DE19517508A1 - Kraftübertragung auf Kurbelwelle mittels Planetenzahnrad(getriebe) in Otto- und Dieselmotoren - Google Patents
Kraftübertragung auf Kurbelwelle mittels Planetenzahnrad(getriebe) in Otto- und DieselmotorenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
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- F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
- F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
- F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
- F16H21/22—Crank gearings; Eccentric gearings with one connecting-rod and one guided slide to each crank or eccentric
- F16H21/30—Crank gearings; Eccentric gearings with one connecting-rod and one guided slide to each crank or eccentric with members having rolling contact
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Kraftübertragung von einem
Kolben auf die Kurbelwelle in Otto- und Dieselverbrennungs
motoren insbesondere in Kraftfahrzeugen.
Nach dem Stand der Technik werden derzeit in der (Kraftfahr
zeug-)Industrie Otto- und Dieselverbrennungsmotoren gebaut,
bei denen eine Pleuelstange Kolben und Kurbelwelle direkt mit
einander verbindet. Eine solche Kraftübertragung hat jedoch
den Nachteil, daß erstens in der Phase des stärksten Schubs
des Arbeitshubs die Kraft wegen der Kreiselbewegung des Pleu
els auf der Kurbelwelle nach der Seite abgelenkt wird und daß
zweitens insbesondere bei Ottomotoren die Zündung bereits vor
dem Zeitpunkt der höchsten Kompression ausgelöst werden muß,
um die Explosionskraft des Treibstoffes nach dessen Entzündung
und Erhitzung maximal ausnutzen zu können, jedoch mit der ne
gativen Konsequenz eines vorübergehenden Umkehrschubs und da
mit einhergehend eines verminderten Energiewirkungsgrades.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten
Nachteile möglichst weitgehend zu vermeiden und insgesamt ei
nen höheren Wirkungsgrad bzw. bei gleicher Leistung einen ge
ringeren Kraftstoffverbrauch und eine bessere Umweltverträg
lichkeit von Otto- und Dieselmotoren zu erreichen. Anstoß war
dabei das Patent des knickbaren Pleuels der Herren Amann und
Mederer, mit dem bewiesen wurde, daß im Gegensatz zum ange
wandten Stand der Technik noch weitere Energieeinsparungen
möglich sind.
Erfindungsmäßig wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß Kurbel
welle und Pleuel nicht direkt, sondern über ein durch einen
Zahnkranz geführtes Zahnrad (Planetenzahnrad) miteinander ver
bunden sind. Dieses läuft mit seinem Mittelpunkt an der Stelle
um die Kurbelwelle, wo bei Motoren nach dem Stand der Technik
das Pleuel angebracht ist. Es kann z. B. aus zwei Teilen oder
mehr Teilen in geeigneter Weise zusammengefügt sein. Dabei
wird es durch den Zahnkran so geführt, daß es pro Umdrehung
der Kurbelwelle genau zwei Umdrehungen in entgegengesetzter
Drehrichtung vollführt was am leichtesten dadurch zu erreichen
ist, daß der Zahnkranz steht und genau doppelt soviele Zähne
wie das Zahnrad hat. Seitlich am Zahnrad befindet sich ein
scheibenartiger Vorsprung, dessen Durchmesser etwa oder etwas
mehr als die Hälfte des Zahnrades beträgt und an dem das Pleu
el nun statt an der Kurbelwelle umläuft. Jedoch haben Zahnrad
und Vorsprung keinen gemeinsamen Mittelpunkt, sondern der Vor
sprung ist zum Zahnradrand hin versetzt und das Zahnradmittel
loch wird vom Vorsprung gerade noch mit eingefaßt. Durch diese
Anordnung ergibt sich ein exzentrisches Kreiseln des Pleuels
um die Kurbelwelle.
Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß bei geeigneter
Pleuelstangenlänge sich eine länger dauernde Ruhephase des
Kolbens bei maximaler Kompression ergibt, sofern das Zahnrad
richtig auf die Drehbewegung der Kurbelwelle eingestellt ist.
Insbesondere bei Ottomotoren wird dadurch der Umkehrschub
fast vollständig vermieden. Die Explosionskraft des entzünde
ten Treibstoffes kann sich voll entfalten und wird gerade in
der Phase des stärksten Schubs fast unabgelenkt und schneller
auf die Kurbelwelle übertragen. Dabei werden zusätzlich auf
tretende Reibungseffekte bei geeigneter Materialauswahl und
geeigneter Dimensionierung bzw. Lagerung von Kolben, Zahnrad,
Zahnkranz, Pleuel und Kurbelwelle durch die Summe der Vortei
le überstiegen.
In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung
erläutertes Ausführungsbeispiel einer Kraftübertragung auf
die Kurbelwelle gemäß der Erfindung vereinfacht dargestellt.
