DE892257C - Automatisch gesteuerte Verankerungseinrichtung fuer die Taumel-scheibe von Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit Taumeltriebwerk - Google Patents

Automatisch gesteuerte Verankerungseinrichtung fuer die Taumel-scheibe von Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit Taumeltriebwerk

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DE892257C
DE892257C DES26558A DES0026558A DE892257C DE 892257 C DE892257 C DE 892257C DE S26558 A DES26558 A DE S26558A DE S0026558 A DES0026558 A DE S0026558A DE 892257 C DE892257 C DE 892257C
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DES26558A
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Edmund Ernst Karl Sparmann
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CARL RAGNAR LIDMAN DR
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/26Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H23/00Wobble-plate gearings; Oblique-crank gearings
    • F16H23/04Wobble-plate gearings; Oblique-crank gearings with non-rotary wobble-members
    • F16H23/06Wobble-plate gearings; Oblique-crank gearings with non-rotary wobble-members with sliding members hinged to reciprocating members

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Description

  • Automatisch gästeuerte Verankerungseinrichtung für die Taumelscheibe von Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit Taumeltriebwerk Gegenstand der Erfindung ist eine automatisch gesteuerteVerankerungseinrichtung für dieTanimelscheibe von Kolbenmaschinen mit Tauineltrieb, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbindungsmittel zwischen der Peripherie der TaumeIscheibe und dem Maschinengehäuse, welche Mittel die Rotation der Taumelscheibe- relativ zum M'aschinengehäuse verhindern und gleichzeitig die Osziflationen der in der' Taumels,cheibenachse liegenden RadiaIstrahlen um die geometrische Längsachse der Kurbel-v#,elle gemäß den kinematischen Gesetzen des Taumeltriebes zwangsläufig regeln, wenigstens eine mit dem Taumeltrieb parallel gekoppelte, unter dem Fazhausdruck Lemniskaten-1.eTfl<e-r oder Lemniskolidenlenker bekannte Lenkervorrichtung aufweisen, die derart einerseits mit der Peripherieder Taumelecheibe und andererseits mit dem Maschinengehäuse gelenkig verbunden ist, daß die an sich nur eindeutig bestimmte lemniskatenförmige Bewegungshahnen zulassende Lenkervorrichtung durch die kippenden Bewegungen der Taumelscheibe bei jeder Umdrehung der Maschine zur Vollführung einer lemniskatenförmigen Bewegungsbahn gebracht wird, wobei sie rückwitkend die tangentialen Oszillationen der in der Taumelscheibenebene liegenden Radialstrahlen um die geometris,che Längsachse der Kurbelwelle gemäß der Kinematik des Taumeltriebes zwangsläufig regelt, derart, daß sämtliche in der Taumelscheibenebene gelegenen Punkte gleichen Abstancles von deren Zentrum untereinwider wenigstens annähernd gleichgestaltete räumliche. lemniskatenförmige Bewegungsbahneri durchlauf en.
  • Da die Kinematilz des. sphärischen Ku#rbeltrieb--,3' auch in iechnischen Kreisen nicht allgemein geläufig ist, möge eine diesbezügliche Orientierung Über die einschlägigen Fragen mit Hilfeder Prinzipskizzen gemäß Fig. i bis 5 vorausgeschickt werden.
  • Fig.,i und 2, zeigen einen Taumelscheibentrieb in -Schematisd-her Vereinfachung und in verschiedenen Projektionen,-Fig. 3, 4 und 5 zeigen eine Form eines sogenannten Lemniskaten- oder Lemniskoidenlenkers und seine prinzipielle Anwendung für Verwirklichung des Erfindungsgedanküns in drei Projektionen; Fig. 6 und 7 sind Draufsicht und Seitenansicht, teilweise im Schnitt dargestellt, eines in einem Beispiel der erfmdung%-emäßeh Verankerungseinrichtung angewendeten Lemniskaten- bzw. Lemniskoidenlenkers; . Fig.,8 bis- io sind -verschiedene Projektionen, teilweise im Schnitt diargesteellt, eines Details vorgenannter Ausführungsform des Lenkers.
