DE29709150U1 - Eine Kurbelwelle, die auf den Kolben eine ellipsenförmige Bewegung übertragen soll - Google Patents

Eine Kurbelwelle, die auf den Kolben eine ellipsenförmige Bewegung übertragen soll

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Description

Beschreibung
Eine Kurbelwelle, die auf den Kolben eine elüpsenförmige Bewegung
übertragen soil
Kurbelweilen üblicher Bauart weisen einen Hubzapfen (1) auf, dessen Achse immer parallel um die Drehachse liegt [Zeichnung 02]. Durch die Pleuelstangen (2) und den Kolbenbolzen (3) werden auf den Kolben (4) nur die Bewegungselemente übertragen, die in Kolbenachsenrichtung wirken. Deshalb schafft der Kolben eine Hin- und Herbewegung zwischen dem unteren (u.T.) und dem oberen Totpunkt (o.T.).
Diese Ausführung der Kurbelwelle ist der Grund dafür, daß bei diesen Kolbenpumpen ein Saug- und Druckventil eingebaut werden muß1 und Zweitaktmotoren ein symmetrisches, aber unerwünschtes Steuerdiagramm besitzen.
Der im Schutzanspruch vorgestellten Erfindung liegt das Probiem zugrunde, einen Kolben zu schaffen, der durch seine Bewegung gleichzeitig auch die Steuerung des Bn- und Auslaßschlitzes übernimmt.
Durch die Neigung ß des Hubzapfens (1) der Kurbelwelle [Fig.2] und mit Hilfe des Gelenkes (5), der Pleuelstange (2) und des Kolbenbolzens (3) [Fig.1] wird auf den Kolben (4) eine ellipsenförmige Bewegung übertragen, die im [Fig.3], [Zeichnung 01] dargestellt wird. Die lineare Bewegung des Kolbens entwickelt sich zwischen u.T. und o.T.. Gleichzeitig dreht sich der Kolben um seine eigene Achse. Die Drehung wird durch den Winkel &ohgr; beschrieben und man sieht, daß dieser Winkel zwischen - &bgr; und + &bgr; pendelt. Jeder Punkt, der sich auf der seitlichen Oberfläche des Kolbens befindet, bewegt sich auf einer elliptischen Bahn. Diese Ellipse hai zwei Hauptachsen, die mit folgenden Formeln zu berechnen sind: [Fig.4], [Zeichnung 03]
AC = Hub des Kolbens
DB = &tgr;&tgr;-&rgr;-&Rgr;
1SO
D = Durchmesser des Kolbens
Durch entsprechende Positionierung der Schlitze in Kolben und Zylinder wird jedes gewünschte Steuerdiagramm realisierbar.
Das o.a. Problem wird also durch die im Schutzanspruch aufgeführten Merkmale, d.h. durch die Neigung des Hubzapfens der Kurbelwelle gelöst.
Diese Erfindung kann eingesetzt werden:
1) Bei Kolbenpumpen
Die Vorteile sind:
- es gibt keine Ventile mehr
- durch mehrere Ein- und Auslaßschlitze wird die Geschwindigkeit des
Arbeitsmediums (Öl, Gas, Wasser) kleiner
- eine vollständige Umkehrung der Förderrichtung ist möglich
Zeichnung 03 zeigt eine mögliche Anordnung der Schlitze einer solchen Pumpe und die Zeichnungen 04, 05, und 06 konstruktive Details der Bauteile.
2) Bei Zweitaktmotoren:
Die symmetrischen Steuerwinkel von Zweitaktmotoren bringen bekanntermaßen Nachteile. Um diese zu mindern, gibt es zusätzliche Steuerelemente, wie sie noch im aktuellen Motorbau verwendet werden: u.a. Flachdrehschieber und die durch Unterdruck betätigten Membranen2.
Die Vorteile sind:
- Die zusätzlichen Steuerelemente entfalten, da ihre Funktion durch die im Schutzanspruch angegebene Erfindung übernommen wird.
- Bei 2-Takt-Motoren ist es daher möglich, ohne zusätzliche Steuerelemente gleichzeitig eine asymmetrische Einlaß-, Auslaß- und Transfersteuerung zu realisieren.
In der Zeichnung 07 ist eine der möglichen Varianten eines 2-Takt-Motors dargestellt, der eine asymmetrische Einlaßsteuerung besitzt. Dabei gehen wir davon aus, daß die Kurbelwelle des Motors den Merkmalen der Erfindung entspricht und im Kolben zwei Einlaßschlitze (6) eingefräst sind. Der Einlaßschlitz im Zylinder (7) hat eine Haupt- und eine Nebenöffnung. Die untere Kante des Kolbens öffnet und schließt den Einlaßschlitz des Zylinders (7) nach einem symmetrischen Diagramm. Der Winkel soll einen Wert von 120° haben {60° vor o.T. und 60° nach o.T.).
Wenn der Kolben sich von u.T. nach o.T. bewegt, kommen die zwei eingefrästen Schlitze (6) früher in Übereinstimmung mit den Einlaßöffnungen des Zylinders [Pos. A] und der Einlaßwinkel vor o.T. wird vergrößert (z.B. 140°).
Bedingt durch die elliptische Bahn des Kolbens bei seiner Bewegung von o.T. nach u.T. kommen die Öffnungen des Kolbens (6) nicht mehr in Deckung mit den Einlaßschlitzen (J) [Pos. B] und der Winkel bleibt unverändert bei 60° nach o.T..
1 Baucke, Herwig, Kreymann; Kraftmaschinen, Pumpen, Verdichter (S.261); Handwerk u.
Technik, Hamburg 1982
2 Witt, Peter; Motorräder - Technik, Trends, Modelle (S.75 u. 76); VIg. Technik, Berlin 1991
t t · I
Bezugszeichenliste
(D .. ...Hubzapfen
(2) .. .,.Pleuelstange
(3) .. ... Kolbenbolzen
(4) .. ...Kolben
(5) .. ...Gelenk
(6) .. ...Einlaß im Kolben
(7) .. ...Einlaß im Zylinder
(8) .. ...Auslaß im Kolben
(9) .. ...Auslaß im Zylinder
(10).. ... Einlaß des Mediums
(11) Auslaß des Mediums

