DE2401963A1 - Linear to rotary movement converter for stirling engine drive - has gearwheels on two parallel shafts interconnected by toothed belt - Google Patents

Linear to rotary movement converter for stirling engine drive - has gearwheels on two parallel shafts interconnected by toothed belt

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Abstract

Device for conversion of stroke movement into rotary movement, which comprises a rhombic drive, in which at least one part moving backwards and forwards is connected to two parallel rotating shafts. A gearwheel is fitted on each shaft and on endless, flexible smooth belt with inner and outer surfaces, one of which is fited with teeth. The belt passes around the gearwheels and thus connects them together. The belt can have teeth only on one surface or on both, and in the latter eent, the teeth on the inner belt surface engage in sequence with a gearwheel, whilst those on the outer surface engage with the other gearwheel. Here, the belt runs also round an idler wheel arranged to keep the teeth on the outer belt surface in engagement with the appropriate gearwheel.

Description

Vorrichtung.en zum Umwandeln von Hubbewegung in Drehbewegung Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Umwandeln von Hubbewegung in Drehbewegung und insbesondere solche Vorrichtungen, die den sogenannten Rhombenantrieb enthalten. Device.en for converting stroke motion into rotary motion The invention relates to devices for converting reciprocating motion into rotary motion and especially those devices that contain the so-called diamond drive.

Ein Rhombenantrieb ist ein Mechanismus, durch welchen ein einziger sich hin- und herbewegender Teil mit zwei parallelen Wellen verbunden ist, so daß, wenn der sich hin- und herbewegbare Teil eine Hubbewegung ausführt, die zwei ellen rotiert werden, gewähnlich in entgegengesetzten Richtungen0 Ein Antrieb dieser Art ist vorteilhaft zur Verwendung in einer maschine, wie beispielsweise einer Stirlingmaschine, in welcher der Rhombenantrieb zweckmäßigerweise zwei parallele Joche enthält, deren benachbarte Enden über Kurbeln auf jeweiligen Wellen an die Wellen angeschlossen sind, wobei ein Joch mit dem Verdrängerkolben des motors verbunden ist und das andere mit dem Arbeitskolben des motors verbunden ist.A diamond drive is a mechanism by which a single the reciprocating part is connected to two parallel shafts so that, when the reciprocating part performs a reciprocating motion, the two ellen rotates usually in opposite directions0 This type of drive is advantageous for use in a machine such as a Stirling machine in which the rhombus drive appropriately contains two parallel yokes, whose adjacent ends connected to the shafts via cranks on respective shafts with one yoke connected to the displacement piston of the motor and the other is connected to the working piston of the engine.

Die zwei Wellen müssen zwangsläufig derart aneinander gekoppelt sein, um sie zu veranlassen, in einer besonderen gegenseitigen Phasenrelation zu rotieren. Das übliche Hilfsmittel des Kuppelns der Wellen ist ein Rädergetriebe. Da die Wellen weit genug auseinander sein müssen, um den Kurbeln und den großen Enden der an die Kurbeln angreifenden Verbindungsstangen zu erlauben, aneinander vorbei zu kommen, wenn die Wellen rotieren, müssen die Zahnräder groß sein, wo nur zwei Zahntriebe verwendet werden, einer auf jeder Welle, oder ein Getriebe von wenigstens vier Zahntrieben muß verwendet werden0 Diese Konstruktion ist teuer, schwer, unhandlich und geräuschvoll im Betrieb und besitzt schwerwiegende Probleme der Gestaltung, z.B. brauchen große Zahnräder ein umfangreiches Kurbelgehäuse, um sie aufzunehmen. Große Zahnräder erfordern auch, daß der Abstand zwischen den Lagern auf jeder Welle vergrößert werden muß, was schwerere Wellen nötig macht, Die Konstruktion ist bisher verwendet worden, weil keine andere verfügbar war, Es würde somit ein beträchtlicher technischer Fortschritt sein, die bekannte Antriebs art durch einen Antrieb zu ersetzen, welcher nicht an den angegebenen Nachteilen leidet, Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antrieb vorzusehen, welcher billig und von leichtem Gewicht ist, wenig Raum einnimmt, ruhig im Betrieb ist und keine Schmierung benötigt.The two shafts must inevitably be coupled to each other in such a way that to cause them to rotate in a particular mutual phase relation. The usual tool for coupling the shafts is a gear train. As the waves need to be far enough apart to accommodate the cranks and the large ends of the Allow connecting rods engaging cranks to pass each other, when the shafts rotate, the gears must be large where only two pinions can be used, one on each shaft, or a gearbox of at least four pinions must be used0 This construction is expensive, heavy, cumbersome and noisy in operation and has serious design problems, e.g. need large Gears an extensive crankcase to accommodate them. Big gears require also that the distance between the bearings on each shaft must be increased, what makes heavier shafts necessary, the construction has been used so far, because no other was available, it would thus be a considerable technical advance be to replace the known type of drive with a drive that is not on suffers from the stated disadvantages, It is an object of the present invention to To provide a drive that is inexpensive and light in weight takes up little space occupies, is quiet in operation and does not require lubrication.

