DE2554687A1

DE2554687A1 - Kurbelgetriebe fuer kolbenmaschinen

Info

Publication number: DE2554687A1
Application number: DE19752554687
Authority: DE
Inventors: Valentin Jaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1977-06-16
Also published as: JPS5284312A

Description

Kurbelgetriebe für Kolbenmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Kurbelgetriebe für Kolbenmaschinen mit mehreren Schubstangen, die mit einem gemeinsamen Kurbelzapfen einer Hauptkurbel in Wirkverbindung stehen.
Bei diesen Kolbenmaschinen mit üblicherweise sternförmiger Anordnung der Zylinder, beispielsweise Sternmotoren, ist die Schubstange (Pleuelstange) eines Kolbens als Hauptschubstange ausgebildet, an der alle anderen Nebenschubstangen angelenkt sind. Die Hauptschubstange übernimmt die Steuerführung, während die daran angelenkten Nebenschubstangen oder Nebenpleuel die Kraft auf die Hauptschubstange übertragen. Da die Nebenschubstangen nicht am Kurbel zapfen angelenkt sind, sondern in einzelnen im Abstand dazu liegenden Punkten, stimmen die Bewegungsverhältnisse der Hauptschubstange und der Nebenschubstangen nicht überein; dadurch ergeben sich Schwierigkeiten bei der Gestaltung und dem Massenausgleich derartiger Triebrerke.
Durch kann die Gestaltungsfreiheit in Bezug auf Kolbenzahl, Hublänge bzw. Schubstangenlänge erheblich eingeschränkt sein. Dies mögen auch die Gründe dafür sein, daß man bisher in der Praxis davon Abstand genommen hat, Sternkolbenmaschinen für einen weiteren Anwendungsbereich einzusetzen, beispielsweise zum Antrieb von Fahrzeugen, insbes. Krafträdern, wo diese Triebwerke durch ihren ruhigen Lauf und ihren platzsparenden Aufbau besonders vorteilhaft wären.
Die vorliegende Erfindung geht aus von den Schwierigkeiten, die allgemein bei der Anlenkung mehrerer Schubstangen einer Kolben maschine an einem gemeinsamen Kurbelzapfen auftreten. Dabei kann es sich um Kraftmaschinen oder Arbeitsmaschinen handeln. Neben dem bereits erwähnten angelenkten Schubkurbeltrieb bei Sternmotoren ist es bei V-Motoren bekannt, zwei Schubstangen nebeneinander auf dem gemeinsamen Kurbelzapfen zu lagern oder eine der beiden Schubstangen an ihrem kurbelseitigen Auge gabelförmig auszuführen, so daß sie zwischen sich die andere Schubstange aufnehmen kann.
Beide Ausführungsarten sind durch die erforderliche Breite des Kurbelzapfens nSht für mehr als zwei auf einen gemeinsamen Kurbelzapfen arbeitende Schubstangen geeignet. Allgemein bringt die Notwendigkeit, für einzelne Kolben andere Schubstangen vorzusehen als für die übrigen Kolben, Nachteile hinsichtlich der Fertigung und des Massenausgleichs bzw. der Laufruhe mit sch.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Kurbelgetriebe der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Schubstangen aller Kolben gleich ausgeführt sein können und ihre Eewegungs- und Beschleunigungsverhältnisse gleich sind, so daß ein optimaler Massenausgleich möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Schubstangen an einem gemeinsamen Anlenkkörper angelenkt sind, der auf dem Kurbelzapfen der Hauptkurbel gelagert ist, und daß mindestens zwei gestellfest gelagerte, parallel zur Hauptkurbel angeordnete Nebenkurbeln, deren Kurbelradius gleich dem Kurbelradius der Hauptkurbel ist, mit ihren Kurbelzapfen im Anlenkkörper gelagert sind.
Durch die beiden Nebenkurbeln wird der auf dem Kurbelzapfen der Hauptkurbel gelagerte Anlenkkörper bei der Drehbewegung der Hauptkurbel parallel geführt, so daß alle Punkte des Anlenkkörpers die gleiche kreisende Bewegung ausführen wie die Achse des Hauptkurbelzapfens. Alle Schubstangen können daher in gleicher Weise und zur Erzielung gleicher Bewegungsverhältnisse am Anlenkkörper angelenkt werden; es gibt keine Hauptschubstange und keine Nebenschubstangen.
Ein besonders vorteilhafter Anwendungsbereich der Erfindung sind Kolbenmaschinen mit sternförmig angeordneten Zylindern, insbes.
Sternmotoren, wobei alle Pleuelstangen gleich ausgeführt und am Anlenkkörper angelenkt sind. Durch seinen ruhigen Lauf bei vollständig möglichem Massenausgleich ist dieser Sternmotor für einen weiten Anwendungsbereich, auch als Kleinmotor, geeignet.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankers ist vorgesehen, daß die Nebenkurbeln als zusätzliche Antriebe oder Abtriebe des Kurbeltriebs dienen. Da sich alle Nebenkurbeln genau synchron mit der Hauptkurbel drehen, können sie als zusätzliche Getriebeeingänge oder Getriebeausgänge verwendet werden. Da sich wie erläutert alle Punkte des Anlenkkörpers auf gleichen Kreisbahnen bewegen, können weitere Kurbeln in beliebiger Anzahl mit ihren Kurbelzapfen im Anlenkkörper gelagert werden, wobei diese weiteren Kurbeln den gleichen Kurbelradius wie die Haupt- und Nebenkurbeln haben und parallel zu diesen angeordnet sein müssen.
