DE4227266A1

DE4227266A1 - Kurbelschleifenantriebsgetriebe zur umwandlung einer hin-und hergehenden bewegung in eine drehbewegung oder umgekehrt

Info

Publication number: DE4227266A1
Application number: DE19924227266
Authority: DE
Inventors: Anton Schad
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1992-08-18
Publication date: 1993-05-27
Also published as: DE4227266C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelschleifenantriebs getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Umwandlung einer hin- und hergehenden, bzw. auf- und abgehenden Bewegung in eine Drehbewegung werden zumeist Kolben, verbunden an Gelenken bzw. Lagern mit Pleuelstange und Kurbelwelle angewandt. Bei solchen Schubkurbelgetrieben wird jedoch ein vergleichsweise niedriger Wirkungsgrad erreicht, weil bei jeder Umdrehung zwei Totpunkte überwunden weden müßten. Stehen der an einem Ende am Pleuel angelenkte Kolbenbolzen, der wiederum am anderen Ende vom Pleuel angelenkte Kurbelzapfen und der Lagerzapfen der Kurbelwelle in einem Winkel von 180°, das heißt in einer Gerade zueinander, dann ist der sogenannte Tot- bzw. Nullpunkt erreicht. Ausgehend von dieser Konstellation in Ruhestellung und im Zylinder findet die Zündung statt, dann wird die durch die Zündung freigesetzte Energie von den Zylinderwänden, dem Kolben und über diesen auf die Pleuelstange und die Kurbelwelle absorbiert, gleich wie die Energie von einem Hammerschlag auf einem Amboß im Amboß ab sorbiert wird, der Wirkungsgrad war in dieser Version gleich Null, weil die Überwindung der Totpunkte nur erreicht wird, wenn die Anfangsbewegungh von einer Drehbewegung stammt.

Als Kurbelgetriebe von Hubkolben-Brennkraftmaschinen sind auch gattungsgemäß Kreuzschubkurbelgetriebe gekannt, bei denen der Kurbelgleitzapfen in senkrecht oder auch schiefwinklig verlaufende Kanalführungen eingreifen, vgl. z. B. US 39 06 908.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mechanismus zu schaffen, bei dem ein möglichst hoher Wirkungsgrad bei der Um wandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbe wegung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mit dem kennzeichnenden Merkmal gemäß Anspruch 1 und 2 gelöst.

Durch die DE-PS 71 83 16 und die DE-PS 58 40 82 sind schon schiefwinklige, gekrümmte Kurbelschleifen bekannt geworden, allerdings mit jeweils gleich langen Ausläufern.

Bei der Erfindung wird aufgrund der ungleich langen Ausläufer des schräg zur Nullpunktlinie (S) verlaufenden Führungs schlitzes (5) ein hoher Wirkungsgrad bei der Anfangsbewegung erreicht.

Ausführungsbeipiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. I eine Seitenansicht bzw. Schnitt B-B durch Fig. II auf das Kurbelschleifenantriebsgetriebe mit 2 Platten (T) (6) (G) (6), die jeweils eine schräg zur Nullpunktlinie (S) mit einem langen und einem kurzen Ausläufer aufweisenden Führungsschlitz (5) am Anfang der Hin- bzw. Abwärtsbewegung der oberen Platte (T) (6) und Her- bzw. Aufwärtsbewegung der unteren Platte (G) (6);

Fig. II eine Seitenansicht bzw. Schnitt A-A durch Fig. 1;

Fig. III eine Seitenansicht auf das Kurbelschleifenantriebs getriebe bei maximaler Kraftübertragung und

Fig. IV eine Seitenansicht auf das Kurbelschleifenantriebs getriebe, wobei die Kurbelgleitzapfen (3) in der Gerade der Nullpunktlinie (S) dargestellt sind.

