DE507584C

DE507584C - Mass compensation for gears with reciprocating masses

Info

Publication number: DE507584C
Application number: DEW83954D
Authority: DE
Original assignee: FELIX HEINRICH WANKEL
Current assignee: FELIX HEINRICH WANKEL
Priority date: 1929-10-16
Filing date: 1929-10-16
Publication date: 1930-09-18

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 18. SEPTEMBER 1930ISSUED ON SEPTEMBER 18, 1930

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVl 507 KLASSE 47h GRUPPE 20 Jf JVl 507 CLASS 47h GROUP 20 Jf

Felix Heinrich Wankel in HeidelbergFelix Heinrich Wankel in Heidelberg

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Oktober 1929 abPatented in the German Empire on October 16, 1929

Die Erfindung bezieht sich auf den Massenausgleich für Getriebe mit hin und her gehenden Massen, wie z. B. bei Kolbenmaschinen mit geradlinigem Zylinder. Bei derartigen Getrieben ergibt sich bei den bekannten Ausführungen ein Bewegungsnullpunkt, in welchem Geschwindigkeit und Beschleunigung gleich Null werden und in entgegengesetzter Bewegungsrichtung wieder erzeugt werdenThe invention relates to the mass balancing for transmissions with reciprocating Masses such as B. in piston engines with straight cylinders. In the case of transmissions of this type, the known designs a motion zero point in which speed and acceleration become zero and in opposite directions Direction of movement can be generated again

ίο müssen. Es ergeben sich hierdurch vielerlei Unzuträglichkeiten, die in der Ungleichförmigkeit der Bewegung, den Erschütterungen, der Verminderung des\¥irkungsgrades u. dgl. ihren Grund haben.ίο have to. This results in many things The inconveniences caused by the irregularity of the movement, the vibrations, the reduction of the efficiency and the like have their reason.

Gemäß der Erfindung sind durch zusätzliche Bewegung die Massen der Systeme, die in bezug aufeinander geradlinig hin und her gehen, in gegeneinander kreisende Bewegung versetzt, so daß kein Massenpunkt der beiden Massen durch einen Bewegungsnullpunkt hindurchgeht. According to the invention, by additional movement, the masses of the systems that go back and forth in a straight line in relation to one another, in reciprocating circling motion offset so that no mass point of the two masses passes through a zero point of motion.

Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgedanken an vier Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt:The drawing illustrates the concept of the invention in four exemplary embodiments, namely shows:

Abb. ι und 2 in zwei verschiedenen Stellungen eine mit Hilfe von zwei Zahnrädern bewirkte Führung der beiden Systeme,Fig. Ι and 2 in two different positions a guidance of the two systems effected with the help of two gears,

Abb. 3 bis 5 in drei Stellungen eine durch zwei Exzenter herbeigeführte kreisende Bewegung der beiden Systeme,Fig. 3 to 5 in three positions a circular movement brought about by two eccentrics of the two systems,

Abb. 6 eine Führung jedes Systems um je zwei Drehzentren, deren Kurbeln durch Kurbelstangen miteinander verbunden sind,Fig. 6 a guide of each system around two turning centers, their cranks by connecting rods are connected to each other,

Abb. 7 eine zwangläufige Führung durch gegenüber der drehenden Führung versetzte Systeme zum Zwecke der Erzielung eines Massenausgleiches.Fig. 7 a compulsory guide by offset against the rotating guide Systems for the purpose of achieving mass balance.

In Abb. ι und 2 sind α und b zwei in Eingriff befindliche Zahnräder. Diese Zahnräder drehen sich um die beiden Achsen c und d. Auf dem Kurbelzapfen e ist nun die Zylindermasse g drehbar gelagert, während die Kolbenmasse // von dem Kurbelzapfen / mitgenommen wird. Bei der Verdrehung der Zahnräder α und b in Richtung der Pfeile / und k oder bei Drehung in dieser Bewegungsrichtung engegengesetzter Richtung bewegen sich sowohl die einzelnen Massenpunkte der Zylindermasse g" als auch der Kolbenmasse h auf Kreislinien, die z. B. bei Anbringung des Zeigers I durch die Bewegung der Spitze dieses Zeigers / auf dem Kreis m gekennzeichnet sind. Dieser Kreis in hat den Durchmesser des Kurbelkreises, sofern der Durchmesser der beiden Kurbeln e, f gleich ist. Während sich die Massenpunkte der Zylindermasse g und der Kolbemnasse h in solchen Kreisen in bewegen, schwingt die durch die Geradführung von Kolben und Zylinder gekuppelte Masse g, h einerseits parallel zur Verbindungslinie der Mittelpunkte c, d der Zahnräder a, b auf und ab und bewegt sich gleichzeitig senkrecht dazu auseinander und gegeneinander, wodurch die geradlinige hin und her gehende Bewegung zwischen der Kolbenmasse h und dem Zylinderkörper g entsteht.In Fig. Ι and 2 , α and b are two meshed gears. These gears rotate around the two axes c and d. The cylinder mass g is now rotatably mounted on the crank pin e , while the piston mass // is carried along by the crank pin /. When the gears α and b are rotated in the direction of the arrows / and k or when rotated in this direction of movement in the opposite direction, both the individual mass points of the cylinder mass g "and the piston mass h move on circular lines, which, for example, when the pointer is attached are I in m by the movement of the tip of this pointer / on the circle. this circle has a diameter of the crank circle, provided that the diameter of the two cranks e, f is equal. While the mass points of the cylinder mass, g, and the Kolbemnasse h in such Moving circles in , the mass g, h coupled by the linear guidance of the piston and cylinder swings up and down on the one hand parallel to the connecting line of the centers c, d of the gears a, b and at the same time moves perpendicularly apart and against each other, whereby the straight back and forth Movement between the piston mass h and the cylinder body g arises.

