DE2112784C3

DE2112784C3 - Führungsgetriebe fur eine Schwenkkolben-Kraftmaschine

Info

Publication number: DE2112784C3
Application number: DE19712112784
Authority: DE
Inventors: Octavio Rocha
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-17
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2112784B2; DE2112784A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Führungsgetriebe für eine Schwenkkolben-Kraftmaschine mit innerhalb eines ringförmigen Zylinders hin- und hergehenden Kolbenpaaren, deren Kolben jeweils diametral gegenüberliegend mit zwei Hohlwellen drehfest verbunden sind, die über das Führungsgetriebe mit wenigstens einer Abtriebswelle in Verbindung stehen.

Es ist eine Schwenkkolben-Kraftmaschine dieser Art bekannt (DE-OS 19 33 060), bei welcher die Hohlwellen konzentrisch angeordnet und nach einer Seite aus dem ringförmigen Zylinder herausgeführt sind, wobei das Führungsgetriebe aus zwei an den Hohlwellen angeordneten Pleuelstangen besteht, die auf zwei Abkröpfungen einer als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle einwirken. Die bekannte Ausführung ist aufwendig, und es müssen die für die Synchronisierung erforderlichen Kräfte von den konzentrisch angeordneten Hohlwellen und den Pleuelstangen auf die Kurbelwelle übertragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Führungsgetriebe für eine Schwenkkolben-Kraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine ίο vergleichsweise einfache Ausbildung aufweist

Dies wird nach einer Ausführung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Hohlwellen an ihren Innenwandungen koaxial jeweils ein Zahnsegment aufweisen, das mit einem innerhalb der betreffenden Hohlwelle befindlichen Zahnrad kämmt, wobei beide Zahnräder zwecks Synchronisation der Kolbenbewegungen miteinander im Kämmeingriff stehen, daß eine der beiden Hohlwellen mit dem Mantelgehäuse des Führungsgetriebes drehfest verbunden ist und das Mantelgehäuse zwei koaxial angeordnete Wellen aufnimmt, die mit Antriebszahnrädern versehen sind, die mit Zahnradsätzen kämmen, die auf mit den Seitenteilen des Mantelgehäuses drehfest verbundenen Radsatzwellen drehbar gelagert sind und zwischen sich und dem Mantelgehäuse Einwegkupplungen aufweisen, die für beide Zahnradsätze jeweils in entgegengesetzten Richtungen wirksam sind, und daß die Wellen in axialer Verlängerung mit der Abtriebswelle verbunden sind.

Nach einer anderen Ausführung der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hohlwellen an ihren Innenwandungen koaxial jeweils ein Zahnsegment aufweisen, das mit einem innerhalb der betreffenden Hohlwelle befindlichen Zahnrad kämmt, wobei beide Zahnräder zwecks Synchronisation der Kolbenbewegungen miteinander in Kämmeingriff stehen, und daß eine Hohlwelle einen Arm aufweist, dessen freies Ende mit einer Pleuelstange gelenkartig verbunden ist, das mit seinem anderen Ende an einer exzentrisch angeordneten Abtriebswelle angelenkt ist.
■to Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Führungsgetriebes ist es im übrigen nicht erforderlich, die für die Synchronisation erforderlichen Kräfte über die Hohlwellen zu übertragen, sondern es können diese Kräfte unmittelbar zwischen den mit den Schwenkkolben verbundenen Enden der Hohlwellen übertragen werden.

Zweckmäßig sind zwei Abtriebswellen vorgesehen, von denen eine außer für den Antrieb der anzutreibenden Vorrichtung auch zum Antreiben von Hilfseinrichtungen verwendet werden kann, wie z. B. eines Ventilators, einer Wasserpumpe, einer ölpumpe, eines Ladegebläses usw.

Das erfindungsgemäße Führungsgetriebe ermöglicht ferner ein hohes Ausgangsdrehmoment und eine hohe Ausgangsleistung bei günstigen Geschwindigkeiten und bei einem hohen Leistungs-Gewichts-Verhältnis.

Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 schematisch einen Schritt durch den Ringzylinder einer Schwenkkolben-Kraftmaschine,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Schwenkkol-μ ben-Kraftmaschine mit dem Führungsgetriebe gemäß der Erfindung,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 2,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 2,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 2,

Fi g. 7 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Teiles des erfindungsgemäßen Führungsgetriebes; und

Fig.8 schematisch eine perspektivische Darstellung eines weiteren Teiles des erfindungsgemäßen Führungsgetriebes.

in Fig. 1 ist mit E ein kreisförmiger Zylinder bezeichnet, in welchem zwei Kolbenpaare auf Kreisbahnen hin- und hefjEchwingen. Die diametral gegenüberliegenden Kolben A 1 und A 2 sind starr mit einem Element / verbunden, während das andere Kolbenpaar B1 und B 2 mit einem Element K fest verbunden ist

Wenn der Schwungradzahnkranz 19 (F i g. 2) gedreht wird, wird auch die Welle 23 (F i g. 2) gedreht, welche ihrerseits die Antriebsscheibe 20 (F i g. 2) dreht und über einen nicht gezeigten Riemen eine Spülpumpe antreibt Sobald diese Spülpumpe läuft, führt diese unter Druck Luft den Zylinderkammern zu.

Die Welle 23 dreht ihrerseits über ein Zahnrad ein an der Welle 57 (F i g. 2 und 7) starr befestigtes Zahnrad 73 (F i g. 2). Die Welle 57 dreht das Zahnrad 58 (F i g. 2, 7), welches die Ausgangswelle 59 (Fig.2, 7) dreht Ist der Motor erst einmal angelassen, dann bleibt die Welle 57 in Drehung, wobei der Motor die geringe, erforderliche Leistungsmenge liefert Die Welle 57 ihrerseits dreht die Welle 23. Die Welle treibt dann das sämtliche benötigte Zubehör an, wie beispielsweise Kühlgebläse, Spülpumpe, Lichtmaschine, Brennstoffeinspritzpumpe usw., ebenso wie eine Pumpe und/oder ein Verteilergetriebe. Das Zahnrad 58 dreht über seine verlängerten Verzahnungen ein Verteilerwellengetriebe 60 (F i g. 2), wodurch der Verteiler betätigt wird.

Wenn sich die Ausgangswelle 59 dreht, überträgt diese eine hin- und hergehende Bewegung auf eine Pleuelstange 61 (F i g. 2,5 und 7), welche ihrerseits eine kreisförmige Schwingungsbewegung auf einen Arm 62 (F i g. 2 und 7) überträgt, der seinerseits starr an einer Hohlwelle 63 (Fig.2, 7) befestigt ist, welche sich dadurch in kreisförmigen Schwingungen um eine feste Achse drehen muß.

Diese schwingende Hohlwelle 63 hält über ihre verlängerten Arme eine aus zwei Kolben bestehende Kolbengruppe 65, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind (F i g. 2 und 7).

Die Hohlwelle 69 hält über Verlängerungsarme (F i g. 7) die Kolben B1 und Ö2 (F i g. 1 oder 70 (F i g. 7). Die Hohlwellen 63 und 69 sind individuell um die Achse der Welle. 57 drehbar. Die Hohlwelle 63 ist an ihrer Innenfläche mit zwei gegenüberliegenden Zahnsegmenten 63' versehen, von denen eines in F i g. 7 dargestellt ist. Die Hohlwelle 69 ist ebenfalls mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Zahnsegmenten 69' versehen, von denen in F i g. 7 eines gezeigt ist.

Zwei Zahnräder sind diesen Zahnsegmenten beigeordnet, um eine Synchronisierung der beiden Hohlwellen 63 und 69 und der ihnen beigeordneten Kolben zu erreichen, und zwar über genau vorher bestimmte Drehwinkel, um zu gewährleisten, daß die Kolben jederzeit die gewünschte, vorbestimmte Beziehung zu den Einlaß- und Auslaßöffnungen und den anderen Motorelementen haben.

Die Zahnräder 67 und 68 sind mit den auf der Innenseite der Hohlwelle 63 gebildeten Verzahnungen und miteinander im Eingriff.