In Fig. I und Fig. II = Schnitt von Fig. I ist ein Kur belschleifenantriebsgetriebe mit zwei gegenläufigen Platten (T) (6) = treibende Platte und (G) (6) = getriebene Platte dargestellt. Der in den beiden Platten jeweils schräg angeordnete Führungsschlitz (5) ist dabei nicht gerade, sondern durch Kurvenb den jeweiligen Enden zu so abgebogen, daß durch den Richtungswechsel Ausläufer im Führungsschlitz (5) entstehen, die in einem rechten, das heißt 90°-Winkel zur Nullpunktlinie (S) verlaufen. Der für die Anfangsbewegung der Hinbewegung festgelegte Ausläufer des Führungsschlitzes (5) ist dabei länger als der Ausläufer im schräg zur Nullpunktlinie (S) ver laufenden Führungsschlitzes (5) für die Anfangsbewegung der treibenden Platte (T) (6) und eines kurzen Ausläufers dieses Führungsschlitzes (5) dem anderen Ende zu für die Endphase der Hinbewegung bis zum Haltepunkt wird ein wirkungsvoller Effekt geschaffen.

Zur Funktion dieses Effektes sind mindestens 2 gegenläufige Platten (6) mit dem jeweiligen vorher beschriebenen Führungsschlitz (5) und einer Kurbelwelle bei der die Kurbellager zapfen (1) und die Kurbelgleitzapfen (3) verbunden durch die Kurbelwangen (2) in einem Winkel von 180°, das heißt in einer Gerade zueinander stehen, erforderlich. Die Kurbellagerzapfen (1) rotieren dabei gleich wie bei der üblichen Kurbelwelle um die eigene Achse. Dagegen sind die um die Kurbellagerzapfen (1) kreisenden, durch die Kurbelwangen (2) verbundenen Kurbelgleitzapfen (3) nicht auf den mit dem Kolben verbundenen Pleuel gelagert, sondern reichen durch den in den Platten (6) schräg zur Nullpunktlinie angeordneten Führungsschlitz (5) und gleiten bei der hin- und hergleitenden Bewegung in diesem entlang.

Wie in Fig. I ersichtlich, steht der um den Kurbellagerzapfen (1) kreisende Kurbelgleitzapfen (3) am Anfang der Hinbewegung im langen, rechtwinklig zur Nullpunktlinie (S) verlaufenden Ausläufer des Führungsschlitzes (5) der treibenden Platte (T) (6) in einem Abstand von ca. 0,65 zum maximalen Abstand des Kurbelgleitzapfens (3) zur Nullpunktlinie (S). Dies bedeutet, daß bei der geradlinigen Anfangshinbewegung ca. 65% der auf gewendeten Kraft in die Drehbewegung übertragen werden und nicht Null wie bei den üblichen Kurbelwelle- und Pleuelstan genprinzipien. Während der Kurbelgleitzapfen (3) bei der gerad linigen Hinbewegung der treibenden Platte (T) (6) im Führungsschlitz (5) entlanggleitet, erfolgt zugleich die Kreisbewegung des Kurbelgleitzapfens (3), womit die angestrebte Drehbewegung der Kurbellagerzapfen (1) mit einem höheren Wirkungsgrad erreicht wird. Gleichzeitig wird durch den als Mitnehmer wirkenden um 180° versetzten, auch in Kreis bewegung befindlichen Kurbelgleitzapfen (3) der getriebenen Platte (G) (6) diese her- bzw. hochbewegt, wobei der Kurbel gleitzapfen (3) im kurzen Ausläufer des Führungsschlitzes (5) entlanggleitet.

In Fig. III sind die um den Kurbellagerzapfen (1) kreisenden Kurbelgleitzapfen (3) in einem rechten Winkel zur Null punktlinie (S) dargestellt. In dieser Stellung ist die Kraft übertragung der linear sich hin- bzw. abwärtsbewegenden, treibenden Platte (t) (6) zur Drehbewegung am größten.