Gemäß der Erfindung enthält eine Vorrichtung zum Umwandeln von Hubbewegung in Drehbewegung,die einen Rhombenantrieb wie beschrieben umfaßt, ein verzahntes Rad auf jeder Welle und einen endlosen flachen flexiblen Riemen, der innere und äußere Flächen aufweist, von welchen wenigstens eine vorstehende Zähne darbietet, wobei der Riemen die verzahnten Räder umschlingt und miteinander verbindet, sowie die Zähne auf dem Riemen in die Zähne auf den Rädern eingreifen0 Wo die Wellen in entgegengesetzten Richtungen rotieren sollen, kann der Riemen überkreuz gelegt werden, wobei diese Anordnung die Verwendung eines Riemens mit Zähnen auf nur einer Oberfläche erlaubt, Der Riemen kann auch mit Zähnen auf seiner inneren Oberfläche und seiner äußeren Oberfläche ausgebildet sein, wobei die Zähne auf der inneren Oberfläche aufeinanderfolgend an ein verzahntes Rad angreifen können und die Zähne auf der äußeren Oberfläche aufeinanderfolgend an das andere verzahnte Rad angreifen können, sowie der Riemen auch ein leerlaufendes Rad umschlingt, welches angeordnet ist, um die Zähne auf der äußeren Oberfläche des Riemens in Eingriff mit dem angegliederten verzahnten Rad zu halten.According to the invention includes a device for converting reciprocating motion in rotary motion, which includes a diamond drive as described, a toothed Wheel on each shaft and an endless flat flexible belt, the inner and has outer surfaces, at least one of which presents protruding teeth, wherein the belt wraps around the toothed wheels and connects them to one another, as well as the teeth on the belt mesh with the teeth on the wheels 0 where the shafts in should rotate in opposite directions, the belt can be crossed, this arrangement utilizing a belt with teeth on only one surface allowed, The belt can also have teeth on its inner surface and its outer surface, with the teeth on the inner surface consecutively Can attack a toothed wheel and the teeth on the outer surface consecutively can attack the other toothed wheel, as well as the belt also wraps around an idle wheel which is arranged to put the teeth on the outer surface of the belt in engagement with the associated toothed Keep wheel.

Das leerlauf ende Rad ist verzahnt und auf einer ein Schwungrad aufnehmenden Welle befestigt und/oder an einen Leistungsausgang angeschlossen.The idle end wheel is toothed and on a flywheel receiving Shaft attached and / or connected to a power output.