  • F#iig, i ist eine schematische Ansicht eines Taumelscheibentriebes in zur Maschinen- bzw. Kurbelwelle i whilz:elrechter Richtung. Wie ersichtlich, schneidet die Achslinie des schräg gestellten Kurbelzapfens jene der Welle i in einem Punkt o unter einem Neigungswinkel a. Die im Punkto winkelrecht zum schrägen Zapfen gelegte Ebene wird Taumelscheibenebene genannt. -Die Taumelscheibe 2, welche in der Fig. i die meist angewendete Form eines Doppelkegiels mit gemein-.gamer Basis hat, deren Mittelebene gleichzeitig die Taumelscheibenebene ist, ist dreh-bar auf dem schrägen Kurbelzapfen der Welle i gelagert. In der Taumelscheiberie-bene sind -an der Taumelscheibe eine Anzahl von strahlenförmig nach außen ragende Anschlußzapfen 3, 4 und 5 (der vierte ist in Fig.:i nicht sichtbar, in der Fig.:2 nicht gezeichnet) entsprechend der Anzahl Arbeitszylinder bzw. Zylinderpaare angeordnet. An die Anschlußzapfen- sind dann seinerseits die Kolben bzw. Kolbenstangen angeschlossen. ' Weder die Zylinder noch Kolben usw. wurden in den Figuren dargestellt, um das Wesentliche für die, Erläuterung des Prinzips klarer hervorzuheben.
  • Für die Funktion des Mechanismus, d. h. um die hin und her gehende Bewegungder rund um die Welle i und parallel zu dieser angeordneten Arbeitskolben in eine Rotation der Kurbelwelle oder umgekehrt erreichen zu können, muß die Tatimelscheibe 2 an der Drehung gegenüber dem Maschinengehäuse verhindert werden. Wie eingangs erwähnt, muß hierbei dafür Sorge getragen werden, daß die Taumelscheibe ihre charakteristische Bewegung ohne Drehung relativ zum Maschinengehäuse ausführen kann. Damit sämiliche oszi-Iii-,rendeii##M#as,sexi:, wie z. B. ,die Taumelscheibe selbst, sowie sämtliche Arbeitskolben und -deren Gestänge usw. dynamisch, vollkommen- ausbalanciert werden können, ist die kinematische Grundforderung, daß sämtliche in der Taumelscheibenebene gelegenen Punkte mit dem gleichen Ahstand von deren Zentrum o, alsc> auch sämtliche Anschlußpunkte für die Kolbenbeme-,-,ung,. untereinander kongruente, auf einer Kugelfläche liegende leinniskatenähnliche Bahnen ausführen. Diese räumlichen Schleifenlinien sind weiter dadurch charakterisiert, daß ihre größte Breite d = R (i-cos a) ist, wenn a der Neigungswinkel des schrägen Kurbelzapfens gegen ;die Welleii und R der Abstand des Punktes vom TaumeIscheiben, zentrum o ist.
  • Fig. i zeigt durch die vollansigezogenen Linien IIII, IV und V die prinzipielle Gefstalt der räumlichen lemniskatenförmigen Bahnen; die Kurve IV ist dabei in radialer Richtung zur Tatimetscheibe betrachtet, während die Kurven III und V in tangentialer Richtung gesehen werden. Der Winkel-a wurde mit Absicht größer gewählt, als es für eine praktische Ausführung günstig wäre, Z2 um der Deutlichkeit halber die Schleifeill<urven bauchiger zu erhalten. Bei achsparalleler Projektion, welche in Fig. 2 gezeichnet ist, erscheinen dagegen die Schleifenlinien III, IV und V als Kreise III,- IV und V mit einem Durchmesser = R (i-co-s c#); sie werden bei einer Umdrehung der Welle i zweimaldurchf ahren, und zwar in gleichem Si=e wie die Drehrichtung deT Welle i. Der große Kreis mit dem Ra:dins R umhüllt dabei diese kreisförmige Projektion der Balinkurvm Es wurden zwar schon verschiedene Lösungen vor-geschlagen, welche theoretisch die geschilderten kinematischen Forderungen, d. h. der Erzwingung lemniskatenförmiger Bahnen auf einer Kugelfläche, prinzipiell erfüllen. Keine der bisher vorgeschlagenen- konstrifktiven Lösungen hat sich dagegen bisher in der Praxis, bewährt, da sie entweder zu kompliziert, daher zu teuer in der Herstel-lung und darÜber hinatis sehr empfindlich im Betriebe waren oder aber bei praktisicher Ausführung nicht so dilnensioniert werden konnten, daß site auch nur annähernd den im Betriebe auftretenden Beanspruchungen-hätten gewachsen sein können.