Dabei wurde auf die zeichnerische Darstellung eines Motoren
gehäuses völlig verzichtet. Der Kolben (K) überträgt die
Kraft an das mit ihm über eine drehbare Achse verbundene
Pleuel (P1), welches an seinem anderen Ende mittels eines
Wälzlagers oder direkt um den seitlichen Vorsprung (V) des
Zahnrades (Z) umläuft. Der Vorsprung (V) ist dabei ein schei
benartiger Zapfen, der sich exzentrisch am Zahnrad (Z) be
findet, jedoch dessen Mittelloch (m), mit dem das Zahnrad (Z)
zentrisch um die Kurbelwelle (Ku) läuft, umschließt.
Gleichzeitig wird das Zahnrad (Z) durch den feststehenden
Zahnkranz (Zk) so geführt, daß es bei einer Umdrehung der
Kurbelwelle (Ku) genau zwei Umdrehungen in entgegengesetzter
Drehrichtung vollführt. Mittels dieser Anordnung wird das
Pleuel (P1) exzentrisch drehbar um die Kurbelwelle (Ku) ge
führt. Dies bewirkt bei konstanter Umdrehung der Kurbelwel
le (Ku) einen nicht mehr der Sinusfunktion folgenden Bewe
gungsablauf des Kolbens (K) und eine relative Verlängerung
der Kompressionsphase bei richtiger Einstellung des Zahn
rades (Z) in den Zahnkranz (Zk).
Die Zeichnung 1) zeigt einen Querschnitt, die Zeichnung 2)
einen Längsschnitt der erfindungsmäßigen Anordnung.
Claims (6)
1. Kraftübertragung von Kolben auf die Kurbelwelle in
Otto- und Dieselmotoren, wobei die Kraft des Kolbens mittels
eines Pleuels auf die Kurbelwelle übertragen wird.
2. Kraftübertragung nach Anspruch 1, gekennzeichnet da
durch, daß das Pleuel nicht direkt auf der Kurbelwelle (Ku),
sondern exzentrisch über ein (Planeten-)Zahnrad (Z) auf der
Kurbelwelle umläuft. Das Zahnrad wird durch einen Zahnkranz
(Zk) so geführt, daß es bei einer Kurbelwellenumdrehung genau
zwei Umdrehungen in entgegengesetzter Drehrichtung vollführt.
Die exzentrische Drehbewegung des Pleuels (P1) um die Kurbel
welle bewirkt eine relative Verlängerung der Kompressions
phase im Bewegungsablauf des Kolbens (K) und eine geradlini
gere Führung des Pleuels in der Phase des Arbeitshubes.
3. Als Unteransprüche werden folgende Details der Erfindung
geltend gemacht:
Erstens: das Zahnrad (Z) wird vom Zahnkranz (Zk) in der Weise geführt, daß der Zahnkranz feststeht und doppelt soviele Zähne aufweist wie das Zahnrad. Statt Zähnen kann es sich auch um Noppen sonstiger Art handeln.
Erstens: das Zahnrad (Z) wird vom Zahnkranz (Zk) in der Weise geführt, daß der Zahnkranz feststeht und doppelt soviele Zähne aufweist wie das Zahnrad. Statt Zähnen kann es sich auch um Noppen sonstiger Art handeln.
Zweitens: Die exzentrische Aufhängung des Pleuels (P1) am
Zahnrad wird dadurch erreicht, daß es an einem scheibenarti
gen seitlichen Vorsprung des Zahnrades (Zapfen) (V) umläuft,
der exzentrisch am Zahnrad vorsteht, das zentrische Mittel
loch des Zahnrades (m) mit umfaßt. Statt eines einfachen
Mittelloches (m) ist auch eine besondere Lagerung, z. B. ein
Wälzlager möglich.
Drittens: das Zahnrad kann aus mehreren Teilen zusammenge
setzt sein.
Viertens: Das Pleuel (Pleuelstange) (P1) kann einen leich
ten Z-Knick aufweisen, damit der Kolben (K)
ausreichend Platz neben dem Zahnrad hat.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995117508 DE19517508A1 (de) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Kraftübertragung auf Kurbelwelle mittels Planetenzahnrad(getriebe) in Otto- und Dieselmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995117508 DE19517508A1 (de) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Kraftübertragung auf Kurbelwelle mittels Planetenzahnrad(getriebe) in Otto- und Dieselmotoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19517508A1 true DE19517508A1 (de) | 1996-11-14 |
Family
ID=7761789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995117508 Withdrawn DE19517508A1 (de) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Kraftübertragung auf Kurbelwelle mittels Planetenzahnrad(getriebe) in Otto- und Dieselmotoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19517508A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-05-12 DE DE1995117508 patent/DE19517508A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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