DE668270C - Getriebe fuer Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit sternfoermiger Zylinderanordnung - Google Patents

Description

Bei den bekannten Kolbenmaschinen mit sternförmig zu der anzutreibenden Welle angeordneten Zylindern, insbesondere bei Brennkraftmaschinen, wird ein sehr starker Seitendruck auf die Zylinder und das Triebwerk ausgeübt, so daß erhebliche Kraftverluste- und starke Verschleiße an den Zylindern, Kolben und dem Triebwerk auftreten. Die Verluste und Verschleiße sind namentlich bei hohen Verbrennungsdrücken und bei Maschinen größerer Leistung sehr erheblich. Es ist daher heute noch nicht möglich, Dieselmotoren (Flugmotoren) mit sternförmiger Zylinderanordnung zu bauen, die auch nur annähernd gleiche Lebensdauer wie die üblichen Maschinen aufweisen.

Bei den bekannten Brennkraftmaschinen mit sternförmiger Zylinderanordnung überträgt man einer Hauptpleuelstange die Führung, wobei die von den Kolben der einzelnen Zylinder angetriebenen Nebenpleuelstangen an eine mit der Hauptpleuelstange starr verbundene volle oder Ringscheibe angelenkt sind. Die Wirkung der ■ hohen Seitendrücke und deren schädlichen Folgen machen sich bei der Hauptpleuelstange, den Nebenpleuelstangen und dem Triebwerk bemerkbar. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diese ungünstige Wirkung mit darauf zurückzuführen ist, daß die Anlenkzapfen der Nebenpleuelstangen an die Hauptpleuelstange keine kreisrunde, sondern eine ungefähr elliptische Bewegung ausführen.

Dieser wesentliche Nachteil der bekannten Sternmotoren wird durch das mit der Erfindung vorgeschlagene Getriebe für Kolbenmaschinen beseitigt, das sich nicht nur auf Brennkraftmaschinen mit sternförmiger Zylinderanordnung bezieht, sondern sich auch für andere Mehrzylinderanordnungen eignet, bei denen die Kolben auf eine gemeinsame Welle wirken. Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Kolbenstangen mit einem von zwei oder mehreren zwischen ihnen und die Welle eingeschalteten Gliedern verbunden sind, deren sämtliche Punkte Kreise gleichen Durchmessers beschreiben, und daß die Durchmesser der Kreise der verschiedenen zwischengeschalteten Glieder zusammen die Größe des Kolbenhubes aufweisen. Mit dem Getriebe gemäß der Erfindung wird vor allem der Zweck verfolgt, auch die in Richtung des Kurbelarms wirkende, bei den bisherigen Kurbelgetrieben für die Drehung verlorengegangene Kraftkomponente der Pleuelstange durch die Kreisbewegung ihres Kurbelgrundzapfens als treibende Kraft auszunutzen.

Das Getriebe gemäß der Erfindung läßt sich vorteilhaft in der Weise ausbilden, daß die anzutreibende Welle zwei oder mehrmals abgekröpft ist, wobei die gesamte Abkröpfung dem Kolbenhube entspricht, daß weiter auf jeder Kröpfung ein Glied drehbar angeordnet ist, wobei das auf der inneren Kröpfung angeordnete Glied an mindestens drei Punkten

durch am Maschinenrahmen gelagerte Kurbeln drehbar geführt ist, daß ferner das auf der äußeren Abkröpfung angeordnete Glied in der gleichen Weise durch Kurbeln geführt ist, die auf dem benachbarten Glied drehbar angeordnet sind, und daß die an den Kolben schwingbar angeordneten Kolbenstangen an dem auf der äußeren Abkröpfung sitzenden Glied angreifen. Eine konstruktiv besonders einfache und zweckmäßige Bauart des Getriebes ergibt sich, wenn man die am Maschinenrahmen gelagerten Kurbeln des inneren Gliedes derart anordnet, daß ihre Führungszapfen in die an dem gleichen Glied gelagerten Grundzapfen der Kurbeln des äußeren Gliedes eingreifen. ... , _; ... - '

Ein weiteres Erfindungsmerkmal des vorliegenden Getriebes besteht darin, daß die auf der inneren und äußeren Abkröpfung der anzutreibenden Welle gelagerten Glieder als gleichseitige Dreiecke ausgebildet sind, deren Mittelpunkte die zugehörigen Kurbelkröpfungen· sind, während die Eckpunkte des inneren Dreiecks durch Kurbeln am Maschinenrahmen und die Eckpunkte des äußeren Dreiecks, die gleichzeitig die Angriffspunkte der Kolbenstangen bilden, durch Kurbeln am inneren Dreieck geführt sind. Mit dem Getriebe gemäß der Erfindung wird vor allem der wesentliche Vorteil erzielt, daß die Hauptpleuelstange bei Sternmotoren fortfällt und die Lebensdauer der Sternmotoren auf die Laufzeit der üblichen Kolbenmotoren gebracht wird, was bisher nicht möglich war.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Getriebes gemäß der Erfindung in schematischer Weise dargestellt, und "zwar zeigt Abb. ι eine Seitenansicht des Getriebes mit

Schnitt durch den die anzutreibende Welle tragenden Maschinenrahmen und durch die auf den beiden Abkröpfungen der Welle sitzenden Glieder, während in

Abb. 2 die Bewegungsvorgänge des Getriebes dargestellt sind.