Die Beschreibung wird ausführlich anhand beiliegender halbschematischer Zeichnungen veranschaulicht0 Es zeigt: Fig0 1 die bewegten Teile eines typischen Stirlingmotors, in welchem die gegenläufig rotierenden Wellen mittels Zahnrad ineinander greifen; Fig. 2 eine Form des Antriebes gemäß der Erfindung und Fig. 3 eine andere Form des Antriebes gemäß der Erfindung.The description is detailed on the basis of the enclosed semi-schematic Drawings illustrates: Fig. 1 shows the moving parts of a typical Stirling engine, in which the counter-rotating shafts mesh with one another by means of a gear to grab; FIG. 2 shows one form of the drive according to the invention and FIG. 3 shows another Form of the drive according to the invention.

In den Zeichnungen und zuerst auf Fig. 1 verweisend, bezeichnet 1 den Verdrängerkolben eines Stirlingmotors und 2 bezeichnet den Arbeitskolben, wobei der Verdrängerkolben 1 und der Kolben 2 durch einen Antrieb von der üblicherweise als ein Rhombenantrieb bekannten Art mit den Kurbeln 3 und 4 verbunden sind, die Verbindung zu dem Verdrängerkolben mittels einer Kolbenstange 5 geschieht, welche durch den Kolben 2 verläuft und an einem Joch 6 angebracht ist, das seinerseits durch Verbindungsstangen 7 und 8 mit Kurbelzapfen 9 und 10 auf den Kurbeln 3 bzwO 4 verbunden ist und der Kolben 2 durch eine Stange 11 mit einem Joch 12 verbunden ist, welches seinerseits durch Verbindungsstangen 13 und 14 auch mit den Kurbelzapfen 9 bzw.Referring first to the drawings and to FIG. 1, designated 1 denotes the displacement piston of a Stirling engine and 2 denotes the working piston, wherein the displacement piston 1 and the piston 2 by a drive of the usual known as a diamond drive type are connected to the cranks 3 and 4, the Connection to the displacement piston is done by means of a piston rod 5, which extends through the piston 2 and is attached to a yoke 6, which in turn by connecting rods 7 and 8 with crank pins 9 and 10 on the cranks 3 and O respectively 4 is connected and the piston 2 is connected to a yoke 12 by a rod 11 is, which in turn by connecting rods 13 and 14 with the crank pin 9 or

10 verbunden ist0 Die Wellen 15 und 16, die die Kurbeln 3 bzw. 4 aufnehmen, greifen durch die verzahnten Räder 17 bzw.10 is connected 0 The shafts 15 and 16, which receive the cranks 3 and 4 respectively, engage through the toothed wheels 17 resp.

18 ineinander. Für Zwecke des Ausgleichens ist es erwünscht, daß die Kurbeln 3 und 4 in entgegengesetzten Richtungen rotieren sollten, die verzahnten Räder 17 und 18 müssen so angeordnet sein, um aufeinander einzuwirken, daß die Kurbeln 3 und 4 in entgegengesetzten Richtungen rotieren.18 into each other. For purposes of balancing, it is desirable that the Cranks 3 and 4 should rotate in opposite directions, the toothed Wheels 17 and 18 must be arranged to act on each other that the cranks Rotate 3 and 4 in opposite directions.

Dies wird gewöhnlich ausgeführt, indem die verzahnten Räder 17 und 18 im Durchmesser groß genug gemacht werden, um direkt ineinander einzugreifen0 Die Alternative besteht darin, ein Getriebe vorzusehen, das zwei leerlauf ende Räder zwischen den Rädern 17 und 18 enthält. Ein solches Getriebe ist teuer und kann geräuschvoll sein und erhöht den Betrag des Totganges, so daß bis jetzt die Wahl zwischen zwei Vorrichtungen bestand, von welchen beide beträchtliche Nachteile aufweisen, In der in Fig0 2 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung nehmen die Wellen 9 und 10 die Kurbeln 3 und 4 auf und auch die verzahnten Räder 19 bzw. 20. Diese Räder sind durch einen Riemen 21 miteinander verbunden, der mit vorstehenden Zähnen 22 auf einer Fläche ausgebildet ist.This is usually done by engaging the toothed gears 17 and 18 can be made large enough in diameter to interlock directly0 The alternative is to provide a transmission that has two idle wheels between the wheels 17 and 18 contains. Such a transmission is expensive and can be noisy and increases the amount of backlash, so that up to now the choice between two Devices existed, both of which have considerable disadvantages, In the illustrated in Fig0 2 Embodiment of the invention take the shafts 9 and 10 on the cranks 3 and 4 and also the toothed wheels 19 and 20, respectively. These wheels are connected by a belt 21 connected together, formed with protruding teeth 22 on a surface is.

