CH189717A - Kraftübertragungsgetriebe an Kraftmaschinen, insbesondere an mehrzylindrigen Wärmekraftmaschinen. - Google Patents

Kraftübertragungsgetriebe an Kraftmaschinen, insbesondere an mehrzylindrigen Wärmekraftmaschinen.

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CH189717A
CH189717A CH189717DA CH189717A CH 189717 A CH189717 A CH 189717A CH 189717D A CH189717D A CH 189717DA CH 189717 A CH189717 A CH 189717A
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CH
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transmission
piston rod
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piston
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Inventor
Fritschi Paul
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Fritschi Paul
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/04Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/047Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft with rack and pinion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
    • F16H19/043Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack for converting reciprocating movement in a continuous rotary movement or vice versa, e.g. by opposite racks engaging intermittently for a part of the stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/32Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups

Description


  Kraftübertragungsgetriebe an Kraftmaschinen, insbesondere an mehrzylindrigen  Wärmekraftmaschinen.    Für die Umsetzung der Kolbenbewegungen  von Kraftmaschinen in Drehbewegungen wird  meistens das     Kurbelwellengetriebe    verwendet,  dessen Nachteile bekannt sind.  



       Gegenstand    der Erfindung ist ein Kraft  übertragungsgetriebe an Kraftmaschinen, ins  besondere an mehrzylindrigen Wärmekraft  maschinen, bei welchem     erfindungsgemäss     wenigstens eine als Zahnstange ausgebildete  Kolbenstange vorgesehen ist, welche ihre     hin-          und    hergehende Bewegung auf wenigstens  ein Zahnrad überträgt, mit dessen Verzah  nung sie beim Beginn eines Hubes des Kol  bens in Eingriff gelangt.  



  In der Zeichnung sind beispielsweise Aus  führungsformen des     Erfindungsgegenstandes     schematisch dargestellt.  



  Im Zylinder 1     (Fig.    1) ist der die Kol  benstange 3 tragende Kolben 5 in der obern  Endstellung dargestellt. Die Kolbenstange 3  ist mit zwei gleichen Verzahnungen 12 ver  sehen und an ihrem untern Ende im Füh  rungslager 6 geführt. Im Getriebegehäuse 8    sind auf den parallel zueinander verlaufen  den Achsen 15 die Zahnräder 13 und 1.4'  fest angeordnet, deren sich nur über einen  Teil des Umfanges erstreckende Zahnsektoren  dem Hub des Kolbens entsprechen. Ebenfalls  auf den Achsen 15 sind die Zahnräder 16  festangeordnet (gestrichelt dargestellt), welche  mit dem Zahnrad 19 im Eingriff stehen.

    Das Zahnrad 19 sitzt fest auf der Welle 20,  ebenso das Schwungrad 21. Über dem Lager  6, also im untern Teil des Getriebegehäuses,  ist eine Schraubenfeder 22 angeordnet, welche  dazu bestimmt ist, die Kolbenstange 3 in  ihrer untern Endbewegung abzudämpfen.  



  Die Länge des Zahnsektors auf dem Zahn  rad 13 und die Stellung dieses Sektors ist  derart bestimmt, dass der     Zahneingriff    in  dem Moment erfolgt, in dem der Kolben 5  und damit die Kolbenstange 3 die Abwärts  bewegung beginnt. Ist die Abwärtsbewegung  beendet, so kommt die Verzahnung des Zahn  rades 13 ausser Eingriff mit der Verzahnung  der Kolbenstange 3 und das Zahnrad 13      kann sich frei weiterdrehen. Gleichzeitig  kommt nun das sich gleichsinnig drehende  Zahnrad 14 zum Eingriff mit der Verzahnung  des Zahnrades 12 und bewegt die Kolben  stange 3 und damit den Kolben 5 wieder  hoch, womit wieder die in der Zeichnung  dargestellte Ausgangsstellung  erreicht ist.  Bei Erreichung der Tieflage durch die Kol  benstange wird der Stoss, wie bereits be  merkt, durch die     Schraubenfeder    22 abge  bremst.

   Das Schwungrad 21 bewirkt einen  ruhigen Lauf des Getriebes.  



  Eine zweckmässige Ausführungsform wird  bei einer Kraftmaschine, bei der zwei gleich  achsig angeordnete Zylinder einander gegen  überliegend angeordnet sind, erzielt, wenn  die Kolben durch eine gemeinsame Kolben  stange verbunden werden. Es ist einleuch  tend, dass durch eine solche Anordnung ein  besonders ruhiger Lauf der Maschine erzielt  wird. Auch hier würde die Kolbenstange  zwei Verzahnungen aufweisen, die je mit  einem Zahnrad zusammenarbeiten.  