  • Die gezeigte Anordnung stellt dagegen eine relativ einfache, daher auch uneMpfindliche und billige Lösung des konstruktiven Problems, dar, welche auch eine reichliche Dimensioniexung aller Teile im -Verhältnis zu den auftretenden Beansprur,hungen gestattet und nur geringen Raumbedarf und geringes Gewicht erfordert, also alle auch praktischen Forderungen erf üllt, vor allem auch was Betriebssicherheit und Lebensdauer betrifft.
  • In den Zeichnungen'wurde nur jene Grundforni eines soge#narinteli-Lcmnistkatenledi#!ers oderLemniskoidenlenkers gezeigt, welche für den angegebenen Zweck als -die-im allgemeinen geeignetste erscheint. Dieser besieht, wie aus den schematischen Prinzipskizzen der Fig. 3, 4 und 5 hervorgeht, aus zwei pendelnd in den Punkten i o bzw. i i am Maschinengehäuse aufgehängten Lenkern (Gegenlenkern) 8 und 9, welche durch ein meist wesentlich kürzeres sogenanntes Koppelglied oder Koppelstück 12 mittels Zapfengelenken in den Punkten 13 und 14 gelenkig miteinander verbunden sind. Im Mittelpunkt 13 des Koppelgliedes 12 ist ein Universalgelenk angeordnet, mittels welchem dort der Lemniskoidenlenker (Lemniskatenlenker) mit einem Punkt der Taumelscheibenebene gekoppelt ist. Selbstredend müssen die Lenker 8 und 9 in den Punkten io und ii auch unter Berücksichtigung wenigstens ZD lb ZD zweier Freiheitsgrade im Maschinengehäuse gelagert sein, damit sich die durch den Lemniskatenlenker (Lemniskoi#denlenker) gehende Ebene ständig in die verschiedenen Lagen einstellen kann, welche sich daraus ergeben, daß Punkt 15 sich ja durch seine Kopplung mit einem Punktder Taumelscheibenebene auf einer Kugelfläche bewegt. Der Lemniskoidenlenker (I-emniskatenleii,1-,er) dagegen zwingt den Puliykt 15 gleichzeitig, sich nur in der -durch seine Proportionen eindeutig bestimmten lemniskatenähnlichen Schleifenbahn zu bewegen und dadurch auch -den durch diesen Punkt gelegten Radius der Taumelsüheibenebene bzw. die ganze Taumelscheibe die charakteristisch taumelnde Bewegung auszuführen.
  • Fig,- 3 zeigt eine Prinzipskizze dieser Anordnung in radialer Richtung zur Welle i betrachtet. Fig. 4 zeigt die gleiche Anordnung in axialer Projektion, und Fig. 5 zeigt die Anordnung in zur Taumelt> el scheibe tangentialer Richtung betrachtet, d. h. entsprechend den bogenförmigen Linien III oder V der Fig. i. E, s möge erwähnt werden, daß zwecks anschaulicher Darstellung besonders in den Fig. 3 bis 5 ein übertrieben großer Winkel a. angenommen wurde, um die Schleifen--kurven möglichst völlig und den Lemniskoidenlenker (8, 9, 1:2) möglichst deutlich zu zeigen. Außerdem wurde aus ,gleicher Ursache die Taumelscheibe selbst fortgelassen bzw. inden Fi-b- 4 und 5 nur das Taumelscheibenzentrum o angedeutet und ferner gezeigt,. daß ein Radius R der Taumelscheibenebene mit dem Punkt 15 des Koppelgliedes 12 gekoppelt ist, und schließlich sind die Amplituden a dieses Radius in axialer Richtung in Fig. 5 bzw. dessen scheinbare tang gentielle Amplituden um die Achse der Welle i in Fig. 4 dargestellt.
  • Wird die Maschinenwelle in. Drehung versetzt, so führt ein Radius R der Tautnelscheibenebene seine oszillierende Bewegung mit dem Winkel a in axialer Richtung aus, wodurch zufolge der Kopplung im Punkt 15 auch das Koppelglied 12 bzw. der zugehörige Lemniskoiden- oder Lemniskatenlenker gezwungen wird, sich zwischen seinen Tott' 13 punkten zu bewegen, also die Oszillation um den Winkel a mitzunehmen. Der Lemniskoidenlenker durchläuft die verschiedenen gestrichelt gezeichneten Zwischenlagen 8', g', 12,; 8", g", 12" usw., bis bei einer vollen Umdrehung der Welle i die cTanze Schleiflinie IV der Fig. 3 durchfahren wird. Die Breite d oder Völligkeit der vom Mittelpunkt des Koppelgliedes beschriebenen Schleifenkurve ist abhängig von den Längsverhältnissen zwischen dem Koppelglied 12 und dem Abstand zwischen den Totpunkten (also dem Hub der Lenkerführung) bzw. den Längen der Lenker 8 und 9 und dem Abstand zwischen den im Maschinengehätise gelagerten Angelpunkten io und ii.
  • Fig. 4 zeigt eine axiale Projektion der Anordnun-, wobei die Schleifenlinie, wie schon erwähnt, ZD als doppelt dvrchfahrende KreislinieIV erscheint. Der Lemniskatenlenker zusammen mit der Linie ro-ii hat in dieser Projektion in den beiden Totpunkten die Form eines Trapezes und in der Mittellage (entsprechend dem Schnittpunkt der Schleifenkurve) die Form einer Tangente (Linie io-ii in Fig.4) an den Großkrei-s mit dem RadiusR und dem DoppelkreisIV usw. Der Radiu-sR führt, da er der Schleiflinie ständig folgen muß, in axialer Richtung betrachtet, eine harmonische scheinbare,Schwingung mit doppelter Frequenz um den Winkel ± a in tangentialer Richtun,g aus.
  • In Fig. 5 wird die Einrichtung schematisch in zur Täumelscheibe tangentialer Richtung betrachtet angedeutet. Die Schleifenkurve IV erscheint hier wie eine etwas geschweifte Bogenlinie. Radius R führt eine harmonische Schwingung mit der Amplitude ± a in axialer Richtung und einfacher Frequenz aus. Die Lenkersteuerung (Lemniskoiden- oder Lemniskatenlenker) erscheint indieser Projektion ständig als eine Gerade, in den Totpunkten als eine Sehne des Bogens mit dem Winkel a und Radius R, während in der Mittellage (13, 14 -und 15') die mit dem Taumeltrieb gekoppelte Lenkervorrichtung als Tangente an einen Kreis mit dem Radius R erscheint.