In den Abbildungen ist a die anzutreibende Welle bzw. ein in einem sternförmigen Zylindersystem angeordneter Zapfen, b ist die erste Abkröpfung. c ist der auf der ersten Abkröpfung sitzende Kurbelzapfen. A ist die zweite Abkröpfung und e der auf ihr sitzende Kurbelzapfen. / ist der feststehende Maschinenrahmen. g ist ein auf der ersten Abkröpfung b, c sitzendes Glied, das mit Kurbeln h drehbar am feststehenden Rahmen f geführt ist. i ist ein auf der zweiten Abkröpfung d, e drehbar angeordnetes Glied, das durch Kurbeln k drehbar am Glied g geführt ist. I ist ein Maschinenzylinder, m ist der Maschinenkolben, η ist die schwingbar am Kolben angeordnete Kolbenstange, 0 ist der Kurbelzapfen einer Kurbel k, deren Grundzapfen in der Scheibe g drehbar ist. Die Kolbenstangen η greifen an den mit dem Glied * verbundenen Kurbelzapfen 0 der im Glied g gelagerten Kurbeln k an und nehmen das Glied« mit, das einerseits durch die Kurbelnk auf der Scheibe g im Kreise bewegt wird und andererseits auf dem Kurbelzapfen e eine Kreisbewegung um die anzutreibende Welle α ausführt. Das Glied g, das als Trägerin der Kurbel k dient, wird bei dieser Bewegung durch den Kurbelzapfen c und die Kurbeln h derart geführt, daß die Drehachsen der Kurbeln k die erforderliche Kreisbewegung ausführen können. Der in das Glied g eingreifende Grundzapfen der Kurbel k kann auch gleichzeitig ausgebildet werden zu demjenigen Zapfen, mit dem die Kurbel h in das Glied g eingreift, d. h. die Achsen dss Grundzäpfens der Kurbel k und des Führungszapfens der Kurbel h können zusammenfallen und der eine Zapfen den anderen als Hohlbuchse umgeben. Dadurch würde auch eine Vereinfachung in der Konstruktion und 8 p Verringerung von Kurbelzapflagern erzielt werden.

Die Erfindung läßt sich in der gleichen Weise auch bei Motoren mit umlaufenden Zylindern anwenden, wobei die gleichen Vorteile in der Verringerung der Seitendrücke der Kolben und des Triebwerks und in der Erhöhung der nutzbaren Drehkraft erreicht werden. Die Abkröpfungen der an dem gleichen Glied angreifenden Kurbeln müssen immer gleich sein, d. h. die Kurbeln müssen sich immer parallel zueinander drehen, sonst ist ein Betrieb nicht möglich, denn dieser Umstand ergibt die Zwangsläufigkeit und die zwangsläufige Führung. Dagegen können die Abkröpfungen der an den verschiedenen Gliedern angreifenden Kurbeln versthieden groß sein, wobei die Durchmesser der von den verschiedenen Gliedern beschriebenen Kreise zusammen die Größe des Kolbenhubes aufweisen.

Die Kurbeln brauchen nicht in gleichen Abständen voneinander zu liegen, sie müssen aber jeweils in jedem System, also beim Kupplungselement der Kolbenstangen bzw. Pleuel oder beim Grundhub, d. h. beim ersten am Rahmen gelagerten Glied, in den Grundzapfen und in ihren Umdrehungs- bzw. Kupplungszapfen immer so angeordnet sein, daß ihre Drehpunkte auf dem gleichen Teilkreis liegen. Ist dies nicht der Fall, so ist eine Umdrehung und Kupplung nicht möglich.

Das Getriebe gemäß der Erfindung eignet sich für Melirzylindermotoren jeder Art, insbesondere für Sternmotoren, zum Antrieb von Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen, Motorrädern, ferner für Stern dampfmaschinen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Getriebe für Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit stern- förmiger Zylinderanordnung, bei denen die Kolben, auf eine gemeinsame Welle wirken,

   dadurch' gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (n) mit einem von zwei oder mehreren zwischen ihnen und die Welle (a) eingeschalteten Gliedern (g, *') verbunden sind, wobei sämtliche Punkte eines Gliedes Kreise gleichen Durchmessers beschreiben, und daß die Durchmesser der Kreise der verschiedenen zwischengeschalteten Glieder zusammen die Größe des Kolbenhubes aufweisen, zu dem Zweck, auch die in Richtung des Kurbelarms wirkende Kraftkomponente der Kolbenstange durch die Kreisbewegung ihres Kurbelgrundzapfens als treibende Kraft auszunutzen.
2. 2. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die anzutreibende Welle(a) zwei- oder mehrmals abgekröpft ist, wcbei die gesamte Abkröpfung dem Kolbenhube entspricht, daß weiter auf jeder Kröpfung ein Glied (g, i) drehbar angeordnet ist, wobei das auf der inneren Kröpfung (c) angeordnete Glied (g) an mindestens drei Punkten durch am Maschinenrahmen gelagerte Kurbeln (A) drehbar geführt ist, daß ferner das auf der äußeren Abkröpfung (e) angeordnete Glied (i) in der gleichen Weise durch Kurbeln (k) geführt ist, die auf dem benachbarten Gliede (g) drehbar angeordnet sind, und daß die an den Kolben (m) schwingbar angeordneten Kolbenstangen (n) an dem Gliede (i) angreifen.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungszapfen der Kurbeln (h) im inneren Gliede (g) in die Grundzapfen der Kurbeln (k) im äußeren Gliede (i) eingreifen.
4. 4. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der inneren und äußeren Abkröpfung gelagerten Glieder (g, i) als gleichseitige Dreiecke ausgebildet sind, deren Mittelpunkte die zugehörigen Kurbelkröpfungen (c, e) sind, während die Eckpunkte des inneren Dreiecks (g) durch Kurbeln (A) am Maschinenrahmen (f) und die Eckpunkte des äußeren Dreiecks (i) durch Kurbeln {k) am inneren Dreieck (g) geführt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen