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Zur Geschwindigkeitsänderung dienende Kupplungsvorrichtung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge. Vorliegende Erfindung betrifft zur Geschwindigkeitsänderung
dienende Kupplungsvorrichtungen, bei denen Kolben. Verwendung finden, die beispielsweise
durch die Kraftwelle angetrieben werden und in Zylindern sich bewegen, welche mit
der .getriebenen Welle verbunden sind oder umgekehrt.
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Bei Vorrichtungen dieser Art hat man bislang die Veränderung des der
Kolbenbewegung entgegenarbeitenden Widerstandes und somit der Geschwindigkeit der
getriebenen Welle -dadurch ,erzielt, daß man den Ein-oder AuslaB der in den Zylindern
enthaltenen Luft o. dgl. drosselte.
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Unter diesen Umständen wird die eigentliche Kompressionsarbeit nicht
wiedergewonnen, und andererseits kommt es häufig vor, daß die motorische Arbeit
des einen -der Kolben durch die entgegengesetzte Reaktion des anderen, in der gleichen
Achse gelegenen Zylinders gestört wird. -Der Gegenstand der Erfindung unterscheidet
sich von den bekannten Vorrichtungen dadurch, .daß die Geschwindigkeitsänderungen
durch Vergrößerung oder Verkleinerung :der Kompressionskammer herbeigeführt werden,
während die Drosselung des in den Zylinder ein- oder aus diesem ausströmenden Stoffes
nur noch zum Anlassen oder Stillsetzen der getriebenen Welle .dient.
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Bei diesem Sachverhalt wird bei normalem Arbeitsgang die Luft in -dem
gleichen Zylinder verdichtet und entspannt, und um zu verhüten, :daß zwischen den
Zylindern, wo Kompression und denen, wo Expansion stattfindet, Gleichgewicht eintritt,
sind - -die Zylinder in bezug auf die Kurbelachse versetzt, also in anderen Achsen
angeordnet, wodurch erreicht wird, daß der auf die Zylinderwandungen ausgeübte;
beim Betrieb nötige Druck, sowohl bei der Kompression als auch bei der Expansion,
im Sinne der Drehrichtung zur Geltung kommt.
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Auf der Zeichnung ist in Abb. i eine gemäß der Erfindung ausgebildete
Vorrichtung im senkrechten Schnitt und in Abb. 2 in entsprechender Seitenansicht
dargestellt.
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Ein oder mehrere Zylinder a sitzen auf einem Gehäuse b, welches um
die Achse o rotiert und in passender Weise die Organe antreibt, welche die Bewegung
auf die Fahrzeugräder weiterleiten.
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Die Zylinder a sind gegenüber der Drehachse o um die Größe c versetzt:
In dem Gehäuse b befindet sich eine Kurbel d, welche durch die vom
Motor angetriebene Achse o gedreht wird und auf eine oder mehrere Treibstangen e
einwirkt, welche auf die in den Zylindern a verschiebbaren Kolben f einwirken.
Am Boden eines jeden Zylinders a ist ein kleiner Kolben g angeordnet, der vorn Führersitz
aus so verstellt werden kann, daß
er in der oberen Totpunktlage
des Kolbens f diesen fast berührt. Jeder Zylinder besitzt eine Öffnung la, welche
mit der Außenluft kommuniziert und unterhalb des Kolbens g sich befindet, wenn dieser
zurückgeschoben ist. Außerdem ist in jedem Zylinder an .einer etwas unterhalb der
unteren Totpunktlage des Kolbens f befindlichen Stelle eine kleine Öffnung i vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die durch Welle o
und Kurbel d bewegten Kolben f saugen bei ihrer Verschiebung gegen die Welle o hin
Luft durch die Öffnungen h und drücken diese Luft durch dieselben Öffnungen zurück,
wenn die Kolben ihre Bewegung umkehren. Werden durch Verstellung der Kolben g die
Öffnungen h progressiv gedrosselt, so finden -die Kolben beim Zurückdrücken . der
Luft einen wachsenden Widerstand, und zufolge der Schrägheit der Treibstangen entsteht
ein seitlicher Schub, der an den Zylinderwandungen zur Geltung kommt. Durch diese
Schubkraft werden -die Zylinder im Drehungssinn der Kurbel d -bewegt. In dieser
Weise wird -das Anfahren erzielt, da das mit den Zylindern a zusammenhängende rotierende
Gehäuse seine Bewegung auf die Fahrzeugräder überträgt. -Von dem Augenblick ab,
wo die Öffnung h e g schlossen ist, wird die Luft nicht -mehr herausgetrieben, sondern
am Boden der Zylinder verdichtet. Beim nächsten Kolbenhub expandiert dann diese
Luft. Die bei der Kompression aufgewendete Arbeit wird sonach entsprechend der Lage
der Treibstange wiedergewonnen, wovon -man sich durch Zerlegung -der Kräfte leicht
überzeugen kann. Zufolge der ungleichachsig angeordneten Zylinder kommt jedoch der
seitliche Schub ebenfalls zur Einwirkung, und zwar positiv im Augenblick der Expansion.