Bei einer gegebenen Winkelverschiebung einer Kolbengruppe in eine Richtung erfolgt die gleiche Winkelverschiebung der anderen Kolbengruppe in die entgegengesetzte Richtung.

Die Kraft der beiden Kolbengruppen wird mittels der Zahnräder 67 und 68 (Fig.7) integriert und als Schwingbewegung zur Hohlwelle 63 (F i g. 7) übertragen. Die Hohlwelle 63 (Fig.7) trägt einen starr befestigten Arm 62 (Fig.7), welcher einen Zahnabschnitt aufweist, welcher mit einem Ende der Welle 55 (F i g. 2,7) im Eingriff ist

ίο An der anderen Seite der Welle 55 ist ein Zahnrad angebracht, welches mit einem Zahnabschnitt 50 im Eingriff steht und diesen in Schwingbewegung versetzt Dieser Abschnitt 50 ist unbeweglich mit einer Endscheibe 48 (F i g. 2, 7) verbunden, welcher Teil des Einwegkupplungsgehäuses ist

Das Einwegkupplungsgehäuse hat eine Endscheibe 48, eine zylindrische Deckplatte 47 (F i g. 2, 8) und am anderen Ende die Platte 46 (Fig.2). Diese Platte ist in Fig.8 zur Verdeutlichung fortgelassen. Da die Endscheibe 48 (F i g. 2, 8) schwingt schwingt das gesamte Gehäuse ebenfalls.

An und zwischen den Endplatten 46 und 48 befinden sich sechs starr befestigte kleine Wellen 49 (F i g. 2, 8), weiche gleichmäßig um eine gemeinsame Achse angeordnet sind. Die sechs Wellen halten drehbar Radsätze 52 und 53, wobei jeder Radsatz sechs Zahnräder (Fig.2, 8) aufweist Jedes Zahnrad ist in einer Richtung drehbar, und zwar mittels einer Kupplungsfeder 51, wobei die Zahnräder 52 gegen Drehung gesperrt sind, wenn sich das aus den Endscheiben 46 und 48 gebildete Gehäuse gegen den Uhrzeigersinn bewegt, und welche dann drehbar sind, wenn sich das Gehäuse in die entgegengesetzte Richtung dreht, während die Zahnräder 53 in der umgekehrten Richtung arbeiten.

Fig.8 zeigt, daß die Zahnräder 53 drehbar an den festen Wellen 49 angebracht sind, welche mit der Endscheibe 48 verbunden sind. Muffenartige Achsenverlängerungen der Zahnräder 53 sind von eng passenden, schrägverzahnten Federn 54 umgeben. Ein Ende jeder Feder ist an der angrenzenden Endscheibe 48 befestigt. Wenn das Gehäuse und die Endscheibe 48 in die durch einen Pfeil dargestelle Richtung schwingt dann spannen sich die Federn 54 an den Muffen der Zahnräder 53, wodurch diese Zahnräder daran gehindert werden, sich zu drehen. Dadurch bewegen die festen, sich nicht drehenden Zahnräder das Zahnrad 44 in die gleiche Richtung, in weiche sich die Endscheibe 48 bewegt.

5ü Wenn sich die Drehbewegung der Endscheibe 48 umkehrt, dann entspannen sich die Federn 54, wodurch die Muffen der Zahnräder 53 frei werden und sich um die Wellenachsen 49 drehen können. Somit hat das Zahnrad 44 immer eine in eine Richtung wirkende Drehbewegung. Auf diese Art und Weise erreicht man eine nur in eine Richtung erfolgende Bewegungsrichtung. Anstatt der dargestellten Spiralfederkupplung können auch andere Arten von geeigneten Einwegkupplungen verwendet werden.

w) Ein zweiter Satz von Zahnrädern 52 steht mit dem Zahnrad 39 im Eingriff (F i g. 3 und 4). Die Kupplungsfedern 51 sind hier jedoch so angebracht, daß sie die Zahnradverlängerungen ein- und ausrücken können, und zwar in umgekehrter Weise, d. h., sie ergreifen und

h) halten aie Zahnräder 52 gegen Drehung, wenn das Gehäuse 47 sich in eine Richtung dreht, welche entgegengesetzt zu der Richtung ist, die durch einen Pfeil auf der Endscheibe 48 angegeben ist.

