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Getriebe zur Umwandlung einer hin und her gehenden Bewegung in eine
drehende, . insbesondere für Kraftmaschinen o. dgl. Es wurde bereits wiederholt
versucht, das Kurbelgetriebe von Kraftmaschinen durch andere Anordnungen zu ersetzen,
namentlich durch unrunde Führungen in Verbindung mit umlaufenden Zylindern oder
ähnliche Ausgestaltungen. Damit wird jedoch der Vorteil des festen Zylinders aufgegeben.
Der Erfindung gemäß wird ein Zwischengetriebe verwendet, das den Druck unmittelbar
in drehende Bewegung umzusetzen gestattet, und zwar erfolgt dies durch zwei , Wälzkörper,
von denen der eine stetig zu- oder abnehmenden Querschnitt, der andere schräg verlaufende
Führungsleisten an seinem Umfang aufweist. Durch den Druck der Kanten des Profils
gegen die Führungsleisten wird eine Komponente in der Umfangsrichtung erzeugt; die
die Drehung des gedrückten Wälzkörpers herbeiführt.
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Bei Kraftmaschinen, insbesondere bei Heißluft- und Verbrennungskraftmaschinen,-weist
die Anordnung des Zwischengetriebes den wesentlichen Vorteil auf, daß die Länge
der Periode der Kraftaufnahme und -abgabe beliebig je nach Ausbildung der Leitflächen
verlängert oder verkürzt werden kann, so daß ein weit gleichmäßigerer Antrieb mit
hohem Gleichförmigkeitsgrad erreicht wird, «-as eine Herabminderung der Kraftverluste
und eine Verminderung des Gewichts der Schwungmassen bewirkt. Dieser höhere Gleichförmigkeitsgrad
kann dazu ausgenutzt werden, um hinter den Arbeitstakt mehrere Spültakte einzuschalten,
welche eine starke Kühlung des Zylinders bewirken, so daß eine besondere Wasserkühlung
unter' Umständen entfallen kann. -Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes in Fig. i und 2 in Seiten- bzw. Vorderansicht, während
in Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Drehung versetzbaren, mit Führungsleisten versehenen
Wälzkörper dargestellt ist. Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in Vorderansicht. Fig. 5 stellt eine mit dem Getriebe verbundene Verbrennungskraftmaschine
dar, ' welche zum Antrieb eines Kompressors dient.
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Das den Arbeitsdruck in drehende Bewegung umsetzende Getriebe besteht
aus dem vermittels der Pleuelstange v von einer Kraftmaschine angetriebenen Wälzkörper
a, welcher an dem Hebel b drehbar im Rahmen c gelagert ist und sich gegen den auf
der 14Zaschinenwelle g sitzenden zweiten Wälzkörper d legt. Dieser ist trommelförmig
und trägt an der Mantelfläche die mit Leitflächen versehenen Führungsleisten f,
die am Trommelumfang derart schräg verlaufen, daß sie
sich von den
Rändern her allmählich der Mitte nähern; die Steigung ist so bemessen, claß zwischen
der Stelle des größten Leistenabstandes und der der größten Annäherung der Leisten
etwa 5/a oder mehr des ;frommelunifangs liegen, worauf vermittels kurzer Übergangsstücke
f1 der Leitkurven diese wieder zu den Trommelrändern zurückführen und auf diese
Weise in sich geschlossene Führungskurven bilden. Der auf diesen Leitkurven aufliegende,
mit der Kraftmaschine verbundene Wälzkörper a, welcher zweckmäßig die Form eines
Doppelkegels oder eines sonstigen - geeigneten - Umdrehungskörpers erhält, bewirkt
durch den von der Kraftmaschine auf. ihn übertragenen Druck eine Drehung des Wälzkörpers
d, da vermöge der Neigung der Fülirungskurv en f eine Komponente in der Umfangsrichtung
entsteht, welche eine Drehung -hervorruft. Diese Kraft entsteht bei Ausübung eines
Druckes auf den N`Tälzkörper d so lange, als die Führungskurven ihre Neigung beibehalten,
somit -während 5/B oder mehr der Umdrehung des Wälzkörpers d. Während des Übergangsstücks
f1 der Leitkurven, wobei die Neigung der Kurven sich ändert, wird der mit der Kraftmaschine
verbundene Wälzkörper zweckmäßig abgehoben, wobei gleichzeitig der mit ihm verbundene
Kolben der Kraftmaschine seinen Rückhub erfährt, und zwar erfolgt dies beispielsweise
vermittels des \Vinkelliebelmechanismus hl, /i , i sowie, wermittels
einer auf der Arbeitswelle g sitzenden Unrundscheibe, eines Zahnbogens o. dgl.,
welche den Winkelhebel hl, /i verschwenkt und hierdurch den Wälzkörper a, die Pleuelstange
v und den damit verbundenen Kolben der Kraftmaschine vermittels des Lenkers i hebt,
so daß der Wälzkörper mit den Leitkurven -während des Durchgangs der Übergangsstücke
"l unter- ihm außer Eingriff gebracht wird.
