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Mittels Kurvennut bewegte doppeltwirkende Mehrtaktkolbenmaschine für
Spielzeugzwecke Von den bereits bekannten Kraftmaschinen, welche durch Verwendung
:einer - Kurvennut bewegt werden, unterscheidet sich die lediglich zu Spielzeugzwecken
gedachte Mehrtaktkolbenmaschine nach der Erfindung dadurch, daß die Drehung von
Zylinder, Kolben und Achse durch die Anwendung eines Stiftes erfolgt, welcher die
Flanken .einer Kurvennut hinabgleitet. Der Stift ist diametral angeordnet. Durch
die Drehung der genannten. Teile wirkt die Masse derselben als Schwungmasse zur
Überwindung der Totpunktlagen, wodurch die Anwendung. eines sonst üblichen großen
Schwungrades überflüssig wird. Zweckmäßig wird man jedoch ein kleineres Rad zum
Andrehen der Maschine auf der Achse befestigen. Die sonst aufzuwendende Energie
zur Beschleunigung des größeren Schwungrades kommt daher der Leistung der Maschine
zugute. Da die Steuerkanäle direkt in der Achse und in den Lagerstellen eingearbeitet
sind, ist die Maschine für Spielzeugzwecke besonders geeignet, da alle Steuerungsteile,
wie Exzenter und Schieber usw., fortfallen, welche stets Fehlerquellen bei Spielzeugen
sind und das Arbeiten der Maschine in Frage stellen.
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Ebenso läßt sich auf einfache Weise durch Einbauen von zwei Steuerhülsen,
welche als Lagerstellen für die Achse ,ausgebildet sind, eine Umsteuerung der Maschine
erreichen.
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Die Maschine besteht aus dem Zylinder a (Abb. i), in welchem sich
ein Kolben b in axialer Richtung hin und her bewegt. In der Mitte des Kolbens ist
diametral der nach beiden Seihen nach außen ragende Stift c angebracht, welcher
durch die Schlitze d des Zylindermantels geführt ist 'und welcher daher eine Verschiebung
des Kolbens um die freie Schlitzlänge zuläßt. Die Enden dieses Stiftes gleiten auf
den Kurvenflanken @e, welche nach der Erfindung gemäß Abb.6 und 7 so ausgebildet
sind, daß der Kolben während einer Umdrehung des Zylinders zweimal hin und her bewegt
wird, also während einer Umdrehung vier Takte ausführt. Während ,also die feststehenden
Kurvenflanken e die hin und her gehende Bewegung des Kolbens durch den Stift c vermitteln,
sorgen die Flanken der Schlitze d für eine Übertragung der Drehkraft auf den Zylinder
und auf die fest mit diesem verbundenen Achsenden f.
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Wie aus Abb-. i ersichtlich, ist an den Stirnseiten von Zylinder und
Gehäuse g ein freier Raum i hergestellt, welcher bei Erwärmung der -Maschine die
Längenausdehnung von Zylinder und Gehäuse ausgleichen und ein axiales Spiel zwischen
Zylinder und Gehäuse herstellen soll. Die Zu- und Ableitung des Betriebsstoffes
geschieht, wie Abb. i zeigt, an beiden Enden des Zylinders und,erfolgt durch die
Zylinderachse und deren Lagerstellen. Während das Zuleitungsrohr k den arbeitleistenden
Betriebsstoff an die Einführungsstellen L im Gehäuse g bringt, wird der verbrauchte
Betriebsstoff durch die Ausströmbohrungenm
abgeleitet. Die Zu-
und Ableitung zu den Zylinderenden erfolgt durch die Kanäle o und durch deren zueinander
versetzte Querbohrungen nach Abb. 8 bis i9.
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Um die Maschine für Rechts- und Linksdrehung umsteuern zu können,
ist auf den Achsenden nach Abb.3 bis 5 je eine Steuerhülse n drehbar angebracht.
Diese Hülse hat um i 8o' versetzt je eine Ein,- und Ausströmöffnung. Wie die Abb,
¢ und 5 zeigen, wird diese Hülse zu den festen Ein- und Ausströmöffnungen im Gehäuse
um etwa 9o° verdreht, wodurch, wie Abb.12 bis i9 zeigen, eine Rechts- bzw. Linksdrehung
der Maschine erreicht wird.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Durch das Zuleitungsrohr
h wird der Betriebsstoff rechts und links an das Gehäuse der Maschine herangeleitet.
In der gezeichneten Stellung hat die Bohrungl auf der linken Maschinenseite über
dem Kanal o links direkten Zutritt zu dem Kolben, während auf der zechten Maschinenseite
der Raum hinter dem Kolben durch die Austrittsöffnung m rechts mit der Atmosphäre
in Verbindung steht. Auf der linken Maschinenseite ist die Austrittsöffnung geschlossen,
ebenso auf der rechten Maschinenseite die Eintrittsöffnung L. Die Folge wird sein,
daß der Kolben von links nach rechts getrieben wird. Da mit dem Kolben b sich auch
gleichzeitig der Stift c bewegt und dieser wiederum durch die Flanken der Kurve
nach Abb. 6 und 7 geführt ist, tritt eine Drehbewegung von Zylinder, Kolben, Stift
und Achsenden im angegebenen Sinne um 9o° ein. Durch die Drehbewegung der Achsenden
um 9o0 sind die Einströmbohrung L links und die Ausströmbohrung m rechts von den
Kanälen ,o abgeschlossen. Gleichzeitig haben sich für den zweiten Takt geöffnet
die Einströmbohrung Z rechts und die Ausströmbohrung m links, so daß eine zweite
Bewegung im selben Drehsinne um 9o° erfolgen kann, wobei der Kolben von rechts nach
links getrieben wird. Hierbei gleitet der Stift die entgegengesetzte, nach rechts
gelegene, in Abb. 6 und 7 stark markierte Kurvenflanke herab. Die eingezeichneten
senkrechten Pfeile nach Abb-. 6 und 7 geben für jeden Takt die Richtung des ein-
und ausströmenden Betriebsstoffes an, während die horizontalen Pfeile die Drehrichtungen
von Zylinder und Zylinderachse angeben. Beim dritten Takt wiederholen sich die Verhältnisse
des ersten Taktes und beim vierten Takt die Verhältnisse des zweiten; Taktes.
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Die Abb. 12 bis 15.zeigen die Querschnitte durch die Ein- und Ausströmungsstellen
bei der umsteuerbaren Maschine bei Rechtslauf. Durch das Verdrehen der Steuerhülsen
um 9o° läuft die Maschine in entgegengesetzter Richtung (vgl. Abb. 16 bis i9). Hierbei
werden die Ein: und Ausströmungsöffnungen und mit diesen die Ein- und Ausströmungsperioden
zur Kolbenstellung derart reguliert, daß eine Rechts- und Linksdrehung der Maschine
erreicht wird. Um die Maschine zu schmieren, werden die Schraubeni gelüftet, wo.
durch sämtliche bewegten Teile der Maschine mit Öl benetzt werden.
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Dieses ist ein Vorteil gegenüber den gebräuchlichen Spielzeugmaschinen,
bei welchen sämtliche bewegten Teile besonders geschmiert werden müssen.