Bei Sternmotoren können die Nebenkurbeln zum Antrieb von Hilfsaggregaten dienen, beispielsweise zum Antrieb einer Ventilsteuerung, einer Benzinpumpe, einer Einspritzpumpe, eines Zündverteilers, einer Lichtmaschine, einer Ölpumpe, einer Kühlmittelpumpe, eines Kühlgebläses oder eines Ladegebläses. Die Hauptkurbel bleibt dabei frei von Anschlüssen für diese Hilfsaggregate.
Bei dem erfindungsgemäßen Kurbelgetriebe gelten für jede angelenkte Schubstange die Gleichungen des normalen, einfachen Schubkurbeltriebs. Bei der Verwendung dieses hurbelgetriebes für die KraBötübertragung bei Sternmotoren oder Kompressoren mit sternförmiger Zylinderanordnung arbeitet jeder Kolben für sich selbständig und bleibt auch in seinen Bewegungsverhältnissen ungestört, wenn ein oder mehrere andere Kolben aus irgendwelchen Gründen aussetzt oder absichtlich ausgeschaltet wird. Es ist daher ohne Schwierigkeiten möglich, beispielsweise einzelne Kolben auszuschalten, wenn die Maschine nicht mit voller Kraft arbeiten soll, ohne daß dadurch der Wirkungsgrad wesentlich verringert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 in vereinfachter Darstellungsweise eine Kolbenmaschine mit vier Kolben mit einem erfindungsgemäßen Getriebe, Fig. 2 eine stark vereinfachte Darstellung zur Erläuterung der Möglichkeit, weitere Nebenkurbeln vorzusehen, Fig. 3 eine Zehnzylinder-Sternkolbenmaschine im Schnitt, wobei Teile der Maschine weggelassen sind, beispielsweise die.
Zylinderköpfe, und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.
Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die in sternförmig angeordneten Zylindern 1 beweglichen Kolben 2 über Schubstangen 3 an einem gemeinsamen Anlenkkörper 4 angelenkt sind, der auf dem Kurbelzapfen 5 einer Hauptkurbel 6, beispielsweise der Kurbelwelle eines Sternmotors, gelagert ist. Zwei im Maschinengestell gelagerte Nebenkvrbeln 7, deren Kurbelradius r gleich dem Kurbelradius R der Hauptkurbel 6 ist, sind mit ihren Kurbelzapfen 8 ebenfalls im Anlenkkörper 4 gelagert. Wie man aus Fig. 1 erkennt, stehen die Hauptkurbel 6 und die Nebenkurbeln 7 immer parallel zueinander. Bei einer Drehung der Hauptkurbel 6, beispielsweise unter der Kraftwirkung der Kolben 2, führt der Anlenkkörper 4 eine Parallelbewegung aus, d. h. er ist in jeder Stellung parallel zu der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung.
Der Winkel oC zwischen den Verbindungslinien der beiden Nebenkurbelzapfen 8 mit dem Hauptkurbelzapfen 5 kann in einem weiten Bereich 0 gewählt werden. Die Werte vo 0 beliebig gewählt werden. Die Werte von G und 1 8a sind dabei auszuschließen, weil sich dann Totpunktlagen ergeben, in denen der Anlenkkörper 4 nicht eindeutig geführt wird. Vorzugsweise wird der Winkel DC zwischen 60 und 120° gewählt. Der Abstand L des Hauptkurbelzapfens 5 von einem Nebenkurbelzapfen 8 kann beliebig und für beide Nebenkurbeln 7 auch unterschiedlich gewählt werden.
In Fig. 2 ist stark vereinfacht und unter Weglassung der Kolben und Schubstangen yezeigt, daß am Anlenkkörper 4 außer der Hauptkurbel 6 und den Nebenkurbeln 7 noch beliebig viele weitere Kurbeln 9 angelenkt werden können, die nur die Bedingungen erfüllen müssen, daß ihr Kurbelradius gleich dem Kurbelradius der Hauptkurbel 6 und der Nebenkurbeln 7 ist und daß alle Kurbeln 6, 7, 9 parallel zueinander stehen. Die Nebenkurbeln 7 und/oder die weiteren Kurbeln 9 können als zusätzliche-Antriebe oder Abtriebe des Kurbelgetriebes dienen.
Die Figuren 3 und 4 zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Kurbelgetriebes bei einer Zehnzylinder-Sternkolbenmaschine, beispielsweise einem Sternkolbenmotor oder einem Kompressor. Die Schubstangen 3 , die für alle Kolben 2 gleich sind, sind zentrisch um den Hauptkurbelzapfen 5 am Anlenkkörper 4 in gleicher Teilung angeordnet, wie die Zylinder 1 am Kurbelgehäuse 10 angeordnet sind.
Dabei spielt es keine Rolle, ob eine gerade oder eine ungerade Zylinderzahl vorgesehen wird.
Aus dem Achsschnitt in Fig. 4 erkennt man, daß die Nebenkurbeln 7 im Kurbelgehäuse 10 gelagert und mit ihrer Welle 7.1 aus diesem herausgeführt sind. An die ellen 7.1 der Nebenkurbeln 7 können Hilfsaggregate angeschlossen werden, bei einem Sternmotor beispielsweise die Ventilsteuerung, eine Benzinpumpe, eine Einspritzpumpe, ein Zündverteiler, eine Lichtmaschine, eine Ölpumpe, eine Kühlmittelpumpe, ein Kühlgebläse oder ein Ladegebläse.

