DE102004031168B3

DE102004031168B3 - Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung und umgekehrt

Info

Publication number: DE102004031168B3
Application number: DE102004031168A
Authority: DE
Inventors: Eduard Koll
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: DE502005000918D1; EP1612369B1; ATE365862T1; EP1612369A1

Abstract

Damit die Vorrichtung einfach auf unterschiedliche Hübe anpassbar ist, werden zwei im Abstand zueinander angeordnete, sich kreuzende Steuerstangen vorgeschlagen, die in ihrer Längsrichtung hin- und herschiebbar gelagert sind, zwischen denen ein Zahnreifen mit einer Außenverzahnung und mit einer Innenverzahnung angeordnet ist, in dessen Außenverzahnung vier im gleichen Abstand zueinander angeordnete Abtreibszahnräder eingreifen und in dessen Innenverzahnung ein Umlaufzahnrad eingreift, das zwei diametral gegenüberliegende Lager hat, wobei ein Lager mit der einen Steuerstange und das andere Lager mit der anderen Steuerstange zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung und umgekehrt, die zwei im Abstand zueinander angeordnete, sich kreuzende Steuerstangen, die in ihrer Längsrichtung hin- und herschiebbar gelagert sind, einen zwischen den Steuerstangen angeordneten Zahnreif mit einer Außenverzahnung, in die im gleichen Abstand zueinander angeordnete, auf Abtriebswellen sitzende Abtriebszahnräder eingreifen, und ein im Zahnreif drehbar gelagertes Umlaufrad aufweist, das zwei zu seinem Mittelpunkt im Abstand einander diametral gegenüberliegende Lager hat, wobei ein Lager mit der einen Steuerstange und das andere Lager mit der anderen Steuerstange zusammenwirkt.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-Patentschrift US 5 046 459 bekannt. Bei dieser Vorrichtung läuft die Außenseite des Umlaufrades auf der Innenfläche des Zahnreifes.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades und der Betriebssicherheit der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass der Zahnreif zusätzlich zur Außenverzahnung eine Innenverzahnung aufweist und dass das Umlaufrad eine Außenverzahnung aufweist, mit welcher es in die Innenverzahnung des Zahnreifes eingreift.

