DE10150913B4

DE10150913B4 - Vorrichtung zur Kraftübertragung

Info

Publication number: DE10150913B4
Application number: DE2001150913
Authority: DE
Inventors: Bernd Koenig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2021-10-19
Also published as: DE10150913A1

Abstract

Vorrichtung zur Kraftübertragung bei einem Hubkolbenverbrennungsmotor, ein Pleuel (5), eine Kurbelwelle (2) und zumindest zwei Zahnkränze (3,4) umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kurbelwelle (2) der zweite Zahnkranz (4) mit Bolzen zugeordnet ist und im unteren Auge des Pleuels (5) eine Exenterscheibe (6) gelagert ist, wobei der zweite Zahnkranz (4) sich während der Kraftübertragung dreht und fest mit der Exenterscheibe (6) verbunden ist und die Kraftübertragung über die zwei Zahnkränze (3, 4) stattfindet, von denen der erste Zahnkranz (3) mit dem Gehäuse (1) und der zweite Zahnkranz mit dem drehbaren Bolzen fest verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung, wie bei einem Hubkolbenverbrennungsmotor, wobei ein, über einen Kurbelzapfen an eine Kurbelwelle angeschlossenes Pleuel die lineare Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung wandelt.

Bekannt sind Hubkolbenverbrennungsmotoren, wie Zweitakt- und/oder Viertaktbenzin und/oder -dieselmotoren, darunter „Saugmotoren" und/oder sogenannte „aufgeladene Motoren", wobei allen gemeinsam ist, dass am sogenannten oberen Totpunkt der Kolbenbewegung (entspricht dem Umkehrpunkt des Kolbens) keine Krafterzeugung und damit keine Kraftübertragung auf die Kurbelwelle möglich ist.

Die direkte Folge davon ist, dass der Motor unruhig läuft.

Nachteilig daran ist auch, dass das optimale Motordrehmoment nicht erreicht werden kann und, als Konsequenz, dass Kraftstoff unnötig verbraucht und Leistung nicht maximiert wird.

Aus der US 4,044,629 ist eine Vorrichtung zur Kraftübertragung bekannt, bei der eine in einem Pleuel angeordnete Kurbelwelle offenbart wird. Dort ist jedoch keine Krafterzeugung am oberen Totpunkt des Kolbens möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Kraftübertragung auch am Kolbenumkehrpunkt zu ermöglichen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Kraftübertragung bei einem Hubkolbenverbrennungsmotor, ein Pleuel und eine Kurbelwelle umfassend, wobei das Pleuel über den Hubkolbenverbrennungsmotor angetrieben wird und die lineare Bewegung des Pleuels über die Kurbelwelle in eine Drehbewegung umgewandelt wird, wobei die Kurbelwelle in einer Exzenterscheibe drehbar im Pleuel gelagert ist.

Als „Exzenterscheibe" wird eine runde Scheibe bezeichnet, die eine asymmetrisch angeordnete, bevorzugt auch runde, Bohrung hat. In dieser Bohrung wird die Kurbelwelle direkt oder indirekt, über zumindest zwei Zahnkränze, geführt, so dass auch bei maximaler Auslenkung des Pleuels (zum Zeitpunkt, wenn der Kolben am oberen Totpunkt ist) und damit Stillstand der Kurbelwelle im Fall der herkömmlichen und zentrierten Anbringung der Kurbelwelle im Pleuel, die Kurbelwelle im Pleuel immer noch um den Mittelpunkt der Exzenterscheibe gedreht wird. Damit entsteht kein abrupter Abfall der Kraftübertragung am oberen Totpunkt des Kolbens, sondern vielmehr resultiert eine kontinuierliche Umwandlung der linearen Bewegung des Pleuels in eine Drehbewegung der Kurbelwelle auch am Umkehrpunkt des Kolbens.

Bei der Ausführungsform der Exzenterscheibe mit runder Bohrung ist es bevorzugt, wenn die Exzenterscheibe im Pleuel so angeordnet ist, dass am Kolbenumkehrpunkt der Mittelpunkt der runden Exzenterscheibe und der Mittelpunkt der runden Bohrung in der Exzenterscheibe maximale Entfernung voneinander haben. Dabei liegen die beiden Mittelpunkte bevorzugt nicht auf einer Linie, die durch den Mittelpunkt des oberen Kreissequments des Pleuels und dem Mittelpunkt der Exzenterscheibe geht. Insbesondere bilden die drei genannten Mittelpunkte ein Dreieck am oberen Totpunkt des Kolbens.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Kurbelwelle über zumindest zwei Zahnkränze, einem ersten Zahnkranz, der Teil der Kurbelwelle ist und einem zweiten Zahnkranz, der im Kurbel- oder Motorgehäuse befestigt ist, durch die Auf- und Abbewegung des Pleuels gedreht.

Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Größenverhältnis der beiden Zahnkränze so bemessen ist, dass sich der Zahnkranz, der Teil der Kurbelwelle ist, beim Umlauf um den Zahnkranz, der Teil des Gehäuses ist, einmal um sich selbst dreht.

