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Übersetzungsgetriebe für Brennkraftmaschinen Man hat bereits Kraftmaschinen
mit innerer Verbrennung vorgeschlagen, welche eine durch auf den Schaltwellen angeordnete
und mit dem Kolben verbundene Schwenkhebel angetriebene Kurbelwelle und eine besondere
durch weitere auf den Schaltwellen angeordnete Schwenkhebel mit veränderlichem Hub
angetriebene Kraftwelle besitzen, so daß die Geschwindigkeit der Kraftwelle innerhalb
gewisser Grenzen ständig verändert werden kann.
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Für diese Art von Maschinen hat man ferner bereits vorgeschlagen,
die Kurbelwelle und die Kraftwelle durch Schwenkhebel anzutreiben, welche auf einer
oder mehreren Schaltwellen derart angeordnet sind, daß sowohl die Geschwindigkeit
der Kraftwelle als auch der Kolbenhub innerhalb gewisser Grenzen ständig verändert
werden kann. Dabei sind die veränderlichen Schwenkhebel, welche die Kraftwelke antreiben,
mit dieser durch eine Freilaufkupplung und durch zwischengeschaltete, mit Kulisse
und Gleitstück ausgestattete Schwenkhebel verbunden.
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Vorliegende Erfindung betrifft die Verschiebung des Gleitstücks in
der Kulisse des an die Kurbelwelle angeschlossenen Schwenkhebels mittels .eines
ein- und ausrückbaren Rädergetriebes, dessen Räder wechselweise in ein kleines oder
.ein größeres von zwei- mit dem Schwungrad verbundenen Rädern eingreifen können,
wenn eine von dem genannten Rädergetriebe beeinflußte Steuerwelle mittels Schnecke
und Schneckenrades auf die Hauptsteuerwelle einwirkt. Die Erfindung bezweckt Neuerungen
im Aufbau und Betriebe von Maschinen der oben gekennzeichneten Art, insbesondere
in. Verbindung mit Vorrichtungen zur Änderung des Hubes der Schwenkhebel, derart,
daß das Drehzahlverhältnis zwischen der Kurbelwelle und der Kraftwelle geändert
werden kann. Gemäß der Erfindung bewirkt die Hauptsteuerwelle die Verschiebung der
Gleitstücke in den Kulissen der Schwenkhebel mittels Zahnrädern, gekrümmter Zahnstangen
und Gelenke. Auf diese Weise ist der Maschinenführer in der Lage, den Hub der Schwenkhebel
zwecks Erlangung eines gewünschten Drehzahlverhältnisses-zu ändern, ohne die beträchtliche
Handarbeit aufzuwenden, welche erforderlich sein würde, um die Schwenkhebel zwecks
Veränderung ihres Hubes zu bewegen. Durch die Anordnung des bei geringer Geschwindigkeit
m einer Richtung und bei verhältnismäßig großer Geschwindigkeit in der entgegengesetzten
Richtung angetriebenen Steuermechanismus ergibt sich der schätzbare Vorteil, eine
langsame Zunahme des Drehzahlverhältnisses bei Beschleunigung der Kraftwelle oder
des zu treibenden Wagens und eine schnelle Abnahme des Drehzahlverhältnisses zu
jerzielen, wenn es notwendig wird, die Bewegung der Kraftwelle oder des Wagens anzuhalten,
wenn z. B. ein Straßenfahrzeug einen Zusammenstoß vermeiden will.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf den beiliegenden Zeichnungen
in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht worden.
Abb. i zeigt
einen Schnitt durch das Kurbelgehäuse - und einen der Zylinder eines Mehrzylinderverbrennungsdiotors
mit dem Getriebe nachvorliegender -Erfindung.
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Abb. 2 ist ein Grundriß mit Teilschnitt, wobei eine der Deckplatten
abgenommen ist, um die Steuerwelle des Mechanismus zur Änderung des Hubes der schwingenden
Glieder zu zeigen.
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Jeder der Kolben ist an einem besonderen Steuerhebel i angeschlossen,
dessen Drehachse in am Kurbelgehäuse vorhandenen Lagern ruht. Die Kurbelwelle 2
trägt ein Schwungrad 3 und geht durch -das Kurbelgehäuse hindurch. Jeder der Hebel
i ist durch eine Verbindungsstange 4 an eine Kurbel auf dieser Welle derart angeschlossen,
daß die Kolben im Schritt mit der Kurbelwelle und daher mit dem Maschinenventilgetriebe
und dem (nicht dargestellten) Zündapparat erhalten werden, welche von der Kurbelwelle
aus in irgendeiner bekannten geeigneten Weise angertrieben werden.