Angenommen, daß in einem gegebenen Stadium sich das Gehäuse in die auf der Endscheibe 48 (Fig. 7) angegebene Pfeilrichtung bewegt, dann drehen sich die Zahnräder 52 frei, während sie mit dem Zahnrad 39 im Eingriff sind. Die Zahnräder 53 drehen sich nicht, da sie durch die Kupplungselemente 54 daran gehindert werden, und bewirken, daß sich das Zahnrad 44 in die dargestellte Pfeilrichtung bewegt. Das Zahnrad 44 überträgt diese Bewegung und Leistung durch ihre Wellenverlängerung zum Zahnrad 38 (F i g. 2, 8), an welcher dieses starr befestigt ist. Das Zahnrad 38 treibt das Doppelgetriebe 34 (F i g. 2,8) an, und zwar in die in F i g. 8 dargestellte Pfeilrichtung. Das Zahnrad 34 treibt die Abtriebswelle S über das Zahnrad 1 der Abtriebswelle in Richtung des auf dem Zahnrad 1 dargestellten Pfeiles an, wodurch die aus den beiden Kolbengruppen über den Schwingarm 62 (Fig.2) übertragene Kraft ganz zur Abtriebswelle übertragen wird. Das Zahnrad 34 treibt ebenfalls das Gehäuse 47 an (F i g. 2 — gestrichelte Linie, und Fig.8), und zwar in der in Fig.8 dargestellten Richtung.

Das Zahnrad 43 dreht dann das Zahnrad 40 in der in F i g. 8 angebene Pfeilrichtuiig, welches seinerseits das Zahnrad 39 in der in F i g. 8 angegebenen Pfeilrichtung dreht, welches mit Hilfe seiner Verlängerung die Zahnräder 52 dreht, welche sich frei um die Wellen 49 in der Richtung drehen, in welcher sie vom Zahnrad 39 angetrieben werden.

Wenn das Gehäuse'sich in der auf der Endscheibe dargestellten Pfeilrichtung dreht, dann nimmt die Abtriebswelle 1 einen Leistungsimpuls auf, welcher bewirkt, daß sich diese in der dargestellten Pfeilrichtung auf der Abtriebswelle 1 (Fig.8) dreht Wenn das Gehäuse zu schwingen aufhört, und somit ein Kraftimpuls endet, und zwar in der auf der Endplatte 48 dargestellten Pfeilrichtung (F i g. 8), beginnt sich dieses dann in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. Unter diesen Umständen laufen die Zahnräder 53 frei auf dem Zahnrad 44.

Das Zahnrad 37 treibt das Zahnrad 34 in die dargestellte Pfeilrichtung der Fig.8 an, und das Zahnrad 34 treibt schließlich das Antriebszahnrad 1 der Abtriebswelle S¹ in die gleiche Richtung wie sich durch den vorhergehenden iCraftimpuls des Gehäuses diese Welle umdrehen mußte, und zwar selbst dann, wenn der vorhergehende Kraftimpuls des Gehäuses aus einer entgegengesetzten Schwingungsrichtung des Gehäuses gekommen ist.

Aus sämtlichen Erklärungen ergibt sich nun, daß, obwohl die Kraft und das durch den Motor erzeugte Drehmoment anfänglich zu einer Welle geleitet wird, welche schwingt, diese Bewegung dabei in eine in eine Richtung wirkende Drehbewegung mit einem hohen Wirkungsgrad umgewandelt wird, und somit die sich drehende Abtriebswelle eine hohe Kraft mit einem hohen Drehmoment hat.

Außerdem fällt auf, daß die Einwegkupplungs- und Kraftübertragungsaniage sich besonders dazu eignet, die Drehrichtung der Abtriebswelle umzukehren. Wenn das Zahnrad 40 bewegt wird, um statt mit dem Zahnrad 38 mit dem Zahnrad 39 in Eingriff zu kommen, so wird eine Umkehrung der Drehung der Abtriebswelle erreicht.