Claims

Patent ansprüche 1. Kurbelgetriebe für Kolbenmaschinen mit mehreren Schubstangen, die mit einem gemeinsamen Kurbelzapfen einer Hauptkurbel in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schubstangen (3) an einem gemeinsamen Anlenkkörper (4) angelenkt sind, der auf dem Kurbelzapfen (5) der Hauptkurbel (6) gelagert ist, und daß mindestens zwei gestellfest gelagerte, parallel zur Hauptkurbel (6) angeordnete Nebenkurbeln (7), deren Kurbelradius (r) gleich dem Kurbelradius (R) der Hauptkurbei (6) ist, mit ihren Kurbelzapfen (8) im Anlenkkörper (4) gelagert sind.
2. Kurbelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkurbeln (7) als zusätzliche Antriebe oder Abtriebe des turbelgetriebes dienen.
3. Kurbelgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Kurbeln (9) mit gleichem Kurbelradius wie die Haupt- und Nebenkurbeln (6, 7) undigaralleler Anordnung zu diesen mit ihren Kurbel zapfen im Anlenkkörper (4) gelagert sind.
4. Verwendung eines Kurbelgetriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei einer Kolbenmaschine mit sternförmig angeordneten Zylindern (1), insbes. bei einem Sternmotor, wobei alle Pleuelstangen (3) gleich ausgeführt und am Anlenkkörper (4) angelenkt sind.
5. Verwendung eines Kurbelgetriebes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkurbeln (7) zum Antrieb von Hilfsaggregaten diene.
6. Verwendung eines Kurbelgetriebes nach Anspruch 4 bei einem Sternmotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkurbeln (7) zum Antrieb einer Ventilsteuerung , einer Benzinpumpe, einer Einspritzpumpe, eines Zündverteilers, einer Lichtmaschine, einer Clpumpe, einer Kühlmittelpumpe, eines Kühlgeßläses oder eines Ladegebläses dienen.