Wenn nun auch dieser Schub bei der Expansion geringer ist als bei der Kompression,
so .macht er sich dem Gesagten zufolge während einer gleichen Umdrehung und hinsichtlich
eines gleichen Zylinders .dauernd geltend, so daß die Umlaufbewegung -ebenfalls
konstant erfolgt. Diese Drehbewegung der Zylinder kann bis zu einem Maximum gesteigert
werden, wenn man die Regulierkolben ä immer weiter vorschiebt. In dieser Weise kann
jede gewünschte Geschwindigkeitsänderung der Zylinder und' demzufolge des Fahrzeuges
erreicht werden. Bei normalem Lauf der Vorrichtung (Ingang- sowie Stillsetzung ausgenommen)
und geschlossenen Öffnungen h würde das während der Kompression oder Expansion aus
dem Zylinder etwa entweichende geringe Luftquantum durch ein gleiches in der -unteren
Hublage des Kolbens über die Öffnung i einstränendes Luftquantum ersetzt werden.
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Wird für jedes Triebrad je eine Vorrichtung der beschriebenen Art
vorgesehen, so kann das Differentialgetriebe in Webfall treten, da die Zusammendrückbarkeit
der Luft ausreichend ist, um den Rädern zu gestatten, am Boden abzurollen. Im übrigen
kann durch Hilfsmittel die Kompressiönsstärke in den* beiden Vorrichtungen so geändert
werden, daß für die Räder Geschwindigkeiten erzielt werden, die den Krümmungsradien
der Radwege proportional sind. Die Verstellung der .Kolben g durch den Wagenführer
kann z. B. mittels der in Abb. a veranschaulichten Einrichtung erzielt werden, bei
der auf der vom Motor kommenden Welle j eine mit Rille l versehene
Muffe k
hin und her gleiten kann. In .diese Rille greift eine Gabel m ein,
welche durch einen um den Zapfen o' schwenkbaren, vom Führersitz aus zu bedienenden
Hebel n in Richtung der Motorwelle j verschoben werden kann. Beim Verstellen der
Muffe k werden die Stangen p bewegt und dadurch die Hebel q geschwungen, welche
die Kolben g abwärts bewegen. Die umgekehrte Bewegung erfolgt von selbst durch Kompressionswirkung
auf die Kolben.
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Die beschriebene Vorrichtung läßt sich zum Anlassen des Motors verwenden.
Hierzu werden die Räder des Wagens- festgestellt, und man läßt dann komprimierte
Luft in die Zylinder einströmen, um die Drehung der Welle o durch die Einwirkung
der Kolben f herbeizuführen, welche in diesem Augenblick wie Hilfsmotorenkolben
arbeiten. Die Vorrichtung kann auch :als Kompressor zum Aufblähen der Luftreifen
Verwendung finden, indem man .mittels Nockenscheiben und Ventile die Zylinder mit
einem Behälter verbindet und für Stillgetzung des Gehäuses b und Inbewegungsetzen
des Kolbens f -durch den Motor Sorge trägt.
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Die Drehbewegung der Zylinder erfolgt um so gleichmäßiger, je größer
die Zahl der Zylinder cs ist.
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Das gleiche Verfahren kann natürlich auch mittels anderer spannbarer
Mittel, z. B. Federn, ausgeübt werden. Es muß nur dafür gesorgt werden, daß die
motorische Kraft das spannbare Mittel zusammenpreßt, so daß durch diese Kompression
und die nachfolgende Entspannung die für die Fortbewegung des Wagens nötige Mitnahme
und Drehung direkt bewirkt werden.