Einrichtung an Kolbenmaschinen zur Umformung der hin- und hergehenden Kolbenbewegung in eine rotierende Bewegung der Triebwelle. Es sind Kolbenmaschinen mit parallel zur Triebwelle angeordneten Zylindern be kannt, bei welchen die Bewegung des hin- und hergehenden Kolbens auf die Triebwelle mittelst einer Kolbenstange übertragen wird, welche in der Richtung der Triebwellenaxe auf eine an einer Trommel der Triebwelle angebrachte, in sich geschlossene Kurven führung arbeitet, die aus einer Nute oder aus einer Rippe besteht. Ebenso sind Ma schinen mit beiderseits der Trommel einander gegenüberliegenden Zylindern bekannt, deren zwei Kolben durch eine Kolbenstange mit einander starr verbunden sind und ihre Be wegung auf eine Trommel 1 der Triebwelle übertragen.
Bei allen diesen Maschinen führen auf die Trommel arbeitende Nasen, Rolle etc, eine zur Kolbenbewegung parallele Bewegung aus; denn sie sind durch die Kol benstange mit dem Kolben fest verbunden, und die Umfangskomponente der auf die Trommel ausgeübten Kraft erzeugt eine Re aktion, die entweder von den Kolben selbst oder von einer Führung, in der die Kolben stange gleitet, aufgenommen wenden muss. Arbeitet die Trommel mit einer konischen Rolle zusammen, so tritt zu dieser tangential zur Nutentrommel gerichteten Kraft noch eine radiale hinzu. Diese Kräfte wirken auf der ganzen Hublänge des Kolbens und führen zu beträchtlichen Reibungsverlusten. Ausser dem gestaltet sich die einwandfreie konstruk tive Ausbildung dieser Maschinen schwierig.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Ein richtung an Kolbenmaschinen mit einer Kur venführung auf der Triebwelle, auf welche der hin- und hergehende Kolben, zwecks Um formung seiner Bewegung in eine rotierende der Triebwelle, mittelst einer Stange in der Richtung der Triebwellenaxe arbeitet. Gemäss der Erfindung ist ein um einen festen Zapfen schwingendes Organ angeordnet, das mit dem Kolben mittelst einer Stange gekuppelt ist und die Reaktion der Umfangskraft der Kur venführung aufnimmt. Da seine Bewegung im Zapfen gering ist und ausserdem die glei tende Reibung leicht durch rollende Reibung ersetzt werden kann, so sind die mechanischen Verluste auf ein Minimum beschränkt.
Arbeitet das Organ als Schwinghebel, so kann die Zylinderaxe mit der Axe der Trieb welle einen beliebigen Winkel bilden, was sowohl für die Herstellung, als auch für die Montage von Vorteil sein kann. Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine mehrzylindrige Kolbenmaschine, Fig. 2 ein von dieser nur wenig verschie denes Ausführungsbeispiel; Fig. 3 und 4 sind Querschnitte nach den Linien A -B der Fig. 1 und 2;
Fig. 5 zeigt eine Maschine mit acht Zy lindern auf jeder Seite, im Querschnitt, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit einem andern Schwinghebel, im Querschnitt, Fig. 7 einen andern Eingriff des Schwing hebels in die Nutentrommel, Fig. 8 eine Maschine, bei welcher die Zylinder nicht parallel zur Triebwelle an geordnet sind, Fig. 9 eine Mehrzylinder-Zweitakt-Ver brennungsmaschine im Längsschnitt, zum Teil in Ansicht, Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie A-B-C-D der Fig. 9; Fig. 11 zeigt im Schnitt, und Fig. 12 in Ansicht je eine weitere Ma schine.
Wie Fig. 1 und 3 zeigen, ist in dem ge schlossenen Gehäuse 1 die Triebwelle 2 ge lagert. Das Gehäuse 1 ist in nicht darge stellter Weise in einer Axialebene geteilt. Auf der Triebwelle 2 sitzt mit dieser in nicht gezeichneter Weise fest verbunden die konkave Trommel 3, welche auf ihrer Man telfläche die in sich geschlossene Nute 4 trägt. An dem Gehäuse 1 sind aussen die Zylinder 5 befestigt, in denen die Kolben 6 arbeiten, die mittelst Kolbenbolzen 12 mit Pleuelstangen 7 bezw. 7' gekuppelt sind. Die Pleuelstangen 7 und 7' je zweier koaxialer Kolben sind mit einem Schwinghebel 8 mit- telst des Zapfens 11 gelenkig verbunden. Der Schwinghebel 8 ist mittelst des Zapfens 14 in Lagern 13 des Gehäuses 1 gelagert und besitzt an seinem andern Ende einen Zapfen 9 für eine Rolle 10.