Durch diese Anordnung ist bewirkt, daß trotz der geradlinigen hin und her gehenden Bewegung gegeneinander kein Punkt der beiden Massen durch einen Bewegungsnullpunkt hindurchgeht. Die beiden Massen g und h sind vielmehr in einer ständigen gleichförmigen Kreisbewegung begriffen.This arrangement has the effect that, in spite of the rectilinear reciprocating movement relative to one another, no point of the two masses passes through a zero point of movement. Rather, the two masses g and h are engaged in a constant, uniform circular motion.

Bei gegenläufiger kreisender Bewegung der Massen g· und h, wie dies bei Benutzung vonWhen the masses g · and h move in opposite directions, as is the case when using

ίο Zahnrädern α und b als Führung bzw. als Antrieb der Fall ist, wird erreicht, daß der Hubweg der Kolbenmasse h nur halb so groß ist als bei stillstehender Zylindermasse g und es ist vorteilhaft, den Radius der kreisenden Bewegung m gleich dem halben Kolbenhub zu machen, wodurch der Vorteil langer Hübe und großer Hubgeschwindigkeit entsteht.ίο gears α and b is the case as a guide or drive, it is achieved that the stroke of the piston mass h is only half as large as when the cylinder mass g is stationary and it is advantageous to make the radius of the circular movement m equal to half the piston stroke make, whereby the advantage of long strokes and high lifting speed arises.

Um den Vorteil des Erfindungsgegenstandes insbesondere auch bei großen Massen voll ausnutzen zu können, ist es zweckmäßig, sowohl die kreisenden als auch die sich drehenden Massen mit bekannten Mitteln auszuwuchten, welchem Zweck die Massen η und ο sowie p und q dienen.In order to be able to fully exploit the advantage of the subject matter of the invention, especially with large masses, it is advisable to balance both the circling and the rotating masses with known means, which is the purpose of the masses η and ο as well as p and q .

Während bei der Ausfuhrungsform, die in Abb. ι und 2 in zwei verschiedenen Stellungen veranschaulicht ist, nicht nur eine zwangläufige Führung jedes Punktes der beiden Massen auf einer Kreislinie bewirkt ist, sondern auch gleichzeitig ein äußerer Antrieb zur Erzwingung dieser Bewegungen, ist bei der Ausführungsform nach Abb. 3 bis 5 lediglich eine zwangläufige Führung bewirkt. Die Kolbenmasse h ist durch den Drehpunkt r mit der Kurbel s verbunden, die sich um den Zapfen t dreht, während sich die Zylindermasse g mit Hilfe des Kurbelzapfens u um den Drehpunkt w bewegt. Die Kurbeln ν und s sind mit Ausgleichmassen versehen. Durch die Kraftwirkungen in dem Zylinderraum des als Kolbenmaschine gedachten Getriebes wird die Kolbenmasse h und die Zylindermasse g nicht nur in geradlinigen hin und her gehenden Bewegungen zueinander verschoben, sondern die einzelnen Punkte der Massen h und g gleichzeitig in kreisende Bewegung entsprechend dem Kurbelarm ν und s verdreht, so daß kein Punkt der Massen h und g durch einen Bewegungsnullpunkt oder durch einen Bewegungsumkehrpunkt geht, sondern sich stets in gleichförmiger Kreisbewegung befindet. While in the embodiment, which is illustrated in Fig. Ι and 2 in two different positions, not only a compulsory guidance of each point of the two masses on a circular line is effected, but also at the same time an external drive to force these movements, is in the embodiment according to Fig. 3 to 5 only causes an inevitable guidance. The piston mass h is connected through the pivot point r to the crank s , which rotates around the pin t , while the cylinder mass g moves around the pivot point w with the help of the crank pin u. The cranks ν and s are provided with balancing weights. Due to the force effects in the cylinder chamber of the gear unit, which is thought of as a piston engine, the piston mass h and the cylinder mass g are not only shifted to each other in straight reciprocating movements, but the individual points of the masses h and g are simultaneously moved in a circular motion corresponding to the crank arm ν and s twisted so that no point of the masses h and g goes through a zero point of motion or a reversal point, but is always in a uniform circular motion.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 ist eine noch bessere Führung bzw. Antrieb der beiden Massen bewirkt. Da sich jeder Massenpunkt der beiden Massen auf einem Kreis bewegen soll, so ist es möglich, die beiden Massen mit Hilfe beliebig vieler Dreharme um entsprechend viele Bewegungsmittelpunkte zu führen. Die Kolbenmasse h besitzt daher -die KurbelführungenS₁ und S₂ und die Zylindermasse g die Kurbelfiihrungen V₁ und v₂. Die Führungen S₁ und J₂ sind durch eine Stange χ miteinander verbunden, während die Führungen V₁ und v_z eine Stange y besitzen.In the embodiment according to Fig. 6, an even better guidance or drive of the two masses is effected. Since each mass point of the two masses should move on a circle, it is possible to guide the two masses around a corresponding number of centers of movement with the help of any number of rotating arms. The piston mass h therefore has the crank guides S ₁ and _{S 2} and the cylinder mass g has the crank guides V ₁ and v ₂ . The guides S ₁ and J ₂ are connected to one another by a rod χ , while the guides V ₁ and v _{z have} a rod y .

