DD140776A1

DD140776A1 - Vorrichtung zur uebertragung einer hin-und hergehenden bewegung

Info

Publication number: DD140776A1
Application number: DD19763677A
Authority: DD
Inventors: Manfred Gruber
Original assignee: Manfred Gruber
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1980-03-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine·Vorrichtung zur Übertragung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine in einer Richtung drehenden Bewegung oder umgekehrt sowie ihre spezielle Anwendung an einem dadurch neuen Verbrennungsmotor. Die Vorrichtung kann ebenso an anderen Kraft- und Arbeitsmaschinen sowie Steuermechanismen angewendet werden. Ziel und Aufgabe bestanden im Finden eines neuen, auch besonders für Verbrennungsmotoren günstigen Übertragungsmechanismus. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine in Führungselementen hin- und herbewegbare Hubstange zwischen zwei drehbaren Elementen angeordnet ist, wobei die Hubstange abwechselnd bei der Hinbewegung mit dem einen drehbaren Element und bei der Herbewegung mit dem anderen drehbaren Element kraftschlüssig verbunden ist, daß die drehbaren Elemente auf Antriebswellen befestigt sind, daß auf den Antriebswellen je ein Zahnrad sitzt und daß zwischen den beiden Zahnrädern auf einer Hauptantriebswelle ein Ritzel angeordnet ist, das ständig im Eingriff mit den Zahnrädern steht.

Description

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Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung einer Mn- und hergehenden Bewegung in eine in einer Richtung drehenden Bewegung oder einer in einer Richtung dre-henden Bewegung in eine hin- und hergehende Bewegung sowie ihre spezielle Anwendung an einem dadurch neuen Verbrennungsmotor· Die Vorrichtung kann ebenso an Pumpen und anderen Kraft- und Arbeitsmaschinen sowie Steuermechanismen angewendet werden« ' "

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Technik sind bereits verschiedene Getriebe zur o* g. Wandlung der Bewegungsart bekannt» Insbesondere bei schnellaufenden Mechanismen wird die Umsetzung über Kurbelwelle/Kurbelzapfen-Pleuel-Kolben, evtl. unter Dazwischenschalten eines Kreuzkopfes bevorzugt. Für weniger belastete Teile und zur Erfüllung bestimmter Steuerfunktionen haben sich Nocken bzw· Kurvenscheiben mit angedrückten Stößeln bewährt. Bei geringer Belastung werden auch Kurbelzapfen, die in Langlöcher eingreifen, eingesetzt« Darüber hinaus gibt es eine Reihe weiterer mehrgliedriger Getriebekonstruktionen für geringe Belastungen.

Den meisten dieser Konstruktionen ist gemeinsam, daß der wirksame Hebelarm der Drehmomentenübertragung ständig seine Größe ändert und z. B. bei dem ersten Prinzip einen größeren

Bereich, durchlauft, in dem er Null bzw. nahe Hull ist· In diesen Bereichen wirkende, oft große, Kräfte können nicht oder nur gering in Arbeit umgesetzt-werden,· "obwohl gie die ganze Konstruktion belasten und Reibungsverluste entstehen. Das System Nocken bzw· Kurvenscheiben - Stößel eignet sich nicht, um vom Stößel her Energie in Drehmomente umzuformen.

Ziel der Erfindung ist es, eine weitere Getriebeart mit Vorteilen in der Drehmomentenübertragung anzugeben und ihre Anwendung zu zeigen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Obertragung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine in einer Richtung drehenden Bewegung und umgekehrt anzugeben und ihre Anwendung an einem speziellen Verbrennungsmotor zu zeigen, bei der der wirksame Hebelarm der Drehmomentenübertragung gleich bleibt oder zumindest immer deutlich . von Null verschieden ist und sich nur gering ändert·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß. in der Vorrichtung zur Übertragung einer hin- und hergehen-. den Bewegung in eine in einer Richtung drehenden Bewegung und umgekehrt eine in Führungselementen hin- und herbewegbare Hubstange zwischen zwei drehbaren Elementen angeordnet ist,· wobei die Hubstange abwechselnd bei der Hinbewegung mit dem einen drehbaren Element und bei der Herbewegung mit dem anderen drehbaren Element kraftschlüssig verbunden ist, daß die drehbaren Elemente auf Antriebswellen befestigt sind, daß auf den Antriebswellen je ein Zahnrad sitzt und daß zwischen den beiden Zahnrädern auf einer Hauptantriebswelle ein Ritzel angeordnet ist, das ständig im Eingriff mit den Zahnrädern steht. Es ist möglich, daß die Hubstange auf einem Teilstück beidseitig wie eine doppelseitige Zahnstange ausgebildet ist und die drehbaren Elemente Übertragungsscheibeη sind, die auf ihrem Umfang abwechselnd verzahnt und unverzahnt sind, wobei die unverzahnten Teilabschnitte mindestens bis auf den Fußkreisdurchmesser abgearbeitet sind.