Zur Steuerung der Aus- und Einlassventile 20 ist lauf der Welle 2 die Steuertrommel 23 befestigt. Diese ist mit einer Nute 24 versehen, in der die Rollen 22 der Ein- und Auslass steuernden Ventil hebel 21 laufen. Für die Rolle 10 könnte auch ein Kugel- bezw. Rollenlager vorgesehen sein. Das gleiche gilt für sämtliche Zapfen, die in der Zeichnung alle der Einfachheit halber in Gleitlagern gelagert dargestellt sind. Auch könnte die Maschine nur auf einer Seite der Trommel drei Zylinder auf weisen.
Nach Fig. 2 und 4 sind die gegenüber liegenden Kolben 6 durch eine Stange 15 starr miteinander verbunden. Die Bewegung der Stange 15 wird durch eine auf einem Zapfen 16 gelagerte Rolle 17 auf den Schwinghebel 8' übertragen, die in einem Schlitze 18 desselben arbeitet.
Zur Entlastung der Kolben von seitlichen Drücken sind für die Kolbenstangen 15 Füh rungen 19 vorgesehen, auf welchen die Zy linder zentriert sind. Die Führungen 19 können auch fortfallen. Ferner könnte die Kolbenstange 15 mit der Kulisse 18 versehen sein, während der Zapfen 16 am Schwing hebel sitzt. Der Zapfen 14 kann fest im Ge häuse 1 sitzen und der Hebel 8' um denselben schwingen.
Nach Fig. 6 ist die Rolle 10 neben dem Hebel 8 angeordnet, und ihre Drehaxe ist parallel zur Drehaxe des Hebels 8.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Maschine sind auf jeder Seite der Trommel 3 acht Zy linder und vier Schwinghebel 8 vorgesehen. Die Nute 4 besitzt zweckmässig zwei ganze Wellen, so dass je zwei diametral gegenüber liegende Schwinghebel 8 dieselbe Bewegung ausführen. Hierdurch wird ein vollständiger Massenausgleich erzielt. Auf jeden Schwing hebel 8 arbeiten von jeder Seite zwei neben einander angeordnete Zylinder mittelstPleuel- stangen 7 bezw. 7'.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 sind die Zylinder um die Triebwelle 2 kon zentrisch unter einem Winkel zur Trieb welle 2 ;angeordnet. Selbstverständlich könn ten auch hier mehrere nebeneinanderliegende Zylinder auf einen und denselben Schwing- hebel 8 arbeiten. Ebenso könnte der Hebel 8 mit einer Rolle in der Nutentrommel ar beiten, deren Drehaxe parallel zu seiner ei genen ist.
Fig. 9 und 10 stellen einen Längsschnitt durch eine Einspritz-Zweitaktverbrennungs maschine mit gegenläufigen, Ein- und Aus lassschlitze steuernden Kolben dar. Beider seits der Nutentrommel 3 sind zwei zusam mengegossene Zylinder 5 quer zur Triebwelle 2 angeordnet, und zwischen ihnen ist ein Lager für die Triebwelle vorgesehen.
Je vier Kolben 6 sind zu zweit mittelst Kolbenbolzen 12 und Pleuelstange 7 mit Zapfen 11 eines Schwinghebels 8 verbunden. Die beiden Hebel 8 schwingen um die Zapfen 14 und greifen mit einer auf einem Zapfen 9 drehbaren Rolle 10 in die Nute 4 der Nutentrommel 3.
Die Einspritzventile 20 (Fig. 9) sind auf der Aussenseite der Zylinder 5 angebracht und werden von der Triebwelle 2 aus ge steuert. Die Zylinder jeder Seite besitzen gemeinsame Ein- und Auslassstutzen 32.
Die Schwinghebel 8 könnten auch mit Rollen in die Nutentrommel 3 eingreifen, deren Drehaxe ihrer eigenen parallel ist, und mit nur zwei Kolben zusammen arbeiten. Ferner könnten mehrere Aggregate nach Fig. 9 hintereinander angeordnet auf je eine Nutentrommel der Triebwelle 2 arbeiten.
Nach Fig. 7 sind auf dem Zapfen 9 zwei Rollen 27 und 28 mittelst Rollen 29 auf dem gemeinsamen innern Laufring 26 gelagert. Die Lager der Rollen 27 und 28 sind so aus gebildet, dass die zu übertragende Kraft ra dial zur Axe der Rollen 29 gerichtet ist, da mit deren Führung entlastet ist. Die Nute 4 ist so ausgebildet, dass jede der Rollen 27 und 28 auf nur eine Nutenwand 4' bezw. 4" arbeiten kann. Hierdurch wird vermieden, dass die Rollen beim Kraftwechsel im Ge stänge ihre Drehrichtung ändern müssen. Natürlich könnten auch zwei innere Lauf ringe 26 vorgesehen sein. Die Rollen 27 und 28 könnten auch nebeneinander auf zwei pa rallelen Zapfen 9 angeordnet sein. Nach Fig. 11 arbeitet jeder Kolben auf ein besonderes Organ 8. An diesem sind die Axen aller Gelenke parallel zueinander an geordnet.