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Die Kraft wird von einer Kraftwelle 5 abgenommen, welche in Lagern
des Kurbelgehäuses angeordnet ist und der Kurbelwelle parallel liegt. Die Kraftwelle
5 wird durch Freilaufkupplungen 6, d, h. durch Kupplungen, welche die Welle 5 zur
Freilaufwelle machen, mittels Gleitstücken 7 angetrieben, welche in Kulissen 8 der
Hebel i angebracht und an ein Paar von Freilaufkupplungen 6 für die Welle 5 angeschlossen
sind, um auf die Welle 5 in beiden Bewegungsrichtungen des Steuerhebels Kraft zu
übertragen. Jedes Gleitstück 7 kann in seiner Kulisse von einer Stellung, bei welcher
es koaxial mit dem Drehpunkt i o des Hebels ist, in eine andere Stellung nahe dem
dicken Ende der Verbindungsstange i i, durch welche der Kolben mit dem Steuerhebel
verbunden ist, verschoben werden.
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Die Bewegungen der Gleitstücke 7 in den Kulissen 8 werden durch Steuerarme
12, welche im Kurbelgehäuse bei 13 drehbar und durch Gelenke 1¢ mit den Gleitstücken?
verbunden sind, gesteuert. Jedes Gleitstück 7 ist durch ein Paar von Gliedern 14
mit einem besonderen Arm 12 derart verbunden, daß die Zapfenverbindung zwischen
dem Arm 12 und den Gelenken 14 in Linie mit der Kulisse 8 im Gleitstück 7 ist, wenn
der Kolben mitten zwischen den Grenzen seines Hubes und der Arm 12 mitten zwischen
den Grenzen seiner schwingenden Bewegung ist, welche Stellung auf der Zeichnung
angegehen ist.
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Jeder der -Arme 12 hat eine gekrümmte Zahnstange 15, in welche .eines
der Zahnräder 16 eingreift. Diese sind auf einer Steuerwelle 17 befestigt, die durch
das Kurbelgehäuse hindurchgeht und in schlitzartigen. Öffnungen 18 der Arme 12 untergebracht
ist. Die Steuerwelle 17 geht durch das Ende des Kurbelgehäuses (Abb. 2) hindurch
in ein Triebgehäuse i9. In diesem ist eine Querwelle 20 gelagert, welche eine mit
dem Schneckenrad 22 der Welle 17 zusammenwirkende Schnecke 21 trägt. Das auf einem
Ende der Kurbelwelle 2 angeordnete Schwungrad 3 trägt zwei konzentrische Kegelräder
24, deren eines beträchtlich größer ist als das andere. Ein Paar damit zusammenwirkender,
durch eine Hülse 26 verbundene Kegelräder sind gleitbar, aber nicht drehbar auf
der Querwelle 2o derart angebracht, daß jedes der Räder 25 mit dem entsprechenden
Rad 24 zum Eingriff gebracht werden kann, um die Welle 2o in einer der beiden Richtungen
;anzutreiben, wobei die Geschwindigkeit m einer Richtung größer ist als die Geschwindigkeit
in der anderen Richtung. Die Anordnung der Reibungsräder und des Antriebs ist derart,
daß die Welle 2o mit der größeren Geschwindigkeit angetrieben wird, wenn ihre Drehrichtung
eine Bewegung der Gleitstücke 7 zu den Drehpunkten io zur Folge hat.
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Die Hülse 26 und die Räder 25 werden durch einen Bügel 27 gesteuert,
welcher an einen Fußhebel oder Handhebel angeschlossen ist oder sonstwie gesteuert
wird; um eines der Reibungsräder 24 ZUM Eingriff mit dem entsprechenden Rad
25 zu bringen. Dabei ist eine Zwischenstellung vorgesehen, bei welcher keines der
Reibungsräder in Eingriff ist.
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Sind die Teile in der Stellung der Abb. i, so wird beim Betriebe die
Steuerbewegung der Hebel i durch die Verbindungsstangen auf die Freilaufkupplungen
6 übertragen, so daß die Kraftwelle 5 in Drehung versetzt wird, wobei das Drehzahlverhältnis
zwischen der Kraftwelle 5 und der Kurbelwelle 2-durch den Hub der Gleitstücke 7
bestimmt wird.