Der Riemen ist überkreuz gelegt, um entgegengesetzte Drehbewegung der Wellen 9 und 10 vorzusehen.The belt is criss-crossed to allow opposite rotational movement of shafts 9 and 10 to be provided.

In der in Fig0 3 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung ist das Schwungrad 23 des motors auf einer getrennten Welle 24 befestigt, welche ein verzahntes Rad 25 aufnimmt. Die verzahnten Räder 19, 20 und 25 sind durch einen Riemen 26 miteinader verbunden, der mit Zähnen 27 auf beiden Oberflächen ausgebildet ist. In dieser besonderen Konstruktion wird die gegenläufige Rotation der zwei Wellen 9 und 10 durch Eingriff der verzahnten Räder 19 bzwo 20 in die Zähne auf entgegengesetzten Seiten des Riemens 26 erreicht, das heißt der Riemen läuft im Uhrzeigersinn um ein verzahntes Rad und entgegen dem Uhrzeigersinn um das andere verzahnte Rad. Es versteht sich, daß die Welle 24 an eine Pumpe, einen Generator oder ein anderes Maschinenteil anstelle eines Schwungrades angeschlossen werden kann0 Die Welle 24 kann auch eine leerlaufende Welle sein, die nicht an ein anderes maschinenteil oder eine Ausrüstung angeschlossen ist, in welchem Fall das verzahnte Rad 25 ein einfaches Rad sein kann, das bloß als ein leerlaufendes Rad wirkt.In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 3 the flywheel 23 of the engine mounted on a separate shaft 24, which a toothed wheel 25 receives. The toothed gears 19, 20 and 25 are through a Belt 26 connected together, formed with teeth 27 on both surfaces is. In this particular construction, the two shafts rotate in opposite directions 9 and 10 by engaging the toothed wheels 19 and 20 respectively in the teeth on opposite ones Sides of the belt 26 reached, that is, the belt runs clockwise around toothed wheel and counterclockwise around the other toothed wheel. It understands that the shaft 24 is connected to a pump, generator or other machine part can be connected instead of a flywheel0 The shaft 24 can also have a be idling wave that doesn't to another machine part or equipment is connected, in which case the toothed wheel 25 is a can be a simple wheel acting merely as an idling wheel.

In der Praxis hält der verzahnte Riemen 21 oder 26 die zwei Wellen 15 und 16 des Rhombenantriebes genau in der notwendigen gegenseitigen Phasenrelation, aber ein solcher Riemen ist leicht, tatsächlich leise im Betrieb, braucht keine Schmierung und ist billig, verglichen mit den Kosten genau gefrästen Zahnräder, wie beispielsweise 17 und 18 (Fig. 1). Die verzahnten Räder 19 und 20, um welche der Riemen läuft, können so klein im Durchmesser sein, wie es für die zu übertragende Kraft durchführbar ist und können bestimmt kleiner sein als die entsprechenden Zahntriebe, wo nur zwei verwendet werden, wie in Fig. 1 veranschaulicht.In practice, the toothed belt 21 or 26 holds the two shafts 15 and 16 of the diamond drive exactly in the necessary mutual phase relation, but such a belt is light, actually quiet in operation, does not need any Lubrication and is cheap compared to the cost of precisely milled gears, such as 17 and 18 (Fig. 1). The toothed wheels 19 and 20, around which The belt running can be as small in diameter as it is for the one to be transferred Force is feasible and can certainly be smaller than the corresponding gear drives, where only two are used, as illustrated in FIG.