In Fig. IV befinden sich die Kurbelgleitzapfen (3) der treibenden Platte (T) (6) und getriebenen Platte (G) (6) in der Gerade der Nullpunktlinie (S). Davon ausgehend, daß sich die treibende Platte (T) (6) weiter hin- bzw. nach unten bewegt, dann gleitet der Kurbelgleitzapfen (3) in dem schräg zur Nullpunktlinie (S) angeordneten Führungsschlitz (5) weiter, wobei auch die Kreisbewegung des Kurbelgleitzapfens (3) weiter läuft, indem dieser die Nullpunktlinie (S) durchlaufen hat. Weil während der Endphase der Hin- bzw. Abwärtsbewegung der treibenden Platte (T) (6) bis zum Haltepunkt dieser Platte die Schrägrichtung des schräg zur Nullpunktlinie (S) angeordneten Führungsschlitzes (5) beibehalten hat, gleitete auch der Kurbelgleitzapfen (3) während dieser Endphase bis zum Haltepunkt in dem schräg zur Nullpunktlinie (S) ange ordneten Führungsschlitz weiter, wobei die Kreisbewegung des Kurbelgleitzapfe (3) fortgesetzt wurde. Während diesem Ablauf wurde die gegenüberliegende, getriebene Platte (G) (6) weiter her- bzw. hochbewegt, wobei jedoch der, dieser Platte (G) (6) zugeordnete Kurbelgleitzapfen (3) in den langen, rechtwinklig zur Nullpunktlinie (s) verlaufenden Ausläufer des schräg zur Nullpunktlinie (S) angeordneten Führungs schlitzes (5) gleitete. Dies führt sogar dazu, daß der einen Kreis beschreibende Kurbelgleitzapfen (3) der in dem recht winklig zur Nullpunktlinie (s) angeordneten langen Ausläufer gleitet, die getriebene Platte (G)( (6) nicht nur in die Endphase der Her- bzw. Hochbewegung bis zum Haltepunkt brachte, sondern diese für einen kurzen Weg und Zeit synchron in die entgegengesetzte gleiche Hin- bzw. Abwärtsbewegung, die von der treibenden Platte (t) (6) bis zur Schlußphase ausging, bewegt. Somit hat für die getriebene Platte (G) (6), die durch die Umsteuerung von der Her- zur Hinbewegung führte und dadurch die Funktion der treibenden Platte (T) (6) übernommen hat, die Hinbewegung schon begonnen, als die gegenüberlaufende Platte (t) (6) sich immer noch eine kurze Wegstrecke hinbewegte.

Somit entsteht bei der Umsteuerung der geradlinigen hin- und her gehenden Bewegung auf die Drehbewegung durch die anrodnung von mindestens 2 abwechslungsweise sich entgegengesetzt bewegenden Platten ein höherer Wirkungsgrad und nie ein Null punkt.

Bezugszeichenliste:

1 = Kurbellagerzapfen
2 = Kurbelwangen
3 = Kurbelgleitzapfen
4 = Schubstange
5 = Führungsschlitz
6 = Nullpunktlinie
6 = Platte
S =Nullpunktlinie

T = Treibende Platte (6)

G = Getriebene Platte (6)

Claims

1. Kurbelschleifenantriebsgetriebe zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung oder umgekehrt mit mindestens 2 oder mehreren Kurbelschleifenschlitz führungsplatten (6), die starr mit einer oder zwei einander gegenüberliegenden Schubstangen (4) und diese wiederum mit einem Kolben fest verbunden sind, und mit einer Kurbelwelle, deren Kurbelzapfen (3) durch den Führungs schlitz (5) reicht, dadurch gekennzeichnet, daß der schräg zur Nullpunktlinie (s) verlaufende Führungs schlitz (5) durch eine Kurve nach einem Ende zu einen langen rechtwinklig zur Nullpunktlinie (S) und nach dem anderen Ende zu einen kurzen rechtwinklig zur Null punktlinie (S) verlaufenden Ausländer aufweist.

2. Kurbelschleifenantriebsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schräg zur Nullpunktlinie (s) verlaufende Füh rungsschlitz (5) nur einen Ausläufer aufweist.

3. Kurbelschleifenantriebsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des langen als auch des kurzen Ausläufers, sowie die von der Schräge des Führungsschlitzes (5) zu diesen Ausläufern führende Kurve den individuellen An forderungen und Beanspruchungen entsprechend gewählt und geformt ist.

4. Kurbelschleifenantriebsgetriebe nach Anspruch 1-2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion bzw. der Mechanismus des beschrieb enen Getriebes bei Brennkraft maschinen und auch bei mit Muskelkraft betriebenen Geräten z. B. Fahrrad oder Tretboot angewandt werden kann.