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Das in Abb. i dargestellte Gleitstück 7 befindet sich etwa in der
Mitte zwischen den beiden äußeren Stellungen. Durch die Betätigung der Steuerwelle
28 kann das eine oder andere der Reibungsräder 24 zum Eingriff mit dementsprechenden-
Rad 25 gebracht werden, um die Gleitstücke 7 nach den Drehpunkten des Steuerhebels
i oder nach ihren freien Enden zu bringen. Im ersten Falle wird das Drehzahlverhältnis
zwischen den Kraft- und Kurbelwellen verringert, bis die Gleitstücke mit den Drehpunkten
der Steuerarme koaxial sind. Dann wird keine Bewegung auf die Verbindungsstange
19 übertragen. Die Kolben und die Kurbelwelle laufen dann frei, ohne irgendwelche
Bewegung auf die Kraftwelke zu übertragen. Werden anderseits die Gleitstücke 7 nach
den freien Enden der Steuerhebel bewegt, so wird das Drehzahlverhältnis zwischen
der treibenden Welle und der Kurbelwelle gesteigert und erreicht seine
Höchstgrenze,
wenn die Gleitstücke die Grenze ihrer Bewegung erreichen.
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Während der Bewegung der Gleitstücke 7 nach den freien Enden der Steuerhebel
wird die Querwelle 2o durch die Räder 2q. und 25 mit geringerer Geschwindigkeit
angetrieben, um das Drehzahlverhältnis allmählich zu steigern, wie es notwendig
ist, um die Ladung zu beschleunigen. Werden anderseits die Gleitstücke 7 nach den
Drehpunkten ,der Steuerhebel bewegt, so wird die Querwelle 20 mit der größeren Geschwindigkeitangetrieben,
um die Gleitstücke 7 schnell zu den Drehpunkten der Hebel i zu bringen zu dem Zweck,
den Antrieb der Kraftwelle zu unterbrechen. Sind beide Sätze der Reibungs@-räder
24 und 25 außer Eingriff, so halten die Schnecke 21 und das Schneckenrad 22 die
Steuerwelle 17 in richtiger Stellung und erhalten so das gewünschte Drehzahlverhältnis
zwischen den Kraft- und Kurbelwellen, bis die Steuerwelle 28 wieder betätigt wird,
um -einen Wechsel des Drehzahlverhältnisses herbeizuführen. Es ist zu bemerken,
daß der Steuerhebel i einen verhältnismäßig kurzen Bewegungsbogen hat, so daß es
möglich ist, die Verbindungsstange i i zu allen Zeiten nahezu in Linie mit der Kolbenachse
zu halten. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, befindet sich die Verbindungsstange
i i in axialer Verlängerung mit dem Kolben, wenn der Steuerhebel i sich in der Mitte
zwischen seinen äußeren Stellungen befindet, so daß die Verbindungsstange auf beiden
Seiten der Kolbenachse gleich oder nahezu gleich schwingt. Infolge dieser Anordnung
werden die Querkomponenten der auf den Kolben wirkenden und den Kolben gegen die
Zylinderwand zu pressen strebenden Kräfte auf ein Mindestmaß herabgedrückt.
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Wird das Getriebe auf ein Straßenfahrzeug angewandt, so wird @es gewöhnlich
notwendig sein, für seine Umkehrung des Antriebs der Straßenräder zu sorgen, was
mittels eines epicyclodalen oder sonstigen Umkehrgetriebes irgendeiner bekannten
geeigneten Art geschehen kann. Es wird auch vorgezogen, die Kraftwelle mit der Kurbelwelle
durch einen Freilauf- oder Freiradantrieb derart zu verbinden, daß, wenn die Kraftwelle
die Kurbelwelle bei dem- Höchstbetrage des Drehzahlverhältnisses überrennt (z. B.
beim jähen Abwärtslaufen des Fahrzeugs) der Freilauf- oder Freiradantneb wirksam
wird und die Maschine befähigt, als Bremse zu wirken, um die Bewegung des Fahrzeugs
zu bremsen. Der beschriebene Mechanismus kann auch als Vorrichtung zur Verhinderung
des Rückwärts-Laufes jäh abwärts dienen, weil keine Rückwärtsdrehung der Kraftwelle
5 möglich ist, wenn das Gleitstück 7 meine Stellung gebracht wird, bei welcher keine
Bewegung von der Maschine zur. Antriebswelle übertragen wird.