Bei der Ausführung nach Abb. 7 sind die Zylindermassen g_t, g„ an der Kurbelscheibe ν um i8o° versetzt und desgleichen die Kolbenmassen Ji₁ und A₂ an der Kurbelscheibe.? ebenfalls um i8o°. Hierdurch ergibt sich in bezug auf die Drehbewegung der Scheibe eine Auswuchtung der Kolben- und Zylindermassen, so daß nur noch die Ausgleichmassen η und 0 übrig bleiben. Auch diese Massen können z. B. bei Tandemanordnung wegfallen.In the embodiment according to Fig. 7, the cylinder masses g _t , g “ on the crank disk ν are offset by 180 °, and likewise the piston masses Ji ₁ and A ₂ on the crank disk. also by 180 °. This results in a balancing of the piston and cylinder masses in relation to the rotary movement of the disk, so that only the balancing masses η and 0 remain. These masses can, for. B. omitted in tandem arrangement.

Sinngemäß läßt sich der Erfindungsgegenstand in der verschiedensten Weise verwirklichen, denn es kommt lediglich darauf an, durch eine zusätzliche Führung oder einen zusätzlichen Antrieb sowohl die hin und her gehende Masse als auch die Masse, in oder an der sich diese Masse führt, in einer geschlossenen Kurve ersten Grades umlaufen zu lassen, was am einfachsten in einer Kreisbewegung geschieht, von der aber in ganz besonderen Fällen auch abgewichen werden kann. Ebenso ist es möglich, mehr oder weniger auf die Gleichförmigkeit der zusätzlichen Bewegung zu verzichten, wenn damit andere Vorteile erreicht werden können, denn auch in diesem Falle sind Bewegungsnullpunkte und Bewegungsumkehrpunkte vermieden. The subject matter of the invention can be implemented in a wide variety of ways, because it just depends on an additional tour or an additional Drive both the mass going back and forth and the mass in or on which this mass is guided in a closed one To go around the first degree curve, which is easiest in a circular motion happens, but can be deviated from in very special cases. It is also possible to have more or less to forego the uniformity of the additional motion when doing so other advantages can be achieved, because in this case too there are zero points of movement and reversal points avoided.

Die Verwendung des Erfindungsgedankens ist möglich sowohl bei Kraftmaschinen, also Explosionskraftmaschinen, Dampfmaschinen u. dgl. als auch bei Arbeitsmaschinen, wie Pumpen u. dgl., denen infolgedessen der Antrieb von außen zugeleitet werden muß. Darüber hinaus wird es auch möglich, den Erfindungsgedanken zu benutzen bei Arbeitsmaschinen, bei denen nicht Kolben und Zylinder vorhanden sind, sondern bei denen z. B. ein Werkzeug auf einem Werkstück hin und her geführt wird, wie dies z. B. bei Hobelmaschinen u. dgl. der Fall ist.The use of the inventive concept is possible both in power machines, that is Explosion engines, steam engines and the like, as well as working machines, such as Pumps and the like, which consequently have to be supplied with the drive from the outside. About that In addition, it is also possible to use the idea of the invention in working machines, in which there are no pistons and cylinders, but in which z. B. a Tool is guided back and forth on a workpiece, as z. B. in planing machines and the like is the case.

Claims

Patent claims:

1. Mass balancing for gears, where the masses of one system go straight back and forth in another system, such as B. in piston engines with rectilinear cylinders, characterized in that both systems are given a counter-rotating movement will,

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the diameter of the circular movement of both systems is the same.

3. Transmission according to claim 1 and 2, characterized in that the circular

Movement of the systems caused by several guides on "each system will.

4. Transmission according to claim 3, characterized in that the rotating Parts of these guides are inevitably connected to one another by connecting rods.

5. Transmission according to claim 1 to 4, characterized in that the moving Masses are balanced by auxiliary masses.

6. Transmission according to claim 1 to 5, characterized in that the center line the rotating guides through the center of mass of the hinged system goes.

7. Transmission according to claim 1 to 6, characterized in that several pairs of systems with relative to each other reciprocating masses arranged so offset on the rotating guides are that their masses are wholly or partially balanced.

1 sheet of drawings

fip.r> riUCKr in lil-: ft