Die Anordnung, durch welche das Schwungrad 23 und/oder das andere anzutreibende maschinenteil auf einer getrennten Welle 24 befestigt ist, kann beträchtliche Vorteile beim Entwurf bieten, da das Schwungrad und/oder das andere Maschinenteil dann in der zweckmäßigsten Stellung für Zwecke der Gestaltung und Auswuchtung angebracht werden kann.The arrangement by which the flywheel 23 and / or the other The machine part to be driven is mounted on a separate shaft 24 can be considerable Offer advantages in design because the flywheel and / or the other machine part then attached in the most convenient position for shaping and balancing purposes can be.

Patentansprüche Claims

Claims (5)

Patentansprüche Vorrichtung zum Umwandeln von Hubbewegung in Drehbewegung, die einen Rhombenantrieb umfaßt, in welchem wenigstens ein hin- und herbewegbarer Teil mit zwei parallelen rotierbaren Wellen verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß sie ein verzahntes Rad (19, 20) auf jeder Welle (9, 10) enthält und ein endloser,flexibler,flacher Riemen (21) innere und äußere Oberflächen aufweist, von welchen wenigstens eine Zähne (22) darbietet und der Riemen (21) die verzahnten Räder (19, 20) umschlingt und miteinander verbindet. Claims device for converting stroke motion into rotary motion, which comprises a diamond drive in which at least one reciprocable Part is connected to two parallel rotatable shafts, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that they have a toothed wheel (19, 20) on each shaft (9, 10) and an endless, flexible, flat belt (21) inner and outer surfaces has, of which at least one teeth (22) presents and the belt (21) the toothed wheels (19, 20) wraps around and connects to one another. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Wellen in entgegengesetzten Richtungen sollen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Riemen (21) nur auf einer Oberfläche mit Zähnen (22) ausgebildet und gekreuzt ist. 2. Apparatus according to claim 1, in which the waves are in opposite directions Directions should be such that the belt (21) is formed and crossed only on one surface with teeth (22). 3 Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher der Riemen mit Zähnen auf beiden Oberflächen ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zähne (22) auf der inneren Oberfläche des Riemens (26) aufeinanderfolgend an ein verzahntes Rad (19) angreifen können und die Zähne (27) auf der äußeren Oberfläche aufeinanderfolgend an das andere verzahnte Rad (20) angreifen können, der Riemen (26) ein leerlaufendes Rad (25) umschlingt, welches angeordnet ist, um die Zähne auf der äußeren Oberfläche des Riemens in Eingriff mit dem zugeordneten verzahnten Rad (25) zu halten. 3 Apparatus according to claim 1, in which the belt is toothed formed on both surfaces, that the teeth (22) on the inner surface of the belt (26) are consecutive can engage a toothed wheel (19) and the teeth (27) on the outer surface consecutively can attack the other toothed wheel (20), the belt (26) wraps around an idle wheel (25) which is arranged around the teeth on the outer surface of the belt in engagement with the associated toothed Hold the wheel (25). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das leerlaufende Rad glatt ist.4. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c Don't think the idling wheel is smooth. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das leerlauf ende Rad (25) verzahnt und auf einer Welle (24) befestigt ist, die einen Kraftausgangsanschluß aufnimmt. Leerseite5. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the idling end wheel (25) is toothed and mounted on a shaft (24) is that receives a power output terminal. Blank page
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527725A1 (en) * 1982-05-26 1983-12-02 Bernard Moteurs Synchronised drive for rotor blowers - has double sided toothed drive belt engaging twin blowers

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FR2527725A1 (en) * 1982-05-26 1983-12-02 Bernard Moteurs Synchronised drive for rotor blowers - has double sided toothed drive belt engaging twin blowers

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