DE2947882A1

DE2947882A1 - Pleuelloser kurbeltrieb fuer eine hubkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2947882A1
Application number: DE19792947882
Authority: DE
Inventors: Horst 3180 Wolfsburg Reimers
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-11-28
Filing date: 1979-11-28
Publication date: 1981-07-23

Description

Pleuelloser Kurbeltrieb für eine Hubkolbenmaschine
Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Kurbeltriebe sind in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise aus den DE-OS 15 26 342, 24 45 874 und 27 42 767, F02B 75/32, in der Weise bekannt, daß die Räder Zahnräder sind und die ortsfeste Rotationsfläche durch die Innenverzahnung eines Sonnenrads gebildet ist.
Der große Vorteil eines derartigen pleuellosen Kurbeltriebs, der sowohl bei Brennkraftmaschinen als auch bei anderen Hubkolbenmaschinen eingesetzt werden kann, besteht darin, daß vom Kolben auf die Zylinderwand keine Querkräfte infolge Schräglage des sonst verwendeten Pleuels ausgeübt werden. Infolge der gewählten Durchmesser der verschiedenen Räder bzw. der ortsfesten Rotationsfläche ist nämlich sichergestellt, daß die Kolbenstange sich nur in Richtung ihrer Länge und damit in Richtung der Bewegungen des Kolbens hin-und herbewegt, während die Umsetzung dieser linearen Bewegung in Drehbewegungen des Abtriebsrades oder einer mit diesem verbundenen Abtriebswelle durch die besagten Räder erfolgt.
Bei der planetengetriebeartigen Ausbildung der bekannten Kurbeltriebe macht die Anpassung des Kurbeltriebs an unterschiedliche große Hübe des Kolbens und damit der Kolbenstange Schwierigkeiten. Jede vollständige Hin- und Herbewegung des Kolbens muß in eine volle Umdrehung des Abtriebsrads umgesetzt werden. Eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses für die Umsetzung von Linearbewegung in Drehbewegung ist bei den bekannten Kurbel trieben nur durch Austausch sowohl des ersten Zahnrads als auch des im Hinblick auf seine Innenverzahnung teuren Sonnenrads möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurbeltrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, der eine Änderung dieses Ubersetzungsverhältnisses mit geringerem Aufwand zuläßt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Infolge der Tatsache, daß der radiale Abstand der Lagerung des ersten Rads auf dem Abtriebsrad von der Längsachse des Kurbeltriebs veränderbar ist, läßt sich auch die Länge des Hebels variieren, ohne daß dessen Anlenkungsstelle für die Kurbelstange aus dem Bereich der Längsachse der Kurbelstange auswandert. Zwar ändert sich dabei der Abstand des ersten Rads von dem drehfesten zweiten Rad, aber diese Abstandsänderung kann kompensiert werden durch Änderung der Lage oder des Durchmessers eines Zwischenrads zwischen beiden bzw. der Länge einer Kette oder dergleichen, die das erste und zweite Rad umschlingt.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß kein relativ teures Sonnenrad mit Innenverzahnung Einsatz findet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser stellen dar: Fig. 1 in Stirnansicht und Fig. 2 ip qem in Fig. 1 mit II-II bezeichneten Schnitt ein erstes Ausführungsbeispiel und Fig. 3 in Stirnansicht und Fig. 4 in dem in Fig. 3 mit IV-IV bezeichneten Schnitt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Betrachtet man zunächst die Fig. 1 und 2, so ist bei 1 der in dem Zylinder 2 hin- und hergehende Kolben einer Brennkraftmaschine angedeutet. Über die Kolbenstange 3, die sich also in der Zeichenebene der Fig. 1 nach oben bzw. unten bewegt, werden die linearen Kolbenbewegungen in den Kurbeltrieb 4 übertragen, der seinerseits die linearen Kolbenbewegungen umsetzt in Drehbewegungen des hier als Zahnrad ausgebildeten Abtriebsrads 5 der Anordnung um die Längsachse 6 des Kurbeltriebs.
Diese Umsetzung geschieht über den Hebel 7, dessen auf der Längsachse 6 des Kurbeltriebs liegendes Ende schwenkbar mit der Kolbenstange 3 verbunden ist, deren Achse 8 die Längsachse 6 schneidet. Der Hebel 7 ist radial verbunden mit dem ersten Zahnrad 9, das mit dem konzentrisch zur Längsachse 6 angeordneten zweiten Zahnrad 10 über eine ungerade Anzahl dritter Zahnräder, hier ein drittes Zahnrad 11, in Dreheingriff steht. Sowohl das erste Zahnrad 9 als auch das dritte Zahnrad 11 sind mittels Achsen 12 und 13 drehbar auf dem Abtriebsrad 5 gelagert, das diese Räder ebenso wie das zweite Zahnrad 10 mit der stirnseitigen Ausnehmung 14 aufnimmt.
Dabei bildet die ortsfeste Halterung 15 des zweiten Zahnrads 10 bei 6 zugleich das Drehlager für das Abtriebsrad 5.
Der Durchmesser des ersten Zahnrads 9 ist halb so groß wie der Durchmesser des zweiten Zahnrads 10.
Erfolgt also eine Bewegung des Kolbens 1 in Richtung des Pfeils 17 nach unten, so wird diese Linearbewegung durch den Kurbeltrieb 4 umgesetzt in die durch den Pfeil 18 angedeutete Drehbewegung des Abtriebsrads 5. Eingeleitet wird diese Bewegung durch eine entgegen dem Uhrzeigersinne erfolgende Schwenkbewegung des Hebels 7, der sich eine zusammengesetzte Bewegung der Achse 12 des ersten Zahnrads 9 in Richtung des Pfeils 19 überlagert.
Eine Anpassung des Kurbeltriebs 4 an unterschiedliche Kolbenhübe läßt sich leicht durch Ändern der Länge des Hebels 7 unter Änderung des radialen Abstands der Drehachse 12 von der Längsachse 6 vornehmen. Dann muß gegebenenfalls eine größere Zahl von dritten Zahnrädern 11 oder eine andere Lage dieses Zahnrads gewählt werden.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 finden sich wiederum ein Kolben 30 nebst Kolbenstange 31 und ein den Kolben aufnehmender Zylinder 32. Auch hier ist konzentrisch zur Längsachse 33 des Kurbeltriebs ein wiederum als Zahnrad ausgebildetes Abtriebsrad 34 vorgesehen, das mit der stirnseitigen Ausnehmung 35 weitere Best'andteile des Kurbeltriebs aufnimmt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hebel 36, dessen auf der Längsachse 33 liegendes Ende wieder in Schwenkverbindung mit der Kolbenstange 31 steht, radial verbunden mit einem Kettenrad 37, das das erste Rad darstellt und über die Kette 38 in Drehverbindung steht mit dem zweiten Kettenrad 39. Die beiden Räder 37 und 39 entsprechen also den Rädern 12 und 10 in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.
1 und 2. Sie sind aber hier nicht durch ein weiteres Rad, sondern durch eine Kette miteinander verbunden, an deren Stelle bei entsprechender Änderung der Räder 37 und 39 auch ein Seil oder ein Riemen treten kann. Dies macht es in besonders einfacher Weise möglich, die Länge des Hebels 36 zu variieren; dann ist lediglich eine Änderung der Kette 38 notwendig.
Auch hier ist die Halterung 40 für das zweite Rad 39 bei 41 zugleich als Drehlager für das Abtriebsrad 34 ausgebildet.
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Claims