Claims (1)

  1. Schutzansprüche
    (zweiteilige Fassung)
    Eine Kurbelwelle, durch die über die Pleuelstange und den Kolbenbolzen die Hin- und Herbewegung auf den Kolben übertragen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Achse des Pleuelbolzens und die Drehachse nicht mehr parallel sind (wie es beim Stand der Technik der Fall ist [=> Zeich. 02]), sondern daß beide oben genannten Achsen unter den Winkel &bgr; [=>Zeichnung 01] liegen.
DE29709150U 1997-05-24 1997-05-24 Eine Kurbelwelle, die auf den Kolben eine ellipsenförmige Bewegung übertragen soll Expired - Lifetime DE29709150U1 (de)

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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD6038A (de) *
DE818299C (de) * 1946-02-21 1951-10-25 Philips Nv Triebstange von durch eine Taumelscheibe angetriebenen, hin und her gehenden Koerpern, beispielsweise Kolben
FR2262753A1 (en) * 1974-03-01 1975-09-26 Bejeannin Desire Alternating drive for a mowing machine - uses bent rotary shaft with output bearing centre on main shaft axis
DE2610969A1 (de) * 1976-03-16 1977-09-29 Ewald Harr Kolben-kraft- und arbeitsmaschine
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DE3638040A1 (de) * 1985-11-19 1987-05-21 Akira Korosue Bewegungswandler fuer brennkraftmaschinen und dergleichen
DE4320735A1 (de) * 1993-06-23 1995-01-05 Viktor Dr Ing Wilhelm Bewegungswandler für Brennkraftmaschinen und dergleichen

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