  Fig. 2 zeigt ein Getriebe in Anwendung  bei einem zweizylindrigen Zweitaktmotor,  bei welchem die zwei Kolbenstangen 3, 4  durch einen zwischen ihnen auf der Welle 9  gelagerten, zweiarmigen Hebel 10 mitein  ander in Verbindung stehen und gegenläufig  bewegt werden. 1 und 2 sind die Zylinder.  Die Kolbenstangen 3 und 4 sind mit den  Kolben 5 starr verbunden, welche Kolben  beim Betriebe des Motors ausschliesslich in  linearer Bewegung hin und her laufen, ge  führt einerseits durch die im Zylinderboden  angeordneten Büchsen 6 und anderseits durch  die Arme 7 am Gehäuse B.

   Die Kolben  stangen 3 und 4 sind ausserdem durch den  auf der Achse 9 drehbar gelagerten,     zwei-          arrnigen    Hebel 10 und die Zapfenlochver  bindungen 11 derart miteinander gekoppelt,  dass die beiden Zylinder genau im Gegentakt  arbeiten müssen. An ihren untern Enden  tragen die Kolbenstangen 3 und 4 je eine  ihrer Hublänge entsprechende Verzahnung 12.  



  Die auf- und abgehende Bewegung der  Kolbenstangen soll wiederum als Drehbe  wegung auf die Wellen 15, von denen die    eine als Kraftwelle der Maschine wirkt,  übertragen werden. Zu diesem Zweck dienen  die Zahnräder 13 und 14, in deren Zahn  sektoren beim Abwärtsgang der Kolben  stangen deren Verzahnungen 12 antreibend  eingreifen.

   Die Länge der Zahnsektoren der  Zahnräder 13 und 14 und die Einstellung  jedes Zahnsektors ist wiederum derart fixiert,  dass der Zahneingriff in dem Zeitpunkt er  folgt, in dem die     betreifende    Kolbenstange  im     Arbeitshub    des Kolbens jeweils ihre Ab  wärtsbewegung beginnt und in der tiefsten  Kolbenstangenstellung beendet ist, so dass  das bisher angetriebene Zahnrad, nachdem  es ausser Eingriff gekommen ist, sich jetzt  frei weiterdrehen kann und anderseits ebenso  die zugehörige Kolbenstange wieder frei hoch  gehen kann, gesteuert durch den von der  gegenläufigen, abwärtsgehenden andern Kol  benstange betätigten Hebel 10. Die Kolben  stangen wirken abwechselnd nur beim Ar  beitshub kraftschlüssig auf die als Kraft  welle dienende Welle 15 ein.  



  Bei der zweizylindrigen Motoranordnung  nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel be  trägt die gegenseitige Phaseneinstellung der  Kraftübertragung 180  ; bei einer     dreizylin-          drigen    Anordnung würde sie zweckmässig  120   betragen usw.

   Um ein glattes und doch  sicheres Ein- und Auslaufen der Verzah  nungen der Stangen und der Zahnräder zu  gewährleisten, ist jeweils beidseitig der     End-          zahn    der Zahnsektoren nur etwa halb so  hoch wie die übrigen Zähne der Sektoren  und die Endzähne der     Stangenverzahnung     entsprechend grösser als die übrigen Zähne  der Stangenverzahnung, wobei der Halb  messer des zahnfreien restlichen Halbkreises  des Zahnrades mindestens um die Verlänge  rung des     Zahnstangenendzahnes    kleiner ist  als der     Fusskreisradius    der Zahnradverzah  nung. Zwischen den Wellen 15 erfolgt die  gegenseitige Kraftübertragung durch die Zahn  räder 16.  



  Ordnet man dagegen abweichend von der  Darstellung des     Ausführungsbeispiels    gemäss       Fig.    2 eine einzige Drehwelle 15 um 90    in der Horizontalen gedreht an, so dass beide      Kolbenstangen mit in diesem Falle ebenso  um 90   versetzter Verzahnung unmittelbar  auf diese gemeinsame Arbeitswelle wirken  können, so vereinfacht sich dadurch die bau  liche Anordnung noch wesentlich. Diese Aus  führungsform eignet sich insbesondere für  mehr als zweizylindrige Maschinen, bei denen  darin die     Zahnsektoren    der     mehrzylindrigen     Arbeitsweise entsprechend in ihrer Drehphase  gegeneinander versetzt nebeneinander im  Zylinderabstand unmittelbar auf der anzu  treibenden Welle 15 aufgebracht sind.  



