DE595824C

DE595824C - Getriebe zur Umsetzung einer umlaufenden Drehbewegung in eine geradlinig hin und hergehende Bewegung mit zwischen Schubstange und Kurbel geschaltetem verzahnten Kardankreisgetriebe

Info

Publication number: DE595824C
Application number: DEW88072D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-01-28
Filing date: 1932-01-28
Publication date: 1934-04-20

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
20. APRIL 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 595824 KLASSE 47h GRUPPE

Felix Wankel in Heidelberg

Kardankreisgetriebe

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Januar 1932 ab

Die Erfindung bezieht sich, auf ein Getriebe zur Umsetzung einer umlaufenden Drehbewegung in eine geradlinig hin und her gehende Bewegung, bei welchem zwischen Schubstange und Kurbel ein verzahntes Kardankneisgetriebe geschaltet ist, und bezweckt insbesondere, eine Verbesserung in der Aufnahme der Massendrücke beispielsweise bei rasch umlaufenden Hubkolbenmaschinen zu erzielen.

Es sind bereits Triebwerke mit zwischen Schubstange und Kurbel geschaltetem verzahnten Kardankreisgetriebe bekannt, indessen besteht deren Aufgabe lediglich darin, eine Vierkürzung der Baulänge und den Wegfall des Kreuzkopfes sowie der ungleichförmig arbeitenden Pleuelstange zu erreichen. Infolge der dabei Verwendung findenden eigenbewegten Lager ist es dagegen nicht möglich, größere Massenkräfte, sei es vom Umlauf der Kurbel oder vom Hinundhergang des Kolbens herrührend, aufzunehmen oder eine Drehzahlsteigerung zu erreichen. Das an sich bereits hoch beanspruchte Kurbelumlaufzapfenlager ist dabei infolge der baulich bedingten Verdoppelung der Gleitgeschwindigkeit noch, liöher beansprucht als bei den üblichen Schubkurbelgetriebien.

Gemäß der Erfindung werden die genannten Nachteile dadurch behoben, daß die Lagerung der Kardankreisie gegeneinander durch Wälzkörper erfolgt, und zwar derart, daß der große Kardankreis mit der Schubstange fest verbunden und der kleine Kardankreis als mit Wälzfläche und Zahnkranz versehener Kurbelzapfen ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung des Triebwerkes wird insbesondere erreicht, daß das hoch beanspruchte Kurbelumlauf zapfenlager sowie das Kolbenmasselager wegfallen. Ohne Zwischenschaltung eigenbewegter Teile kann somit der Kurbeizapfen selbst durch- Abrollung innerhalb des großen Kardankreises die Massendrücke der hin und her gehenden Masse aufnehmen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Kurbel für die direkte Aufnahme der Kolbenmassendrücke dient, während die Kolbenarbeitsdrücke, die bei rasen umlaufenden KoI-benmaschinen kleiner sind als die Massendrücke, über Zwischenglieder, vorteilhaft in Gestalt von Wälzkörpern, auf die Kurbel übertragen werden.

Die reibungslose und sichere Lagerung der Wälzkörper, die auf der dem Eingriff der beiden Kardankreise gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, wird dadurch erreicht, daß die Wälzkörper gleich groß und im Wälzkreise seitlich der Wälzflächen verzahnt sind. Die Wälzflächen werden dabei nur für die

radiale Beanspruchung benötigt, während die Verzahnung nur für die tangentiale Beanspruchung in Frage kommt.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigen

Abb. ι und 2 das Getriebe in zwei verschiedenen Kurbelstellungen im Querschnitt und Abb. 3 einen Längsschnitt durch eine Hubkolbenmaschine.