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197636-3

Ebenso kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß die Hubstange querliegende Führungsnuten aufweist, die in ihrem Mittelteil geradlinig und senkrecht zur Hubstange verlaufen und an beiden Enden (zu den Rändern der Hubstange hin) v—förmig auseinanderlaufen, und daß die drehbaren Elemente an Übertragungshebeln, diametral gegenüberliegend, befestigte Rollen sind, die in die Führungsnuten wechselweise eingreifen.

In einer Anwendung an einem Verbrennungsmotor wird die Vorrichtung so eingesetzt, daß die Hubstange gegenüberliegend jeweils zwei mit ihr verbundene Kolbenplatten trägt, die sich in Zylindern (1.1. bis 1.4.), z. B. gegenüberliegenden _s Zwillingszylindern, bewegen, wobei die bei einem Verbrennungsmotor, z. B. einem Ottomotor, an sich bekannten Zündkerzen, Ventile und Zündfolgen wie üblich angeordnet bzw. eingestellt sind.

Die Vorrichtung kann ebenso für Pumpenantriebe oder sonstige Antriebe von Kraft- und Arbeitsmaschinen oder Steuermechanismen mit einer derartigen Wandlung der Bewegungsart eingesetzt werden.

Zur Wandlung der Bewegungsart werden paarweise die gleichen * Elemente eingesetzt. Sie sind immer abwechselnd kraftschlüssig miteinander verbunden. Dabei drehen sich die drehbaren \ Elemente durch ihre Synchronisierung über Zahnräder und dazwischenliegendem Eitzel immer mit synchroner Geschwindigkeit und in gleicher Richtung.

Durch den wechselweisen Eingriff und die Synchronisierung ist es möglich, Totlagen (in denen der wirksame Hebel "Null" wird) zu vermeiden. !Tür die Kraftübertragung sind weitere _o Elemente , wie z. B. reibschlüssige Elemente (Hubstange Reibräder)$ einsetzbar.

Ausführungsbeispiel !

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Beispielen erläutert werden» .

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Zahnrad/ Zahnstange-Übertragung in ihrer Anwendung in einem Otto-Motor;

Fig· 2 die Synchronisierung der drehbaren Elemente in einer Draufsicht auf die Wellen;

Fig. 3 die Anordnung der Zahnräder zur Synchronisierung;

Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit in Führungsnuten bewegten drehbaren Elementen in ihrer Anwendung in einem Otto-Motor.

Die Hubstange 3 ist in ihrem Mittelteil·' doppelseitig verzahnt und trägt auf ihren gabelförmig verzweigten Enden Kolbenplatten 2. Die Kolbenplatten sind in Zwillingszylindern 1 geführt - die Hubstange 3 kann sich dadurch nicht verdrehen. In der Mitte der Vorrichtung sind rechts und links von der Hubstange 3 als drehbare Elemente Übertragungsscheiben 4 angeordnet. Sie sind auf ihrem Umfang abwechselnd verzahnt und unverzahnt· Auf den unverzahnten Teilabschnitten sind sie mindestens bis auf den Fußkreisdurchmesser abgearbeitet. Die Übertragungsscheiben 4 sitzen auf den Antriebswellen 5· Auf den Antriebswellen 5 sind desweiteren Zahnräder 6 befestigt. Zwischen den Zahnrädern 6 ist ein Ritzel 7 angeordnet. Das Ritzel 7 ist auf einer Hauptantriebswelle 8 befestigt. Es steht im ständigen Eingriff mit den Zahnrädern 6. Dadurch wird die Bewegung der Übertragung sscheiben 4 synchronisiert, und die Übertragungsscheiben 4 drehen sich in gleicher Richtung. Mit ihren unverzahnten und verzahnten Teilen werden sie so aufeinander und auf den Hub eingestellt und abgestimmt, daß bei der Hinbewegung nur die eine, z. B. die rechte Übertragungsscheibe,, und bei der Herbewegung dann nur die andere mit der Hubstange im kraftschlüssigen Eingriff steht. In den Zylindern 1 sind wie üblich Zündkerzen und Ventile angeordnet. Zum Beispiel kann folgender Steuerablauf innerhalb des Vierzylinderkomplexes eingestellt werden. .