Ausserdem arbeitet die Kolben stange 7 auf den gemeinsamen Zapfen 9 der Rollen 10 und 10', so dass das Organ 8 nicht mehr auf Biegung beansprucht wird und nur noch als Lenker wirkt. Die Rolle 10' läuft auf der Rippe 4' der Trommel 3 und ist mit auf beiden Seiten vorstehenden Naben im Lenker 8 gelagert. Der Zapfen 9 ist auf bei den Seiten der Rolle 10' in der Pleuelstange 7 gelagert. Die zweite auf dem Zapfen 9 dreh bare Rolle 10 läuft in der durch die Rippe 4 gebildeten Nut 33 der Trommel 3.
Nach Fig. 12 ist der auf dem festen Zapfen 14 belagerte Hebel 8 gegabelt und mit zwei Rollen 10 versehen, welche auf den beiden Seiten einer Rippe 35 der Trommel 3 arbeiten. Die Kolben 6 wirken mittelst der Pleuelstangen 7 auf die Drehzapfen 9 der Rollen 10, die parallel zum Zapfen 14 an geordnet sind. Natürlich könnte auf jeden Schwinghebel 8 auch nur ein Kolben wirken.
Selbstverständlich können bei allen Aus führungsformen von dem Organ 8 Hilfsma schinen, zum Beispiel Ladepumpen, ange trieben werden.
Device on piston machines for converting the reciprocating piston movement into a rotating movement of the drive shaft. There are piston machines with cylinders arranged parallel to the drive shaft be known, in which the movement of the reciprocating piston is transmitted to the drive shaft by means of a piston rod, which in the direction of the drive shaft axis on a closed curve attached to a drum of the drive shaft Guide works, which consists of a groove or a rib. Likewise, Ma machines with opposing cylinders on both sides of the drum are known, the two pistons of which are rigidly connected to one another by a piston rod and their movement is transferred to a drum 1 of the drive shaft.
In all of these machines, lugs, rollers, etc. working on the drum perform a movement parallel to the piston movement; because they are firmly connected to the piston by the piston rod, and the circumferential component of the force exerted on the drum generates a reaction that must be taken up either by the piston itself or by a guide in which the piston rod slides. If the drum works with a conical roller, a radial force is added to this tangential force to the grooved drum. These forces act over the entire stroke length of the piston and lead to considerable friction losses. In addition, the proper design of these machines is difficult.
The present invention relates to a device on piston machines with a cure venführung on the drive shaft, on which the reciprocating piston, in order to transform its movement into a rotating drive shaft, works by means of a rod in the direction of the drive shaft axis. According to the invention, an organ oscillating around a fixed pin is arranged, which is coupled to the piston by means of a rod and which absorbs the reaction of the circumferential force of the cure. Since its movement in the pin is low and the sliding friction can easily be replaced by rolling friction, the mechanical losses are kept to a minimum.
If the organ works as a rocker arm, the cylinder axis can form any angle with the axis of the drive shaft, which can be advantageous for both production and assembly. In the drawing, some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely: FIG. 1 shows a longitudinal section through a multi-cylinder piston engine, FIG. 2 shows an exemplary embodiment that is only slightly different from this; Figures 3 and 4 are cross-sections on the lines A-B of Figures 1 and 2;
Fig. 5 shows a machine with eight Zy relieve on each side, in cross section, Fig. 6 shows an embodiment with another rocker arm, in cross section, Fig. 7 shows a different engagement of the rocker arm in the grooved drum, Fig. 8 a machine which the cylinders are not arranged parallel to the drive shaft, Fig. 9 is a multi-cylinder two-stroke combustion engine in longitudinal section, partly in view, Fig. 10 is a cross section along the line ABCD of Fig. 9; Fig. 11 shows in section, and Fig. 12 is a view of a further Ma machine.
As Fig. 1 and 3 show, the drive shaft 2 is in the closed housing 1 GE superimposed. The housing 1 is divided in an axial plane in a manner not illustrated. On the drive shaft 2 sits firmly connected to this in a manner not shown, the concave drum 3, which the self-contained groove 4 carries on its one telfläche. On the outside of the housing 1, the cylinders 5 are attached, in which the pistons 6 work, which by means of piston pins 12 with connecting rods 7 respectively. 7 'are coupled. The connecting rods 7 and 7 ′ each of two coaxial pistons are connected in an articulated manner to a rocker arm 8 in the middle of the pin 11. The rocker arm 8 is mounted in bearings 13 of the housing 1 by means of the pin 14 and has a pin 9 for a roller 10 at its other end.
