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Kurbelgetriebe, besonders für schnellaufende Brennkraftmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelgetriebe, besonders für schnell laufende Verbrennungskraftmaschinen,
mit drei auf zwei doppelarmige, zwangläufig miteinander verbundene Hebel wirkenden
Kolben. Für solche Kurbelgetriebe ist es von besonderem Vorteil, bei dem Kolben
eines Zylinders, der als Verbrennungszylinder dient, eine langsame Bewegung in der
Gegend der oberen Totlage, wie sie sonst beim Bewegungsgesetz des Schubkurbeltriebes
etwa der Bewegung in der unteren Totlage entspricht, zu erzielen und außerdem gleichzeitig
einen Ausgleich der hin und her gehenden Massen und der Kippmomente zu erreichen.
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Daß es bei schnell laufenden Maschinen, bei denen der Brennstoff in
der Nähe der oberen Totlage in die hocherhitzte verdichtete Luft eingespritzt wird,
von besonderem Vorteil ist, eine verhältnismäßig langsame Kolbenbewegung zu erreichen,
damit eine genügende Zeit für die_ Verbrennung zur Verfügung steht, kann als sicher
angenommen werden. Es sind daher auch schon Kurbeltriebe für Verbrennungskraftmaschinen
bekanntgeworden, mit denen sich dieser Vorteil erzielen läßt. Bei diesen bekannten
Maschinen werden aber nicht gleichzeitig die hin und her gehenden Massen und die
Kippmomente, die sich zu ihrer Bewegung ergeben, ausgeglichen, sondern höchstens
die hin und her gehenden Massen, jedoch nicht die Kippmomente.
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Durch die Erfindung wird nun die langsame Bewegung des Verbrennungszylinderkolbens
in der Gegend der oberen Totlage und gleichzeitig der Ausgleich der hin und her
gehenden Massen sowie der Kippmomente erreicht. Dies wird dadurch erzielt, daß von
den drei auf zwei zwangläufig verbundene Kurbeltriebe arbeitenden Kolben der mittlere,
dem Verbrennungszylinder angehörige Kolben mittelbar über jeden der doppelarmigen
Hebel an den Schubstangen jedes Kurbeltriebes angreift.
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Zunächst ist in den Abb. r und 2 der Zeichnung gezeigt, daß bei gleichförmiger
Bewegung des Kurbelzapfens der vom Kolben zurückgelegte Weg bei der üblichen Ausführung
des Kurbelgetriebes in der Nähe der oberen Totlage schneller erfolgt als in der
unteren Totlage, denn der Winkel a ist für den gleichen Kolbenweg kleiner als der
Winkel ß. Dieser Unterschied tritt, wie ein Vergleich der Abb. r und 2 zeigt, um
so stärker hervor, je kleiner das Verhältnis der Schubstange zum Kurbelarm ist.
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Wird zwischen das Ende der bisher am Kurbelzapfen angreifenden Schubstange
und dem Kurbelzapfen selbst ein zweiarmiger Hebel geschaltet, so kehrt sich die
Bewegung des Kolbens um, wodurch er sich in der oberen Totlage langsam und in der
untersten Totlage schnell bewegt. Hiervon wird beim Erfindungsgegenstand Gebrauch
gemacht, indem von drei Zylindern der Kolben des mittleren Zylinders, der als Verbrennungskraftzylinder
dient, auf doppelarmige Hebel wirkt, deren freie Enden mit den Schubstangen von
Kurbelgetrieben verbunden sind während die zu beiden Seiten angeordneten Zy
linder,
welche z. B. nur der weiteren Ausdehnung der Gase dienen, dem umgekehrten Bewegungsgesetz
unterliegen.
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Eine solche Ausführung zeigt Abb.3 dc-r Zeichnung. Es sind dabei zwei
gegenläufige Kurbeltriebe angewandt, welche die beiden äußeren Kolben unmittelbar
betätigen, während durch die beiden doppelarmigen Hebel 2 und 3 der mittlere Kolben
gegenläufig zu den äußeren Kolben bewegt wird, so daß für seine obere Stellung das
Bewegungsgesetz der Kurbeln in der Nähe der unteren Totlage maßgebend ist. Die beiden
Kurbeln können dabei beispielsweise durch Zahnräder, von denen in der Abb. 3 nur
Teilkreise 4. und 5 angedeutet sind, miteinander gekuppelt sein.
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Eine andere Lösung der gleichen Aufgabe zeigt Abb. 4 im Aufriß und
Abb. 5 im Grundriß in schematischer Weise. Eine dreifach gekröpfte Kurbelwelle 6
wirkt mit den Schubstangen 7 und 8 auf den dreiarmigen Winkelhebel g und andererseits
durch die Schubstange io auf den dreiarmigen Winkelhebel ii. Dabei sind Schubstangen
verwandt, welche nur 2,5mal so lang sind wie die zugehörigen Kurbeln. Diese dreiarmigen
Winkelhebel, welche um die Drehpunkte 12 und 13 schwingen, greifen mit den Kuppelstangen
1.1 und 15 an dem Waagebalken 16 an, dessen mittleres Gelenk 17 die Kolbenstange
18 jetzt derartig bewegt, daß sich der Kolben ig in der Nähe der oberen Totlage
nach einem Bewegungsgesetz der Kurbel bewegt, wie es bei dem üblichen Schubkurbeltrieb
in der Nähe der unteren Totlage vorhanden ist, d. h. der Kolben ig bewegt sich in
der Nähe der oberen Totlage langsam, was für eine gute Verbrennung bei Verbrennungskraftmaschinen
mit Brennstoffeinspritzung besonders dann, wenn es sich um schnell laufende Maschinen
handelt, von Vorteil ist.
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Die beiden äußeren Kolben 2o und 21 werden von den dreiarmigen Hebeln
g und ii mittels der Kuppelstangen 22 und 23 bewegt, und zwar nach Bewegungsgesetzen,
derart, daß sie sich in der Nähe der oberen Totlage etwa ebenso wie bei einem üblichen
Kurbelgetriebe bewegen, nur mit dem Unterschiede, daß infolge der kurzen Schubstange
die Bewegung verhältnismäßig schnell erfolgt, während in der Nähe der unteren Totlage
die Bewegung langsam vor sich geht. Dies ist wiederum von besonderem Vorteil, wenn
die beiden Kolben in Niederdruckzvlindern arbeiten, in welche die Verbrennungsgase
unmittelbar übertreten, nachdem sie sich in dem mittleren Zylinder mit dem Kolben
i9 bereits ausgedehnt haben.