DE734931C

DE734931C - Crank gear for internal combustion engines with cylinders arranged in a star shape

Info

Publication number: DE734931C
Application number: DESCH124276D
Authority: DE
Inventors: Willy Schoenner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-02-27
Filing date: 1942-02-27
Publication date: 1943-05-03

Description

Kurbelgetriebe für Brennkraftmaschinen mit sternförmig angeordneten Zylindern Bei Maschinen mit strahlenförmig angeordneten Zylindern ist es bekanntgeworden, die Drehmomente der Schubstangen durch Gelenke, die symmetrisch um den Kurbelkopf des Motors gruppiert sind, auf die Kurbelachse zu übertragen.Crank gear for internal combustion engines with a star-shaped arrangement Cylinders In machines with cylinders arranged in a radial pattern, it has become known the torques of the push rods through joints that are symmetrical around the crank head of the engine are grouped to be transferred to the crank axle.

Es ist ferner bekannt, den Kurbelkopf durch drei oder mehr sog. Lenk- oder Führungskurbeln, die den gleichen Hub wie die Hauptkurbel besitzen, gerade, d. h. mit sich selbst parallel zu führen, um die für die gleichmäßige Lastverteilung auf die einzelnen Zylinder des Sterns unerläßliche Kreisbewegung jeder der angelenkten Schubstangenköpfe zu bewirken.It is also known to drive the crank head by three or more so-called steering or guide cranks that have the same stroke as the main crank, straight, d. H. to lead in parallel with itself in order to ensure even load distribution the circular motion of each of the articulated cylinders is indispensable for the individual cylinders of the star To effect push rod heads.

Diese Anordnung, die ein synchronisiertes Arbeiten der Zylinder ermöglicht, stellt jedoch in ihrer einfachsten Ausführung, Lenkung des Kurbelkopfes' oder des Kurbeltragelements der Hauptkurbel durch: nur drei Führungskurbeln, bereits ein Vierkurbelsystem vor, also ein System, das statisch und dynamisch überbestimmt ist.This arrangement, which enables synchronized operation of the cylinders, however, in its simplest form, represents 'steering of the crank head' or the Crank support element of the main crank through: only three guide cranks, already one Four-crank system, i.e. a system that is statically and dynamically overdetermined.

Infolge dieser Überbestimmtheit kann nur umständlich und auch nur angenähert berechnet werden, wie sich die Drücke der Zylinderschubstangen auf die Hauptkurbel und auf die Führungskurbeln verteilen. Die richtige Druckverteilung hängt überdies weitgehend von der absoluten Übereinstimmung der vier Kurbellängen und der Kurbelachsenabstände ab. Die modernen Fabrikationsmethoden ermöglichen die Erfüllung der schwierigen Bedingungen, die für das Funktionieren eines Vier- oder gar eines Fünf- oder Sechskurbelgetriebes gesetzt sind.As a result of this overdetermination can only be cumbersome and only approximately how the pressures of the cylinder push rods affect the Distribute the main crank and the guide cranks. The right pressure distribution also depends largely on the absolute correspondence of the four crank lengths and the crank axis distances. Modern manufacturing methods make this possible Meeting the difficult conditions necessary for the functioning of a four- or even a five or six crank gear are set.

Die Übereinstimmung und Vollkommenheit, die in der mechanischen Ausführung vorhanden sein mag, läßt sich jedoch im Betrieb nicht aufrechterhalten. Verschiedenheit der Wärmeausdehnung infolge Verschiedenheit des Materials und der Temperaturen der Einzelteile und vor allem die ungleichmäßige Abnutzung rufen nach kurzer Zeit elastische Deformierungen hervor, die Stöße verursachen, die den Verschleiß noch beschleunigen. Die Führungskurbeln werden immer ungleichmäßiger belastet, und es läßt sich überhaupt nicht mehr übersehen, wie sich die Kräfte im Kurbeltrieb verteilen. Nachstehend wird nun ein neuartiges Kurbelgetriebe beschrieben, das nicht nur diese Cbelstände vermeidet, sondern noch einige besondere Vorteile bietet.The consistency and perfection found in the mechanical execution may exist, but cannot be sustained in operation. Diversity the thermal expansion due to the difference in the material and the temperatures of the Individual parts and especially the uneven wear and tear call elasticity after a short time Deformations that cause shocks that accelerate wear and tear. The guide cranks are loaded more and more unevenly, and it can at all you can no longer overlook how the forces are distributed in the crank drive. Below a new type of crank mechanism is now described, which not only does this Cbelstands avoids, but also offers some special advantages.

Der Erfindungsgegenstand ist dargestellt durch Fig. I 1111d 2, und zwar in Verbindung mit einem Zweitakt-Vierzylinder-Doppelkolben-Sternmotor. (Fig. 2 ist in ihrer unteren Hälfte ein Schnitt F-F von Fig. I.) Es bedeuten I, IL III und IV die vier Doppelzylinder mit den Kolben i und 2, 3 und .l, 5 und 6, ; und S. Die Kolbenbolzen cg werden umfal..@t von den oberen Köpfen io der acht gleich langen Ple@ielstange i i. Die unteren Pleuelstangenköpfe 12 umschließen die Polzen 13, die in dem schwingenden Dreieck 14. doppelseitig gelagert sind.The subject of the invention is illustrated by Fig. I 1111d 2, and in conjunction with a two-stroke, four-cylinder, twin-piston radial engine. (Fig. In its lower half, 2 is a section F-F of FIG. I.) It denotes I, IL III and IV the four double cylinders with pistons i and 2, 3 and .l, 5 and 6,; and S. The piston pins cg are turned over .. @ t from the upper heads io of the eight same long Ple @ ielstange i i. The lower connecting rod ends 12 enclose the poles 13, which are mounted on both sides in the swinging triangle 14.

Die vier Bolzen 13 stehen um den Dreiecksmittelpunkt 15, möglichst dicht aneinander, jedoch so gruppiert, daß sich die Pleue.lstangenköpfe nicht gegenseitig berühren.The four bolts 13 are around the triangle center 15, if possible close to each other, but grouped so that the connecting rod ends are not mutually exclusive touch.

Das Schwung dreieck 14. wird geführt durch die drei Kurbelbolzen 16, 17 und 18, die in den drei als Ohren ausgebildeten Dreiecksspitzen i9 drehbar gelagert sind.The swing triangle 14. is guided by the three crank bolts 16, 17 and 18, which are rotatably mounted in the three triangular points i9 designed as ears are.

Die drei Kurbelarme 20, 21 und 22 besitzen gleiche Länge, die gleich ist der Hälfte des Kolbenhubes in den Zylindern.The three crank arms 20, 21 and 22 have the same length, the same is half of the piston stroke in the cylinders.

Die drei Kurbeln drehen sich mit ihren Achsen 23, :4. und 25 in drei feststehenden Lagern der -L#Totorgehäusewand 26. Sie bleiben, da ihre Zapfen durch das starre Schwungdreieck 1.1. verbunden sind, bei der Drehung stets sich selbst parallel.The three cranks rotate with their axes 23,: 4. and 25 in three fixed bearings of the -L # Totorgehäusewand 26. They stay because their journals through the rigid swing triangle 1.1. are connected, always turning to themselves parallel.

Eine der drei Kurbelachsen, in Fig. i die untere, 25, ist als Hauptmotorachse stärker ausgebildet, sie kann auch gekröpft und doppelt gelagert werden, wie in Fig. 2 dargestellt, denn der Kurbelarm der Hauptachse kann rotieren, ohne die nächstliegenden Pleuelstangen i i zu berühren.One of the three crank axes, the lower one in FIG. 1, 25, is the main engine axis stronger, it can also be cranked and stored twice, as in Fig. 2, because the crank arm of the main axis can rotate without the closest Touching connecting rods i i.

Das Gegengewicht 27 des Kurbelarmes der Hauptachse dient zum dynamischen Ausgleich des Schwungdreieckes. Es können außerdem, wie in Fig. i und 2, um den dynamischen Ausgleich weiter zu verbessern, auch die beiden übrigen Kurbeln i9 und 2o mit Gegengewichten 28 und 29 versehen «erden. Es ist genügend Platz vorhanden für das freie Vorbeischwingen dieser Gewichte.The counterweight 27 of the crank arm of the main axis is used for dynamic Compensation of the swing triangle. It can also, as in Fig. I and 2, to the To further improve dynamic compensation, also the other two cranks i9 and 2o provided with counterweights 28 and 29 «earth. There is enough space for the free swinging of these weights.

Aus Fig. i und 2 ist zii ersehen, daß sich der neue Kurbeltrieb grundsätzlich von den bisherigen unterscheidet.From Fig. I and 2 it can be seen that the new crank mechanism is basically differs from the previous ones.

An Stelle des statisch und dynamisch überbestimmten Vierkurbeltrieb.es ist der statisch und dynamisch bestimmte Dreikurbeltrieb getreten. Die für die Synchronisierung erforderliche @erad- oder Parallelführung des Kurbeltragelementes und damit die genaue Kreisführung aller Schubstangenköpfe ist nach -wie vor gewähLleistet; jedoch der zentral zwischen den Lenkkurbeln gelegene Hauptkurbelzapfen wird nicht mehr benötigt; seine Funktion wird übernommen von den drei Lenkkurbeln. Aber diese besorgen nicht nur die Lenkung des Tragelementes, sondern dienen in erster Linie zur Aufnahme und Weiterleitung der Kolbendrehmomente. Sie sind nicht mehr schwach dimensionierte, nur zur Lenkung vorgesehene Führungskurbeln, sondern Kraftkurbeln mit dementsprechend starken Abmessungen. Infolgedessen kann, wie bereits beschrieben, eine der drei Kurbelachsen als Hauptachse des Motors dienen.Instead of the statically and dynamically overdetermined four-crank drive the statically and dynamically determined three-crank drive is activated. The one for synchronization required @ erad- or parallel guidance of the crank support element and thus the exact circular guidance of all push rod heads is still selected as before; However the main crank pin located centrally between the steering cranks is no longer needed; its function is taken over by the three steering cranks. But get this not only the steering of the support element, but are primarily used for recording and transmission of the piston torques. They are no longer weakly dimensioned, only guide cranks intended for steering, but power cranks with accordingly strong dimensions. As a result, as already described, one of the three Crank axles serve as the main axis of the engine.