To control the outlet and inlet valves 20, the control drum 23 is attached to the shaft 2. This is provided with a groove 24 in which the rollers 22 of the inlet and outlet controlling valve lever 21 run. For the role 10 could also be a ball or. Roller bearings may be provided. The same applies to all pins, all of which are shown in the drawing for the sake of simplicity in plain bearings. The machine could also have three cylinders on only one side of the drum.
According to FIGS. 2 and 4, the opposing pistons 6 are rigidly connected to one another by a rod 15. The movement of the rod 15 is transmitted to the rocker arm 8 'by a roller 17 mounted on a pin 16 and which works in a slot 18 of the same.
To relieve the piston from lateral pressures 15 Füh ments 19 are provided for the piston rods, on which the cylinders are centered Zy. The guides 19 can also be omitted. Furthermore, the piston rod 15 could be provided with the link 18, while the pin 16 sits on the swing lever. The pin 14 can sit firmly in the Ge housing 1 and the lever 8 'swing around the same.
According to FIG. 6, the roller 10 is arranged next to the lever 8 and its axis of rotation is parallel to the axis of rotation of the lever 8.
In the machine shown in Fig. 5 3 eight Zy cylinder and four rocker arms 8 are provided on each side of the drum. The groove 4 expediently has two entire shafts, so that two rocker arms 8 located diametrically opposite each other perform the same movement. In this way, a complete mass balance is achieved. On each rocking lever 8, two cylinders arranged next to one another work from each side by means of connecting rods 7 and / or. 7 '.
In the embodiment of FIG. 8, the cylinders are centrically arranged around the drive shaft 2 at an angle to the drive shaft 2; Of course, several cylinders lying next to one another could work on one and the same rocking lever 8 here as well. Likewise, the lever 8 could work with a role in the grooved drum whose axis of rotation is parallel to its own.
Fig. 9 and 10 show a longitudinal section through an injection two-stroke combustion machine with counter-rotating, inlet and outlet slots controlling pistons. On both sides of the grooved drum 3 are two co-cast cylinders 5 transversely to the drive shaft 2, and between them is a bearing for the drive shaft provided.
Four pistons 6 each are connected in pairs by means of piston pin 12 and connecting rod 7 with pin 11 of a rocker arm 8. The two levers 8 swing around the pin 14 and engage with a roller 10 rotatable on a pin 9 into the groove 4 of the grooved drum 3.
The injection valves 20 (Fig. 9) are mounted on the outside of the cylinder 5 and are controlled by the drive shaft 2 from ge. The cylinders on each side have common inlet and outlet ports 32.
The rocker arms 8 could also engage with rollers in the grooved drum 3, the axis of rotation of which is parallel to their own, and work together with only two pistons. Furthermore, several units according to FIG. 9, arranged one behind the other, could each work on a grooved drum of the drive shaft 2.
According to FIG. 7, two rollers 27 and 28 are mounted on the pin 9 by means of rollers 29 on the common inner race 26. The bearings of the rollers 27 and 28 are formed so that the force to be transmitted is directed ra dial to the axis of the rollers 29, as is relieved with their leadership. The groove 4 is designed so that each of the rollers 27 and 28 respectively on only one groove wall 4 '. 4 ". This prevents the rollers from having to change their direction of rotation when the force changes in the linkage. Of course, two inner race rings 26 could also be provided. The rollers 27 and 28 could also be arranged next to one another on two parallel pins 9. According to Fig. 11, each piston works on a special organ 8. At this, the axes of all joints are arranged parallel to one another.
In addition, the piston rod 7 works on the common pin 9 of the rollers 10 and 10 ', so that the member 8 is no longer subjected to bending stress and only acts as a link. The roller 10 'runs on the rib 4' of the drum 3 and is mounted in the handlebar 8 with hubs protruding on both sides. The pin 9 is mounted on the sides of the roller 10 'in the connecting rod 7. The second roller 10 that can rotate on the pin 9 runs in the groove 33 of the drum 3 formed by the rib 4.
According to FIG. 12, the lever 8 mounted on the fixed pin 14 is forked and provided with two rollers 10 which work on both sides of a rib 35 of the drum 3. The pistons 6 act by means of the connecting rods 7 on the pivot pins 9 of the rollers 10, which are arranged parallel to the pin 14 on. Of course, only one piston could act on each rocker arm 8.
Of course, 8 auxiliary machines, for example charge pumps, can be driven by the organ in all embodiments.