Vorteilhaft sind die Steuerstangen an ihren Endabschnitten in Lagern verschiebbar.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Steuerstangen an ihren Endabschnitten mit in Zylindern gelagerten Kolben versehen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt.
Es zeigen:
1 bis 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Kolben tragenden Steuerstangen als Vierzylinder-Motor in unterschiedlichen Arbeitsstellungen
6 einen Einzylinder-Motor
7 einen Zweizylinder-Boxermotor und
8 einen Zweizylinder-V-Motor.
Nach den 1 bis 8 sind zwei im Abstand zueinander stehende Steuerstangen 1 und 2 sich im rechten Winkel kreuzend zueinander angeordnet. Die Steuerstangen 1 und 2 liegen in im Abstand und parallel zueinander verlaufenden Ebenen.
Im Raum zwischen den Steuerstangen 1 und 2 ist ein Zahnreif 3 angeordnet, der eine Innenverzahnung und eine Außenverzahnung trägt. In die Außenverzahnung des Zahnreifes 3 greifen vier in gleichem Abstand, paarweise einander diametral gegenüberliegende Abtriebszahnräder 4 ein, die auf nicht dargestellten Abtriebswellen sitzen. Die Abtriebszahnräder 4 lagern den zwischen den Steuerstangen 1 und 2 geführten Zahnreif 3.
In die Innenverzahnung des Zahnreifes 3 greift ein Umlaufzahnrad 5 ein, das zwei zu seinem Mittelpunkt im Abstand einander diametral gegenüberliegende Lager 6 und 7 hat. Das Lager 6 wirkt mit der Steuerstange 1 zusammen, während das Lager 7 mit der Steuerstange 2 zusammenwirk. Die Lager 6 und 7 können in bekannter Weise ausgebildet sein, wobei die Lagerzapfen entweder an den Steuerstangen 1 und 2 angeordnet sind oder am Umlaufzahnrad 5.
Bei der Vorrichtung nach den 1 bis 5 tragen die Steuerstangen 1 und 2 an ihren Enden Kolben 8, die in zugeordneten Zylindern 9 geführt sind, so dass sich ein Vierzylinder-Motor ergibt, beispielsweise mit einem Hub von 50 mm. Die eingezeichneten Pfeile geben die jeweilige Bewegungsrichtung bzw. Drehrichtung des Elementes an.
Wird in 1 die Steuerstange 1 nach unten. bewegt, so dreht sich das Umlaufzahnrad 5 im Uhrzeigersinn um die Lager 6 und 7 in die in 2 dargestellte Stellung. Dadurch wird der Zahnreif 3 gleichfalls im Uhrzeigersinn gedreht, was eine Drehung der Abtriebszahnräder 4 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt. Wird dann anschließend die Steuerstange 2 nach rechts bewegt, so dreht sich das Umlaufzahnrad 5 weiter in die in 3 dargestellte Stellung und weiter in die in 4 dargestellte Stellung. Wird dann die Steuerstange 1 nach oben bewegt, so gelangt das Umlaufzahnrad 5 in die in 5 dargestellte Stellung. Dieser Vorgang wird dann weitergeführt, bis die Vorrichtung wieder in der in 1 dargestellten Stellung ist, so dass ein vollständiger Zyklus vorliegt.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach 6 ist die Steuerstange 1 nur an einem Ende mit einem in einem Zylinder 9 geführten Kolben 8 versehen, während der andere Endabschnitt und die Endabschnitte der Steuerstange 2 in Führungsbuchsen 10 geführt sind, so dass sich ein Einzylinder-Motor mit beispielsweise einem Hub von 40 mm ergibt.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach 7 ist die Steuerstange 2 an ihren Enden mit in Zylindern 9 geführten Kolben 8 versehen, während die Endabschnitte der Steuerstange 1 in Führungsbuchsen 10 geführt sind. Somit ergibt sich ein Zweizylinder-Boxermotor, beispielsweise mit einem Hub von 32 mm.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach 8 ist jeweils ein Ende der Steuerstangen 1 und 2 mit einem in Zylindern 9 geführten Kolben 8 versehen, während die anderen Enden der Steuerstangen in Führungsbuchsen 10 geführt sind, so dass sich ein Zweizylinder-V-Motor, beispielsweise mit einem Hub von 25 mm ergibt.
Wie die 6 bis 8 zeigen, eignet sich die Vorrichtung für verschiedene Zylinderanordnungen. Möglich ist es auch, die Steuerstangen 1 und 2 auf der Antriebsseite jeweils mit Doppelkolben zu bestücken und somit gleichzeitig mehrere Zylinder betreiben zu können.
Der Hub der Steuerstangen 1 und 2 ist innerhalb weiter Grenzen – diese sind nur vom Innenradius des Zahnreifes 3 abhängig – frei veränderbar. Wird der Hub verkleinert, indem der Abstand der Lager 6 und 7 verringert wird, so muss lediglich der Durchmesser des Umlaufzahnrades 5 proportional vergrößert werden. Wird auch die Antriebsseite der Steuerstangen 1 und 2 entsprechend verändert, so können sogar gleiche Zylinder mit unterschiedlichem Hub betrieben werden.
Auf diese Weise kann im gleichen Gehäuse ein unterschiedlicher Hub eingestellt werden.
Bei umgekehrter Wirkungsweise kann die Vorrichtung beispielsweise als Kolbenpumpe Verwendung finden.

Claims

Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung und umgekehrt, die zwei im Abstand zueinander angeordnete, sich kreuzende Steuerstangen (1, 2), die in ihrer Längsrichtung hin- und herschiebbar gelagert sind, einen zwischen den Steuerstangen angeordneten Zahnreif (3) mit einer Außenverzahnung, in die im gleichen Abstand zueinander angeordnete, auf Abtriebswellen sitzende Abtriebszahnräder (4) eingreifen, und ein im Zahnreif drehbar gelagertes Umlaufrad (5) aufweist, das zwei zu seinem Mittelpunkt im Abstand einander diametral gegenüberliegende Lager (6, 7) hat, wobei ein Lager (6) mit der einen Steuerstange (1) und das andere Lager (7) mit der anderen Steuerstange zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnreif (3) zusätzlich zur Außenverzahnung eine Innenverzahnung aufweist und dass das Umlaufrad (5) eine Außenverzahnung aufweist, mit welcher es in die Innenverzahnung des Zahnreifes (3) eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstangen (1, 2) an ihren Endabschnitten in Lagern verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstangen an ihren Endabschnitten mit in Zylindern (9) gelagerten Kolben (8) versehen sind.