gestaltet oder mit entgegengesetzt angeordneten seitlichen Vorsprüngen versehen ist und der Vorsprung auf einer Seite mit dem Kolben in einem ausserhalb dessen Symmetrieachse entfernt gelegenen Punkte drehbar gekuppelt ist, so dass er im wesentlichen nur einer seitlichen Bewegung dem Kolben gegenüber fähig ist.
Der Vorsprung auf der andern Seite ist mit einem Kupplungsglied drehbar verbunden, welches an einem Zapfen an dem Kolben derart gelagert ist, dass eine Bewegung des genannten Vorsprungs in wesentlich paralleler Richtung zur Hubrichtung ermöglicht wird.
Fig. 1 veranschaulicht eine einfache Durchführung des Erfindungsgedankens im Aufriss bei einer bekannten Verbrennungsmotortype, worin die Pleuelstange direkt mit dem Kolben verbunden ist, während Fig. 2 (gleichfalls im Aufriss) eine Durchführung veranschaulicht, worin eine Kolbenstange mit Kreuzkopf verwendet wird, wie dies bei Dampfmaschinen oder Dieselmotoren vorkommt.
In der Zeichnung stellt A-B in Fig. 1 die Mittellinie oder Achse des Zylinders und der Bewegungsteile dar. Der Zylinder a besitzt hier einen Hohlkolben b, welcher durch eine Stange c mit dem Kurbelzapfen d verbunden ist ; der letztere ist in einer von einer Kurbelwelle e getragenen Kurbel oder Kurbelscheibe gelagert ; die Kurbelwelle ist in diesem Falle im Sinne des Uhrzeigers drehbar. In der dargestellten Lage liegt der Kurbelzapfen cl in der Achslinie, welche normalerweise eine Totlage darstellt, jedoch ist in dieser Ausführungsform der Erfindung das Ende der Pleuelstange c durch ein T-Stück gebildet. Ein Arm des T-Stückes ist an der Innenseite gegen das der Achse der Pleuelstange c zugewandte Ende geschlitzt und steht sowohl gleitend als drehbar mit einem Zapfen g in Eingriff, welcher mit dem Kolben b in festem Eingriff steht.
Der entgegengesetzte Arm des T-Stückes ist durch einen Zapfen i mit einem Gelenk verbunden, welches seinerseits mit einem ins Innere des Kolbens mit der für gewöhnlich von dem Kurbelzapfen eingenommenen Stellung drehbar verbunden ist. Es kann jedoch ein Paar solcher Gelenke oder auch ein einziges Gelenk zur Verwendung kommen, dessen eines Ende den Arm h und den Zapfen i aufnehmen kann.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die aus der Explosion
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im Zylinder erzeugte Kraft durch den Zapfen g aufgenommen und durch die Pleuelstange c auf den Kurbelzapfen übertragen, dergestalt, dass, wenn am Ende des Hubes zwei Kräfte darauf einwirken, die eine direkt nach unten durch die Mitte der Kurbelwelle und die zweite praktisch normal dazu in der durch Linien C-D angedeuteten Richtung, welche sich oberhalb des Totpunktes befindet, diese zwei Kräfte nach und nach konvergieren, indem das Kurbelzapfenende praktisch während des ersten Viertels seines Umlaufs sich dreht. Hierauf wird die Bewegung gerade oder ähnlich derjenigen einer unendlich langen Pleuelstange.
Es ist leicht verständlich, dass durch diese Anordnung nicht nur eine Drehbewegung am Beginn des Motorhubs stattfindet, sondern auch, dass die ganze erste Hälfte des Hubes vergrössert wird, und da dies die Phase ist, während welcher der Druck im Zylinder normalerweise am höchsten ist, erfährt die Arbeitsleistung des Motors eine wesentliche Erhöhung, dies ist von ganz besonderem Vorteil bei Verbrennungsmotoren.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 zeigt die Anwendung auf einen Motor der Dieseltype mit Gleitblock m. In dem hier dargestellten aufrechten Motor ist das kürzere Ende der Pleuelstange n im wesentlichen wie zuvor gestaltet, d. h. mit einem T-Stück und an zwei Gelenke o und p angelenkt, wobei das Gelenk o in dem Gleitstück m ebenso wie das Gelenk p drehbar gelagert ist, das letztere jedoch in der Achse der Kolbenstange 1'. Das Gelenk o ist lotrecht in einem geeigneten Winkel angeordnet, während das zweite Gelenk p im wesentlichen waagrecht steht, so dass der linke Teil f (wie aus der Zeichnung ersichtlich) des T-Stückes gezwungen ist, sich im wesentlichen waagrecht gegen die Kolbenachse zu verschieben, so dass der Hauptstoss aufgefangen wird, während der rechtseitige Teil wesentlich sich parallele zur Hubrichtung verschiebt.
Es ergibt sich daraus, dass das grössere Ende der Pleuelstange n in einem Punkte ihrer Achse, die mit der Achse des Kurbelzapfens c zusammenfällt, hinsichtlich des kürzeren Endes um ein vertikales Zentrum, etwa in g, schwingt, welches an derjenigen Seite der Stosslinie C-D an einem dem Antriebshub nach rechts nahegelegenen Punkte sich befindet.
Jede der beschriebenen Anordnungen lässt sich leicht an einem vorhandenen Motor anbringen oder auch an einer Dampfmaschine, Pumpe od. dgl. von gewöhnlicher Bauart ; ohne wesentliche Ab- änderungen zugleich lassen sich dadurch zahlreiche andere Vorteile erreichen (von den oben angegebenen abgesehen), insbesondere gestatten derart ausgestattete Motoren offensichtlich ein bequemeres Anlassen.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern zahlreiche andere praktische Ausführungen zulässt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Überführung einer hin und her gehenden in eine drehende Bewegung und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenseitige Ende der Pleuelstange mit auf beiden Seiten ihrer Mittellinie sich erstreckenden Vorsprüngen ausgestattet ist, von welchen der eine mit dem Kolben in einem von der Kolbenachse entfernten Punkte (y) verbunden ist, so dass dieser Vorsprung sich im wesentlichen nur senkrecht zur Kolbenachse bewegen kann, wogegen der andere mit dem Kolben mittels eines auf einem vom Kolben getragenen Lagerbolzen (1) drehbaren Gelenk liedes verbunden'Vor-
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