Die hin und her gehende Masse ist durch den Kolben 10, die Kolbenstange 11 sowie den Kolbenstangenring 12 dargestellt. Die ■ Teile können entweder aus einem Gußstück aus Leichtmetall oder Stahlguß bestehen oder aber aus starr miteinander verbundenen Einzelstücken zusammengesetzt sein. Der Kolbenstangenring 12 als großer Kardankreis besitzt einen Innendurchmesser gleich dem doppelten Kreisdurchmesser 13, während der Kurbelumlaufzapfen 14, der den kleinen Kardankreis darstellt, den gleichen Durchmesser besitzt wie der Kurbelkreis. Der Kurbelumlauf zapf en 14 trägt außer seiner zylindrischen Wälzflächeis die beiden Zahnkränze 16 und 17, deren Teilkreisdurchmesser gleich dem Durchmesser der zylindrischen Wälzfläche 15 ist. In gleicher Weise trägt der Kolbenstangenring 12 außer seiner Wälzfläche 18 an seinen Rändern Zahnkränze, die den Verzahnungen des Kurbelumlaufzapfens 14 !entsprechen.

Auf der dem Eingriff der beiden Kardankreise gegenüberliegenden Sieite, d.h. in dem zwischen Kolbenstangenring 12 u|nd Kurbelumlauf zapf en 14 liegenden freien Raum ig sind drei gleich große Wälzkörper 20, 21 und 22 angeordnet, die im Wälzkreis seitlich der Wälzflächen verzahnt sind, so daß sie in Eingriff mit der Verzahnung des Kolben-Stangenringes 12 bzw. des Kurbelumlauf zapfens 14 stehen.

Die Wirkungsweise des Triebwerkes ist folgende: .

Nach einem Totpunkt zu Beginn der Beschleunigung wird der größte Teil der Beschleunigungsdrücke von der Wälzfläche 15 des Kurbelumlauf zapf ens 14 und des Kolbenstangenringes 12 mittels reiner Abrollung aufgenommen. In dem Maße, wie die Beschleunigungsbelastungen infolge zunehmender Kolbengeschwindigkeit sich verringern, nehmen die Zähne den Wälzflächen die Weiterbewegung ab. Bei der höchsten Kolbengeschwindigkeit sind nur die Zahnkränze in Wirksamkeit. Je stärker dann die Verzögerungsdrücke aufzutreten beginnen, desto mehr treten wieder die Wälzflächen in Tätigkeit, bis der nächste Totpunkt erreicht ist.

Um ein Kippen des Kolbenstangenringes 12 infolge des nur an einer Seite angreifenden Kurbelumlauf zapfens 14 zu vermeidein, wird an Stelle der Einringform die Brillenform mit zwei gegenläufigen Kurbelwellen angewendet, wie dies aus Abb. 1 ersichtlich ist.

Infolge der für die Aufnahme der Beschleunigungs- und Verzögerungsdrücke geschaffenen Eigenart des Triebwerks können die Wälzflächen zwischen Kurbelumlauf zapf en 14 und Kolbenstangenring 12 die Arbeitsdrücke jeweils erst mit Beginn der zweiten Hubhälfte aufnehmen, während für die erste Hubhälfte die drei Wälzkörper 20, 21, 22 zur Aufnahme der Arbeitsdrücke bestimmt sind. Die Wälzkörper nehmen infolge ihrer Wälzflächen und ihrer Verzahnung immer die gleiche Lage zueinander ein und besitzen keinerlei sonstige Führungsteile. Sie wandern infolge der Kurbeldrehung und der Ringverschiebung von selbst um den Kurbelumlauf zapf en 14 herum, der sich an ihnen abrollt.

Claims

Patentansprüche:

i. Getriebe zur Umsetzung einer umlaufenden Drehbewegung in eine geradlinig hin und her gehende Bewegung mit zwischen Schubstange und Kurbel geschaltetem verzahnten Kardankreisgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Kardankreise gegeneinander durch Wälzkörper erfolgt, und zwar derart, daß der große Kardankreis mit der Schubstange fest verbunden und der kleine Kardankreis als mit Wälzfläche und Zahnkranz versehener Kurbelzapfen ausgebildet ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper, die auf der dem Eingriff der beiden Kardankreise gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, gleich groß und im Wälzkreise seitlich der Wälzflächen verzahnt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen