DE842292C

DE842292C - Doppelkurbeltriebwerk

Info

Publication number: DE842292C
Application number: DER996A
Authority: DE
Inventors: Alfred Ludwig Klemens Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-02-18
Filing date: 1950-02-18
Publication date: 1952-06-26

Description

Doppelkurbeltriebwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkurbeltriebwerk, bei dem durch die besondere Anordnung zweier ineinanderliegender Kurbeln der durch die Endlichkeit der Pleuel bedingte, vom Kosinus abweichend verlaufende Kolbenweg bei Kraftmaschinen in einen kosinusförmigen verwandelt und dadurch der Seitendruck des Kolbens gegen die Zylinderwand bzw. des Kreuzkopfs gegen seine Gleitbahn aufgehoben wird.
Gemäß der Erfindung ist die Anordnung der Kurbein zueinander so getroffen, daß zwei Kurbeln, deren Zapfenachsabstand je ein Viertel der Hubhöhe beträgt, so zueinander angeordnet sind, daß in der zweiteiligen, in einem Gehäuse gelagerten Hauptkurbel eine weitere Kurbel gelagert ist, die auf ihrem Lagerzapfen Zahnräder trägt, die sich in einem im Gehäuse befestigten Zahnkranz abrollen. Der Teilkreisdurchmesser der Zahnräder ist dabei gleich der halben und der Teilkreisdurchmesser der Zähnkränzegleich der ganzen Hubhöhe der Schubstange des Kurbeltriebwerks.
Die Abb. i stellt den Längsschnitt und die Abb. 2 nach Linie A-ß der Abb: i den Querschnitt des Doppelkurbeltriebwerks dar. In dem Gehäuse oder Rahmen a lagert die zweiteilige Grundkurbel b mit ihrem Zapfen. Der Kurbelzapfen ist ausgedreht. In ihm lagert ein Zapfen der weiteren Kurbel c, deren Kurbelzapfen von dem Lager der Schubstange d umfaßt wird. Die Zapfenachsabstände jeder Kurbel betragen je ein Viertel der Hubhöhe der Schubstange d. An dem Zapfen der Kurbel c, der in dem ausgedrehten Zapfen der Kurbel b lagert, ist ein Zahnrad e befestigt oder angefräst, dessen Teilkreisdurchmesser der halben Hubhöhe der Schubstange d ist. Dieses Zahnrad rollt sieh in einem im Gehäuse oder Rahmen a befestigten innen verzahnten Zahnkranz f ab, dessen Teilkreisdurchmesser der ganzen Hubhöhe der Schubstange d ist.
Die Arbeitsweise des Doppelkurbeltriebwerks nach der Erfindung ist folgende: Nach Überwindung des toten Punkts durch Massenträgheit drückt die-Schul>statige in geradliniger Bewegung auf die Hub--, kurbel c und diese wiederum auf die Grundkurbel b. Beide Kurbeln erhalten dadurch relativ entgegengesetzte Drehrichtungen. Das Zahnrad e und der Zahnkranz f laben dabei die Aufgabe, den dabei auf die Schubstange d in senkrechter Richtung zur Zeichenebene wirkenden Seitenwiderstand aufzufangen und tangential an den Drehkreis zu verlagern und den inneren toten Punkt aufzuheben. Ohne Mitwirkung der Zahnräder -,viirde ein erheblicher Seitenwiderstand auftreten, der im Sinne der Kurve x = sin 2 a steinen und fallen würde. Außer dem oberen und unteren Nullpunkt, die als tote Punkte zu werten sind, würde ein mittlerer Nullpunkt auftreten, der insofern ebenfalls als toter Punkt zti betrachten ist, als man aus dieser Stellung heraus durch Drehung der Grundkurbel die Schubstange nicht zu ihrem Hub veranlassen kann, wenn nur geringste Kräfte sie an diesem Ilub hindern würden.
In den Darstellungen I-VIII stellt Punkt i die :\rhse des IIuhkurbelzapfens c dar, der in der Schubstattge (i lagert. Punkt 2 ist die gemeinsame Achse der ineinander gelagerten .Zapfen der Hubkurbel c und der Grundkurbel b. Punkt 3 ist die Achse der Grundkurbel b, die im Grundlager des Gehäuses a lagert. Die Verfolgung des Bewegungsablaufs durch die Darstellungen I-VIII läßt erkennen, daß der Punkt i und damit die Achse des Hubkurbelzapfens c, der in der Schubstange lagert, eine gerade Linie, und zwar den Durchmesser des früheren Kurbelkreises in beiden Richtungen zurücklegt.
Verlängert man in den Darstellungen I-VIII die Strecken 3 nach 2 Tiber 2 hinaus, d. h. die Kurbelwange der Grundkurbel b bis zu dem Berührungspunkt der Teilkreise des Zahnrads e und des Zahnkranzes f, so erkennt man, daß in jedem Falle das Lot von diesem Berührungspunkte auf die Strecke 3 nach i durch den Punkt i geht. Betrachten wir nun den Teilkreis des Zahnkranzes f als Einheitskreis mit <lern hadiuswert gleich eins, so erkennt man, daß die Strecke i nach 3 den Kosinuswert der Winkel a, ß, 1, oder b darstellt. Die Winkel a, ß, y oder b sind dabei die zurückgelegten Winkel der Grundkurbel. Somit ist fier Bewegungsablauf so, daß in geradlinigerBewegung eine in ihrerGeschwindigkeitkosinusförmig sich hin und her bewegende Schubstange eine Kreisbewegung von ständig gleichbleibender \\I' inkelgeschwindigkeit bewirkt. Der Vorgang kann <such unigekehrt erfolgen.
Die Darstellungen IX und X zeigen das Kräftespiel in einem beliebig herausgegriffenen Augenblick des Bewegungsablaufs. Der zurückgelegte Winkel dcs Kurbelkreises *sei F. Die der Kraft der Scliulr stitnge entgegenwirkende Widerstandskraft q, die vorn Punkt i ausgeht (Darstellung IX), zerlege man in die in Richtung der Tangente zum Teilkreise des Zahnrads e wirkende Kraft p und die senkrecht zu ihr in Richtung der Verlängerung der Kurbelwange der litilikurtiel c wirkende Kraft x. Die Kraft q gilt nunmehr als durch p und x ersetzt. Die Tangentialkraft p ist nicht an den .Ausgangspunkt i gebunden; sie kann durch geeignete NIaßnalimeti an jeden anderen Punkt des Kreises e verlagert werden. Das geschieht durch den 7,alinradeitigriff im Berührungspunkte der Kreise e und f, die ja die Teilkreise der Zahnräder e uhd f sind. Die Kraft p wird also als p1 verlegt. Ihr neuer -Ausgangspunkt ist der Berührungspunkt der Kreise e und f. Dann ersetze mau die Kraft p1 durch ihre Komponenten x1 und q1 (x1 = radiale Richtung und q1 parallel zu q, aber entgegengesetzte Richtung). q1 und x1 haben gleiche Größe wie q bzw. x.
'Darstellung \ übernimmt nunmehr nur noch die Kräfte x, x1 und q1. Die Kräfte x und x1 werden nun ersetzt durch ihre Komponenten q2 bzw. q3 (gleiche Richtung wie q bzw. parallel dazu) und die Querkräfte t bzw., t1. Die Kräfte q, und q3 heben sich gegenseitig auf, da sie gleiche Größe und Richtung haben und jede am Endpunkt eines gleichschenkligen doppelarmigen Winkelhebels (Punkt i-Punkt 2 als Drehpunkt-Berührungspunkt der Kreise e und f) im gleichen Winkel angreift. Es bleibt die Kraft q1, die über den gleichen Winkelliebel wirkend die ursprüngliche Widerstandskraft q ersetzt. Die Querkräfte t und t1 heben sich infolge entgegengesetzter Richtung auf. Somit erkennt man, daß sich der Antriebskraft nur eine in der Richtung entgegengesetzte und in der Größe gleiche Widerstandskraft entgegenstellt, die sich vermittels der Zahnräder als solche erhält und nicht in andere schädliche Kräfte, etwa Seitendruck od. dgl., ganz oder teilweise umwandelt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Doppelkurbeltriebwerk, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kurbeln, deren Zapferrachsabstand je ein Viertel der Hubhöhe beträgt, so zueinander angeordnet sind, daß in der in einem Gehäuse (a) gelagerten Hauptkurbel (b) eine von der Schubstange (d) angetriebene weitere Kurbel (c) gelagert ist, die auf ihrem Lagerzapfen fest mit diesen verbundene Zahnräder (e) trägt, die sich in mit dem Gehäuse (a) fest verbundenen Zahnkränzen (f) abrollen, wobei der Teilkreisdurchmesser der Zahnräder (e) .gleich der halben und der Teilkreisdurchmesser der Zahnkränze (f) gleich der ganzen Hubhöhe der Schubstange (d) ist.