Im folgenden wird die Erfindung noch anhand zweier Figuren, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen, näher erläutert.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Motorgehäuse und 2 zeigt eine Explosions-Ansicht auf die Vorrichtung.
In 1 ist, von aussen nach innen zunächst ein Gehäuse 1, das Kurbel- oder Motorgehäuse genannt werden kann, zu erkennen. Darin gelagert befindet sich die Kurbelwelle 2 mit der Achse und dem Mittelpunkt 2a der Achse. Um die Achse herum befindet sich ein erster Zahnkranz 3, der in einen zweiten Zahnkranz 4 greift. Zahnkranz 4 liegt um die Achse des Bolzens 4' der in der runden Bohrung 9 der Exzenterscheibe 6 mit dem Mittelpunkt 9a der Bohrung 9 drehbar gelagert ist. Die Exzenterscheibe 6 füllt das untere Ende des Pleuels 5, dessen oberes Ende über seinen Mittelpunkt 5a mit dem Hubkolben verbunden ist. Eine Linie A verbindet die drei Mittelpunkte 5a, 2a und 9a.
„B" zeigt die Linie an, die durch den Mittelpunkt des Kreissequments des oberen Pleuelendes 5a und durch den Mittelpunkt der Exzenterscheibe 6a geht. Die Exzenterscheibe 6 ist bevorzugt so montiert, dass am Kolbenumkehrpunkt oder bei der Kolbenstellung am oberen Totpunkt der Mittelpunkt der Exzenterscheibe 6a seine maximale Auslenkung aus der Linie A hat. Die Mittelpunkte 5a, 6a und 9a bilden dann in dieser Stellung ein Dreieck, wodurch Kraftübertragung vom Kolben über das Pleuel 5 auf die Kurbelwelle 2 möglich wird.
2 zeigt die Vorrichtung in einer Explosionsansicht, wodurch sämtliche Einzelteile erkennbar sind. Zu sehen ist wieder das Motor- oder Kurbelgehäuse 1, in dem die Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist. Um den Mittelpunkt 2a der Achse der Kurbelwelle und des Gehäuses 1 liegt der erste Zahnkranz 3. In diesen Zahnkranz 3 greift der zweite Zahnkranz 4 ein, der mit einem Bolzen in der Bohrung 9 der Exzenterscheibe 6 im Pleuel 5 angeordnet ist. Die Exzenterscheibe 6 ist drehbar im Pleuel 5 montiert, so dass sie sich um ihren Mittelpunkt 6a, der zugleich der Mittelpunkt des unteren Pleuelkreises ist, drehen kann. Der Bolzen 4' des Zahnkranzes 4 ist über eine Madenschraube 8 mit dazugehöriger Gewindebohrung 7 in der Bohrung 9 der Exzenterscheibe 6 fixiert. Die Zahnkränze 3 und 4 greifen ineinander und haben bevorzugt ein Größenverhältnis zueinander das so bemessen ist, dass sich Zahnkranz 4 beim Umlauf um Zahnkranz 3 einmal um sich selbst dreht.
Die Erfindung ermöglicht erstmals einen ruhigen Motorlauf, bei dem die Kraftübertragung aus dem Kolben kontinuierlich ohne Bruch erfolgt. Dies wird erreicht durch die Anbringung einer Exzenterscheibe, die ein Weiterdrehen der Kurbelwelle am Umkehrpunkt des Kolbens und/oder des Pleuels ermöglicht.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung, wie bei einem Hubkolbenverbrennungsmotor, wobei ein, über einen Bolzen mit Zahnkranz an eine Kurbelwelle angeschlossenes Pleuel die lineare Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung wandelt. Durch eine Exzenterscheibe wird erreicht, dass die Drehbewegung der Kurbelwelle im Gegensatz zur Auf- und Abbewegung des Pleuels keinen Totpunkt hat. Damit wird der Motorlauf erheblich ruhiger und eine optimale Ausnutzung des Kraftstoffes erreicht.

Claims

Vorrichtung zur Kraftübertragung bei einem Hubkolbenverbrennungsmotor, ein Pleuel (5), eine Kurbelwelle (2) und zumindest zwei Zahnkränze (3,4) umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kurbelwelle (2) der zweite Zahnkranz (4) mit Bolzen zugeordnet ist und im unteren Auge des Pleuels (5) eine Exenterscheibe (6) gelagert ist, wobei der zweite Zahnkranz (4) sich während der Kraftübertragung dreht und fest mit der Exenterscheibe (6) verbunden ist und die Kraftübertragung über die zwei Zahnkränze (3, 4) stattfindet, von denen der erste Zahnkranz (3) mit dem Gehäuse (1) und der zweite Zahnkranz mit dem drehbaren Bolzen fest verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Exenterscheibe (6) im Pleuel (5) so angeordnet ist, dass am Kolbenumkehrpunkt der Mittelpunkt der runden Exenterscheibe (6a), der Mittelpunkt des Kreissegments des oberen Pleuelendes (5a) und der Mittelpunkt der runden Bohrung (9a) ein Dreieck bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Zahnkranz (3) coaxial zur Kurbelwellenachse im Gehäuse angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei dem das Größenverhältnis der beiden Zahnkränze (3, 4) so bemessen ist, dass sich der Zahnkranz (4), der Teil der Kurbelwelle (2) ist, beim Umlauf um den Zahnkranz (3), der Teil des Gehäuses (1) ist, einmal um sich selbst dreht.