DE680266C

DE680266C - Kolben mit Kugelzapfen fuer Kraftmaschinen

Info

Publication number: DE680266C
Application number: DES128567D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1937-08-27
Filing date: 1937-08-27
Publication date: 1939-08-25

Description

Kolben mit Kugelzapfen für Kraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben mit Kugelzapfen für Kraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, der mittels einer Schaltvorrichtung unter Ausnutzung der Schwingbewegung der Schubstange um seine Achse gedreht wird, und ist gekennzeichnet durch zwei gleichachsig zur Mantelbohrung liegende Sprengringe, die durch je seinen Schaltstift der Schubstange derart hin und her gedreht werden, daß bei der Drehung eines Sprengringes im einen Sinn der Kolben unter Sprengung des Ringes mitgenommen wird, im entgegengesetzten Sinn aber infolge des Zusammenziehens an der Drehung des Ringes nicht teilnimmt. In den Reibungsflächen der Sprengringe können Rillen angebracht werden, welche die Wirkung des Ölfilms zwischen den Reibungsflächen aufheben.
Es ist bekannt, einen Kolben für Kraftmaschinen mit Kugelzapfen auszubilden, der mittels einer Schaltvorrichtung unter Ausnutzung der Schwingbewegung der Schubstange um seine Achse gedreht Wird. Die Schaltvorrichtung war hierbei aber als Ratsche derart ausgebildet, daß jedesmal, wenn :die Klinke mit dem Klinkenzahn während der Antriebsperiode zusammentraf, ein Schlag @entstand, der sowohl die Kupplungseln'mente selbst ;als ,auch die Lagerung gefährdete und daher vorzeitige Abnutzung verursachte. Durch die Anwendung von Sprengringenwird dagegen ein sanftes Mitziehen des Kolbens erreicht, so daß rasche Abnutzung und vorzeitige Zerstörungen @ausgeschlossen sind.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Fig. i zeigt den Längsschnitt nach er Schnittlinie I-I der Fig. 2 und Fig. 2 den Querschnitt nach der Schnittlinie II-II der Fig. i durch einen Kolben für eine Gegenkolbenbrennkraftmaschine.
Der Kolben i ist an die Schubstange 2 angelenkt, welche die Kolbenkraft über einen Waagehebel 3 auf eine nicht gezeichnete, weitere Schubstange und dann auf die ebenfalls nicht gezeichnete Kurbelwelle überträgt. Die Schubstange 2 besitzt einen Kugelkopf q:, mit welchem sie in zwei Kugelpfannen 5 und 6 des Kolbens gelagert ist. Die Kugelpfanne 5 liegt auf einer Schulter 7 des Kolbens i auf; die Kugelpfanne 6 ist gegen die Ring- Schraube 8 abgestützt. Durch Einstellen der Ringschraube 8 kann das im Betrieb notwendige Lagerspiel .des Kugelzapfens in seinen Pfannen genau eingestellt werden. Die Ringschraube kann nach der Einstellung durch einen Stift 9 gegen Drehung gesichert werden. Die Schubstange 2 ist somit gegenüber dem Kolben nach ,allen Seiten schwenkbar und ;außerdem noch um ihre eigene Achse drehbar gelagert.
In den Kolben ist ,außerdem eine zylindrische Büchse io eingesetzt und mittels eines Stiftes i i gegen Drehung gesichert. Auf der Innenfläche der Büchse i o liegen zwei federnde Sprengringe 12 und 13 auf, die beide an der Stelle 1q. aufgeschlitzt sind. Ihr Durchmesser ist etwas größer gehalten als der innere Durchmesser der Büchse io, so daß sie nach dem Einsetzen in die Büchse einen Druck auf deren Innenfläche ausüben. Jeder Sprengring besitzt :eine Bohrung 15 bzw. 16, in welche je ein Schaltstift 17 bzw. 18 des Bolzens i 9 .eingreift. Der Bolzen i 9 ist gegenüber der Schubstange 2 mittels eines Stiftes 20 gegen Drehung gesichert.
Die während des Betriebes ,auftretenden Schwenkbewegungen der Schubstange werden auf die Schaltstifte 17 und 18 und auf die Sprengringe 1z und 13 übertragen. Verschiebt der Schaltstift 17 den Sprengring 12 in Richtung des Pfeiles 2 i, so wird der Ring aufgesprengt und bekommt eine größere Haftreibung gegenüber der Büchse io und dem Kolben i, so daß er .den Kolben infolge der Reibung in drehender Bewegung mitversclüebt. Wird umgekehrt der Schaltstift 15 in Richtung des Pfeiles 22 verschoben, - so wird er den Sprengring zusammenziehen und von der Büchse io lösen. Die Büchse io und der Kolben wird dann an der Bewegung nicht teilnehmen. Die innere Fläche der Büchse io wird dann über die äußere Fläche des Sprengringes hinweggleiten.
Der Schaltstift 18 macht die gleichen Bewegungen wie der Schaltstift 17, jedoch zeitlich so verschoben, daß der Sprengring 13 dann gelöst wird; wenn der Ring 12 gesprengt wird und umgekehrt. Es wird somit der Kolben beständig im Sinne des Pfeiles .2i durch die Schaltstifte 17 und 18 angetrieben, so daß er im Sinne des Pfeiles 2 i während seiner Hubbewegung auch noch eine drehende Bewegung erhält.
Um die schädliche Wirkung des ölfilms zwischen den Sprengringen 12 bzw. 13 'und der Büchse i o zu verhindern, sind in die Sprengringe Rillen :eingedreht, so daß schon durch geringe Drücke der ölfilm vernichtet wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann so ausgebildet sein, daß bei einer Maschine 'mit einer Drehzahl von rsoo Umdrehungen je Minute der Kolben außer der hin und her gehenden Bewegung z. B.: auch noch 8 bis i o Umdrehungen in der Minute.ausführt. Die beschriebene Vorrichtung gestattet einen nachgiebigen Antrieb des Kolbens, so daß beim Eintreten zu großer Widerstände gegen die Drehbewegung des Kolbens kein Teil übermäßig belastet wird, sondern einfach die Drehbewegung ,aussetzt. Besonders wichtig ist dabei, daß immer neue Stellungen des Kolbens im Zylinder entstehen.
Die Erfindung kann ebensogut wie auf Brennkraftmaschinen auch auf Dampfmaschinen, Pumpen, Verdichter und ändere Kolbenmaschinen angewendet werden.
Besonderen Vorteil hat der nachgiebige Antrieb, weil die Sprengringe nicht zu hohe Kräfte auf die Kolben übertragen, so daß keine unzulässigen hohen Belastungen entstehen. Insbesondere werden die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte bei dem interminierenden Antrieb keine zu hohe Werte erhalten. Die Erfindung kommt insbesondere dann voll zur Geltung; wenn es sich uni Maschinen mit hohen Drehzahlen und hohen Lagerbelastungen handelt. .

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kolben mit Kugelzapfen für Kraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, der mittels einer Schaltvorrichtung unter Ausnützung der Sch-,vingbewegung der Schubstange um seine Achse gedreht wird, gekennzeichnet durch zwei gleichachsig zur Mantelbohrung liegende Sprengringe (12 und 13), die durch j e einen Schaltstift (17, 18) der Schubstange .derart hin und her gedreht werden, daß bei der Drehung eines Sprengringes im einen Sinn der Kolben unter Sprengung des Ringes mitgenommen wird, im entgegengesetzten Sinn aber infolge des Zusammenziehens an der Drehung des Ringes nicht teilnimmt:
2. Kolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Reibungsflachen der Sprengringe Rillen vorhanden sind, welche :die Wirkung des Ölfilms zwischen den Reibungsflächen :aufheben.