Das schwingende Tragelement kann dann als Gestänge aufgefaßt «erden, das die von den Kolbenschubstangen auf die Achsen der beiden übrigen Kurbeln ausgeübten Kräfte: auf die Hauptachse überträgt.The vibrating support element can then be understood as a linkage, that exerted by the piston push rods on the axes of the other two cranks Forces: transfers to the main axis.

Es hat somit eine von der üblichen Ausführungsform, bei der es nichts anderes ist als ein vergrößerter Kurbelkopf, prinzipiell verschiedene Wirkungsweise..It thus has one of the usual forms in which there is nothing is different from an enlarged crank head, basically different mode of operation ..

Der technische Fortschritt und die Vorteile des Erfindungsgegenstandes gegenüber dem bisher bekanntgewordenen lassen sich kurz zusammenfassen: Der Dreikurbeltrieb ist nicht nur statisch und dynamisch bestimmter als der Vier-und Mehrkurbeltrieb, sondern auch in der Konstruktion übersichtlicher und einfacher. Er erfordert nicht mehr die anormal große Genauigkeit der mechanischen Ausführung, denn auch bei starker Abnutzung nach, langem Betrieb wird nichts an der Kräfteverteilung geändert. Der Platzbedarf für die drei Kurbeln ist geringer, da deren Drehpunkte näher zusammengerückt werden können. Auch das Kurbeltragelement wird kleiner als der sonst übliche Kurbelkopf, denn der bisher in der Dreieckmitte befindliche starke Hauptkurbelzapfen mit seiner platzraubenden umfangreichen Lagerung ist nicht mehr vorhanden, wodurch die angelenkten Schubstangenköpfe 12, die bisher kranzförmig um das Kurbelzapfenlager angerechnet waren, dicht aneinandergerückt werden können (Fig. i).The technical progress and the advantages of the subject of the invention compared to what has become known so far, the following can be briefly summarized: The three-crank drive is not only statically and dynamically more specific than the four and multi-crank drive, but also clearer and simpler in construction. It doesn't require more the abnormally high accuracy of the mechanical design, because even with strong Wear and tear after long periods of operation does not change the distribution of forces. Of the The space required for the three cranks is less because their pivot points are moved closer together can be. The crank support element is also smaller than the usual crank head, because the strong main crank pin, which was previously located in the center of the triangle, with his Space-consuming extensive storage is no longer available, whereby the hinged Push rod heads 12, which previously counted in a ring around the crank pin bearing were, can be moved close together (Fig. i).

Die Folge davon ist, daß dem KurbeIgehäuse und damit dem ganzen Motor ein wesentlich kleinerer Durchmesser gegeben werden kann.The consequence of this is that the crankcase and thus the entire engine a much smaller diameter can be given.

Die Hauptkurbelachse, die bisher in der Maschinenmitte lag, liegt jetzt beträchtlich tiefer, was besonders bei Automobilen erwünscht ist und den Einbau der bisher üblichen besonderen Zahnradübertragung erübrigt.The main crank axis, which was previously in the center of the machine, is located now considerably deeper, which is particularly desirable in automobiles and the installation the previously customary special gear transmission is unnecessary.

Die Kolbendrücke und Stöße, die bisher von einem einzigen Zapfen, dem Hauptkurbelzapfen, aufgenommen wurden, verteilen sich jetzt auf drei Zapfen. Der Hauptkurbelzapfen wird dadurch uni =;.j von den Stößen entlastet. sein Durchmesser und seine Lagerung kann kleiner gehalten werden. Dies ist für Vielzylindermotore, z. B. Flugzeugmotore, von besonderer Bedeutung. Der Erfindungs-, geg genstand läßt sich auch für Motore mit rotierenden Zylindern und zum Antrieb von mehrzylindrischen Luft- und Flüssigkeitspumpen verwenden.The piston pressures and shocks, so far from a single pin, the main crank pin, are now distributed over three pins. The main crank pin is thereby relieved of the impacts uni = ;. j. be Diameter and its storage can be kept smaller. This is for multi-cylinder engines, z. B. aircraft engines, of particular importance. The subject of the invention leaves is also suitable for motors with rotating cylinders and for driving multi-cylinder Use air and liquid pumps.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Crank gear for internal combustion engines and pumps with star-shaped cylinder arrangement and with piston push rods which are articulated on a support element which is guided by three cranks of equal length, characterized in that the axis of one of the three guide cranks of the support element (14) is formed as the main motor axis.

2. crank mechanism according to claim i, characterized characterized in that each of the axes (23, 24 and 25) of the three-crank system with .ein Counterweight (27, 28 and 29) is provided, which dynamically balances the vibrating Carrying element (14) causes.