  Zwecks Vermeidung jedes Schlagens der  Zylinder kann eine in der tiefsten Kolben  stangenstellung wirksam werdende Abfede  rung     vorgesehen    sein, die zugleich die Hub  länge nach unten begrenzt, oder aber, wie  oben erwähnt, ein in derselben Achse liegen  der zweiter Zylinder angeordnet werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Kraftübertragungsgetriebe an Kraftmaschi nen, insbesondere an mehrzylindrigen Wärme kraftmaschinen, gekennzeichnet durch wenig stens eine als Zahnstange ausgebildete Kol benstange, welche ihre hin- und hergehende Bewegung auf wenigstens ein Zahnrad über trägt, mit dessen Verzahnung sie beim Be ginn eines Hubes des Kolbens in Eingriff gelangt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange mit zwei gleichen Verzahnungen versehen ist, deren jede mit einem besonderen, im Ge triebegehäuse gelagerten Zahnrad zusam menarbeitet. 2.
    Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Verzahnung der Kolbenstange den Krafthub auf das eine Zahnrad über trägt, während die andere Verzahnung der Kolbenstange die Rückführung der Kolbenstange durch das zweite Zahnrad vermittelt. 3. Getriebe nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Verzahnung der Zahnräder sich auf einen Teil des Um fanges beschränkt, dessen Länge dem Kolbenhub entspricht. 4. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine an getriebene Welle mit einem Schwungrad versehen ist. 5. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im untern Teil des Getriebegehäuses ein. Organ für die Dämpfung der untern Endbewegung der Kolbenstange angeordnet ist. 6.
    Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Organ aus einer Schrauben feder besteht. 7. Getriebe nach Patentanspruch an Kraft maschinen mit zwei gegenüberliegenden Zylindern, dadurch gekennzeichnet, dass eine für beide Kolben gemeinsame Kol benstange vorgesehen ist. B. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kolbenstangen vorgesehen sind, die durch ein Hebel system so miteinander verbunden sind, dass sie sich gegenläufig bewegen müssen und dass diese Kolbenstangen abwech selnd jeweils nur beim Arbeitsbub kraft schlüssig auf eine Kraftwelle (15) ein wirken. 9.
    Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 8 an mehrzylindrigen Explo- sionskraftmaschinen, dadurch gekenn zeichnet, dass die sich gegenläufig be wegenden Kolbenstangen (3, 4) durch einen drehbar gelagerten, zweiarmigen Hebel (10) miteinander in Verbindung stehen und durch ein derartig ausge bildetes Zahngetriebe (12, 13, 14) auf die Kraftwelle (15) arbeiten, dass eine Kraftübertragung nur beim Explosions hub der Kolbenstangen stattfindet, wäh rend die Rücklaufbewegung der Kolben stangen durch den Hebel (10) bewirkt wird. 10.
    Getriebe nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 8 und 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Länge der Kolben stangenverzahnungen (12) entsprechende Zahnsektoren vorgesehen sind, und dass nur während des Explosionshubes der betreffenden Kolbenstange der zugehörige Zahnsektor mit der zugehörigen Kolben stangenverzahnung (12) abrollend in Ein griff steht, so dass dieser Sektor, nach dem er ausser Eingriff gekommen ist, sich frei weiterdreht und die Kolben stangenverzahnung (12) sich frei zurück bewegt. 11.
    Getriebe nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig die End- zähne jedes Zahnsektors nur die halbe Höhe der übrigen Zähne aufweisen und dass die Endzähne jeder Stangenverzah- nung (12) entsprechend verlängert sind, wobei der Halbmesser des zahnfreien restlichen Teils jedes einen Zahnsektor aufweisenden Zahnrades mindestens um die Verlängerung der Zahnstangenend- zähne kleiner ist als der Fusskreisradius des zugehörigen Zahnsektors. 12.
    Getriebe nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 8 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zahnsektoren der mehrzylindrigen Arbeitsweise der Explo sionskraftmaschine entsprechend in ihrer Drehphase gegeneinander versetzt unmit telbar auf der anzutreibenden Welle an geordnet sind.
CH189717D 1936-02-19 1936-02-19 Kraftübertragungsgetriebe an Kraftmaschinen, insbesondere an mehrzylindrigen Wärmekraftmaschinen. CH189717A (de)

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