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Die Form des Wälzkörpers a kann zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses
in mannigfacher Weise abgeändert werden, doch ist naturgemäß die Neigung der Leitkurven
dieser Form anzupassen. So zeigt Fig.:l eine abgeänderte Ausführungsform des Wälzkörpers,
bei welcher ein als Doppelkegel ausgebildeter Wälzkörper mit auswärts geneigten
Flächen zur Anwendung gelangt. Bei dieser Ausführungsform verlaufen die Leitkurven
des Wälzkörpers d ebenfalls von innen nach außen, da der drückende Wälzkörper nunmehr
auf ihrer Innenseite aufliegt.
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Die Verbindung des Getriebes mit einer Kraftmaschine ist in Fig. 5
dargestellt. Wie aus derselben ersichtlich, ist der drückende Wälzkörper
a wieder mit der Pleuelstange v
des Arbeitskolbens einer Kraftmaschine
ic verbunden, während die anzutreibende Maschine, beispielsweise ein Kompressor
q, mit der Arbeitswelle g verbunden wird. Die Annrdnung hat dann besondere Vorteile,
wenn als Kraftmaschine eine Heißluft- oder eine Verbrennungskraftinaschine Verwendung
findet. In diesem Falle wird die Kraftmaschine ir durch eine Rohrleitung t mit dein
vom Kompressor q mittels der Rohrleitung j- gespeisten Drückluftbehälter s verbunden,
so daß als Verbrennungs- und Spülluft ein Bruchteil der erzeugten Druckluft Verwendung
finden kann.
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Das Getriebe a, d ist dann so ausgebildet, daß der Wälzkörper
d gleichzeitig die Scliivungznasse bildet, und diese wird dann nicht -nur während
der Hälfte, sondern während mehr als 5/" einer Umdrehung angetrieben, so daß sie
mit viel geringerem Gewicht ausgeführt «-erden kann, wodurch sich die Kraftverluste
erheblich verringern. Überdies ist der Gleichförmigkeitsgrad vermöge der Ausdehnung
der Beschleunigungsperiode auf den größeren Teil einer Umdrehung höher, und es können
daher auch mehrere Spültakte nach dem Arbeitstakt eingeschaltet werden, ohne daß
die Schwungmassen allzu große Gewichte zu erhalten brauchen.
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Die Wirkungsweise der Gesamtanordnung gemäß Fig. 5 ist dann die folgende:
Aus dein Druckluftbehälter s wird Verbrennungsluft in den Arbeitszylinder eingelassen
und gleichzeitig Brennstoff eingespritzt oder in sonst üblicher Weise durch einen
Vergaser zugeführt. Bei dem nunmehr folgender Arbeitstakt drückt der Kolben vermittels
der Pleuelstange auf den Wälzkörper a und versetzt dadurch den Wälzkörper d in Umdrehung,
wobei die die Drehung hervorrufende Druckkraft während eines sehr erheblichen Teils
der Umdrehung wirkt. Damit wird auch gleichzeitig der finit der Welle g verbundene
Kompressor q angetrieben, der durch die Rohrleitung r Druckluft in den Behälter
speist. Nach dem Rückgang des Kolbens und dem Hinausschieben der Verbrennungsprodukte,
wobei gleichzeitig der Wälzkörper a von dem Wälzkörper d abgehoben wird und den
Übergaugsfübrungsleisten f1 den Durchgang'-gestattet, geht der Kolben im Arbeitszylinder
wieder nach vorn, wobei gleichzeitig Druckluft aus dem Behälter s eingelassen wird.
Diese tritt in den Zylinder ein und erwärmt sich daselbst, kühlt dabei den Zvlinder
wirksam ab und bewirkt überdies durch ihre Spannung sowie durch die C.rivärinung
einen neuerlichen, wenn auch geringeren Druck auf den Wälzkörper a. Dieser Spültakt
kann sich einige Male wiederholen, so daß der Zylinder wirksam gekühlt wird und
daher ohne Wasserkühlung gebaut werden kann; während dieser Zeit arbeitet der Kompressor
ebenfalls, wobei er die nötige
Kraft den Schwungmassen entnimmt,
welche durch den Druck und die Expansion der im Zylinder erwärmten Spülluft auch
während der Spültakte eine gewisse Beschleunigung erhalten.
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Das Spiel wiederholt sich hierauf von neuem, indem Luft neuerlich
in den Arbeitszylinder eingelassen und mit Brennstoff gemischt wird, .worauf das
Gemisch zur Entzündung gelangt. Selbstverständlich ist die vom Kompressor geförderte
I_uftm3nge weit größer als die zur Verbrennung und zum Spülen fies Zylinders nötige
Menge, so daß der Haupteil der komprimierten Luft anderen gewünschten Verbrauchszwecken
zugeführt werden kann.
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Das Getriebe läßt sich naturgemäß auch bei anderen Kraftmaschinen
und anderer Anordnung mit ähnlichen Vorteilen verwenden, da es eine geeignete Anordnung
der Leitkurven überall gestattet, die Beschleunigungsperiode für die Schwungmasse
auf einen beliebig großen Teil einer Umdrehung ztt erstrecken.