ZyI. 1.1.

ZyI. 1.2.

ZyI. 1.3.

ZyI. 1.4.

Zündung Verdicht. Auslaß Einlaß

Auslaß Zündung Einlaß Verdichte

Einlaß Auslaß Verdicht. Zündung

Verdicht· Einlaß Zündung Auslaß

Analog ergibt sich auch die Steuerungsmogliclikeit für Zweitaktmotoren.

In einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung sind wesentlieh nur die unmittelbaren Kraftübertragungselemente zwischen der hin- und hergehenden und der drehenden Bewegung geändert.

In der Hubstange 3 sind querliegend Fülirungsnuten 9 eingearbeitet. In ihrem Mittelteil ist die Führung gerade und senkrecht zur Hubstange« An den Seiten läuft die Führung v-förmig auseinander. Die drehbaren Elemente sind an Übertragung shebe In 10 diametral gegenüberliegend befestigte Rollen 11« Die Rollen 11 sind auf den schon genannten Antriebswellen 5 befestigt und damit über die Zahnräder 6 und das Ritzel 7 synchronisiert. Sie greifen abwechselnd in die Führungsnuten 9 ein. In dem gewählten Beispiel ist der v-förmige Auslauf stark ausgeprägt. Es ist zwischen der Hin- und Herbewegung der Hubstange 3 eine deutliche Ruhephase vorhanden. Während sich der (auf der Fig. 4) rechte Übertragungshebe1 10 aus der waagerecht liegenden geraden Führung im Mittelteil der Führungsnuten 9 herausbewegt und in dem oberen Teil der v-förmigen Verzweigung die Hubstange in einer Ruhephase halt_s wird der linke Übertragungshebel in den etwas stärker ausgearbeiteten Ast der v-förmigen linken Verzweigung der Führungsnu%en 9 hineinbewegt* Befinden sich die Rollen 11 im Mittelteil der Führungsnuten 9» dann bewegt sich auch die Hubstange 3*

Claims

Erf indungsanspruch

1· Vorrichtung zur Übertragung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine in einer Richtung drehenden Bewegung und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß eine in , Führungselementen hin- und herbewegbare Hub stange (3) zwischen zwei drehbaren Elementen angeordnet ist, wobei die Hubstange (3) abwechselnd bei der Hinbewegung mit dem einen drehbaren Element, und bei der Herbewegung mit dem anderen drehbaren Element kraft schlüssig verbunden ist, daß die drehbaren Elemente auf Antriebswellen (5) befestigt sind, daß auf den Antriebswellen (5) je ein Zahnrad (6) sitzt und daß zwischen den beiden "⁷V Zahnrädern (6) auf einer Hauptantriebswelle (8) ein Ritzel (7) angeordnet ist, das ständig im Eingriff mit den Zahnrädern (6) steht· · '

1·1· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (3) auf einem Teilstück beidseitig wie eine doppelseitige Zahnstange ausgebildet ist ' . und die drehbaren Elemente Übertragunsscheiben (4) sind, die auf ihrem Umfang abwechselnd verzahnt und unverzahnt sind, wobei die unverzahnten Teilabschnitte mindestens bis auf den Pußkreisdurchmesser abgearbeitet sind* .

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1·2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (3) querliegende iuhrungsnuten (9) aufweist, die in ihrem Mittelteil geradlinig und senkrecht zur Hubstange (3) verlaufen und an beiden Enden (zu den Rändern der Hubstange hin) v-förmig auseinanderlaufen, und daß die drehbaren Elemente an Übertragungshebeln (10), diametral gegenüberliegend, befestigte Rollen (11) sind, die in die Führungsnuten wechselweise eingreifen·

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange gegenüberliegend jeweils zwei mit ihr verbundene Kolbenplatten (2) trägt, die sich in Zylindern (1.1. bis 1*4.), z. B. gegenüberliegenden Zwillingszylindern (1), bewegen, wobei die bei einem Verbrennungsmotor, z. B. einem Otto-Motor, an sich bekannten Zündkerzen, Ventile und Zündfolgen wie üblich angeordnet bzw. eingestellt sind.

Hierai_d_Sel!en Zeichnungen