Deshalb sollte das Zahnrad 34 einen Schlitz in der Mitte haben, welcher so breit und tief ist, daß dieser nicht das Zahnrad 38 beeinträchtigt, wenn es bewegt wird, um mit dem Zahnrad 39 in Eingriff zu sein.

Aus der Beschreibung der Erfindung und ihrer Wirkungsweise geht hervor, daß die gesamte Kraft des Motors entweder durch die Abtriebswelle S oder 59 ausgenutzt und geleitet werden kann, wobei sich die andere Welle im Leerlauf umdrehen kann oder, falls erwünscht, kann die Kraft gleichzeitig von beiden Wellen abgeleitet werden, um Arbeit zu leisten. Darüber hinaus ist offensichtlich, daß die Abtriebswelle 59, falls erwünscht, die einzige Abtriebswelle des Motors sein kann, durch welche die ganze Kraftleistung geleitet wird. Dabei könnte dann auf die Abtriebswelle 5, deren Antriebsverbindungen mit dem Motor, ebenso wie aul die Gleichrichtereinrichtung verzichtet werden, wodurch die Größe des Motors wesentlich verringert und dessen Aufbau vereinfacht würde, was zur Wirtschaftlichkeit der Herstellung des Motors beitragen würde.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Führungsgetriebe für eine Schwenkkolben-Kraftmaschine mit innerhalb eines ringförmigen Zylinders hin-und hergehenden Kolbenpaaren, deren Kolben jeweils diametral gegenüberliegend mit zwei Hohlwellen drehfest verbunden sind, die über das Führungsgetriebe mit wenigstens einer

Abtriebswelle in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellen (63, 69) an ihren Innenwandungen koaxial jeweils ein Zahnsegment (63' bzw. 69') aufweisen, das mit einem innerhalb der betreffenden Hohlwelle befindlichen Zahnrad (67, 68) kämmt, wobei beide Zahnräder zwecks Synchronisation der Kolbenbewegungen miteinander in Kämmeingriff stehen, daß eine der beiden Hohlwellen (63,69) mit dem Mantelgehäuse des Führungsgetriebes (1, 37—49, 43) drehfest verbunden ist und das Mantelgehäuse zwei koaxial angeordnete Wellen (39,44) aufnimmt, die mit Antriebszahnrädern versehen sind, die mit Zahnradsätzen (52,53) kämmen, die auf mit den Seitenteilen des Mantelgehäuses drehfest verbundenen Radsatzwellen drehbar gelagert sind und zwischen sich und dem Mantelgehäuse Einwegkupplungen aufweisen, die für beide Zahnradsätze (52, 53) jeweils in entgegengesetzten Richtungen wirksam sind, und daß die Wellen in axialer Verlängerung mit der Abtriebswelle (φ verbunden sind.

2. Führungsgetriebe für eine Schwenkkolben-Kraftmaschine mit innerhalb eines ringförmigen Zylinders hin- und hergehenden Kolbenpaaren, deren Kolben jeweils diametral gegenüberliegend mit zwei Hohlwellen drehfest verbunden sind, die über das Führungsgetriebe mit wenigstens einer Abtriebswelle in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellen (63, 69) an ihren Innenwandungen koaxial jeweils ein Zahnsegment (63', 69') aufweisen, das mit einem innerhalb der betreffenden Hohlwelle befindlichen Zahnrad (67, 68) kämmt, wobei beide Zahnräder zwecks Synchronisation der Kolbenbewegungen miteinander in Kämmeingriff stehen, und daß eine Hohlwelle (63) einen Arm (62) aufweist, dessen freies Ende mit einer Pleuelstange (61) gelenkartig verbunden ist, das mit seinem anderen Ende an einer exzentrisch angeordneten Abtriebswelle (59) angelenkt ist.

3. Führungsgetriebe für eine Schwenkkolben-Kraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abtriebswellen vorgesehen sind.