Patentansprüche 2. Kurbeltrieb für eine Hubkolbenmaschine, deren Kolbenstange unter Verzicht auf Pleuel an einen radial an einem ersten Rad angeordneten Hebel angelenkt ist, das in Drehverbindung mit einer ortsfesten Rotationsfläche, deren Durchmesser doppelt so groß wie derjenige des ersten Rades ist, steht und um die von der Kolbenstangenachse geschnittene Längsachse des Kurbeltriebs schwenkbar exzentrisch auf einem um die Längsachse drehbaren Abtriebsrad des Kurbeltriebs gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Rotationsfläche durch den äußeren Umfang eines konzentrisch zur Längsachse (6) angeordneten und gegen Drehung gesicherten zweiten Rades (10) gebildet ist.
2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (15) für das zweite Rad (10) zugleich als Drehlager (16) für das Abtriebsrad (5) ausgebildet ist.
3. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Rad Zahnräder (9,10) sind und über eine ungerade Anzahl ebenfalls exzentrisch auf dem Abtriebsrad (5) gelagerter dritter Zahnräder (11) in Eingriff stehen.
4. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Rad (37,33) über einen endlosen Riemen, ein endloses Seil oder eine endlose Kette (38) in Drehverbindung stehen.
5. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (5) eine stirnseitige Vertiefung (14) zur Aufnahme der weiteren Räder (9,10,11) besitzt.