  • Außer der in den Figuren illustrierten Form eines Lemniskatenlenkers oder Leinniskoidenlenkers können auch andere Formen (A:usbildungen) solcher Lenker verwendet werden; wesentlich ist nur"daß die verwandte Lenkervorrichtung an sich die Eigenschaft hat, daß sie eindeutig bestimmte lemniskatenförmige Be,#vegungsbahnen ausführen kann, unabhängig davon, durch welche Art Taumelscheibenniechanismus sie, angetrieben wird bzw. mit welcher Art von Tauinelscheibenmechanismus sie parallel gekoppelt ist. Ebenso kann es in. manchen Fällen zweckmäßig sein, nicht die Peripherie der Taumelsch-eibe bzw. einen auf dieser gelegenen Punkt direkt, sondern sozusagen indirekt gelenkig zu koppeln; wesentlich ist nur, daß die Lenkervorrichtung durch die kippenden Bewea -der Tuumelscheibe zur Ausführung einer "ungen t' lemniskatenförmigenBewegungsbahn gebracht wird und hierbei die Bewegungen der Lenkervorrichtung rückwirkend die tangentiellen Bewegungen de r Taumelscheibenperipherie eindeutig regeln. Eine Darstellung und Beschreibung sämtlicher denkbaren Varianten und sich daraus ergebenden Kombinationen kann ja nicht im Rahmen dieser Patentschrift angeführt werden, weghalb sich die Figuren und Beschreibung auf das Prinzip bzw. jene Formen beschränken müssen, welche den Erfindungsgedanken am deutlichsten charakterisieren und die vermutlich meist angewendete Ausführungsforrn in der praktischen Anwendung 221 repräsentieren.
  • ,Wie schon hervorgehoben, wurden die Figuren absichtlich mit übertrieben großem Winkel ot gezeichnet. In Wirklichkeit, d. h. bei normalema, werden die Schleifenkurven ungleich schlanker. Soll ein Lemniskoiden- oder Lemniskatenleuker so schlanke Schleifenkurven steuern, wie sie in der praktischen Anwendung bei Taumelscheibentriebwerken vorkommen, :dann schrumpft das Koppelglied züi verhältnismäßig so geringer Länge zusammen, daß es schon Schwierigkeiten bereiten würde, auch nur die Zapfengelenke! 13 und 14 genügend reichlich im Verhältnis zu den auftreten-den Belastungen zu dimensionieren, geschweige denn zwischen diesen Zapfengelenken überdies noch Platz für das erforderliche Unigelenk zur Kopplung mit einem Radius bzw. Punkt der Taumelscheibenebene schaffen zu können. Der Lemniskoidenlenker (Lemniskatenlenker), welcher gemäß der Erfindung zur automatischen zwangsweisen Steuerung der räumlichen Schleifenbahnen vorgeschlagen wird, muß nämlich gleichzeitig auch das Reaktionsmoraent der betreffenden Kraft- -oder Arbeitsmaschine aufnehmen können. Da, der Taumeltrieb meistens gerade dort angewende et wird, wo man eine, z# große Anzahl von Arbeitszylindern um eine Achse, möglichst konzentriert und kompendiös anordnen will, ist auch das aufzunehmende Reaktionsmornent entsprechend ,c,roß. Dies erfordert reichliche Bemessung besonders der Lagerflächen des Steuerungsmechanismus zur Wahrung der Betriebssicherheit und Lebensdauer desselben.
  • Eine Lösung dieses für die praktische Ausführung und Anwendbarkeit des prinzipiellen Grundgedanikens wichtigen Teilproblems ist in den Fig. 6 bis io illustriert.
  • In Fig. 6 ist unter anderem die schlanke Form der Schleifenkurven ersichtlich, mit denen in Wirklichkeit gerechnet werden muß. Aus der Figur ist auch ersichtlich, wie kurz bei wirldicher Ausführung das Koppelglied, d. h. der Abstand zwischen den 'Gelenkpunkten 13 und 14 ist. Im übrigen stellt die Fig. 6 und 7 eine spezielle Ausführungsform eines 1-emr)iskaten- oder Lemniskoidenlenkers dar, wie sie zweckmäßig gestaltet wird, um die den tatsächlichen Betriebserfordernissen entsprechenden Dimensionierungen der Gelenkpunkte zu ermöglichen.
  • In den Fig. 6-, und 7 bedeuten 8 und 9 wie früher die Lenker (Gegenlenker) des Lemniskoidenlenkers, welche um die bezüglichen Angelpunkte oder Lagerzapfen io und :ii pendeln können. Nachdem die gezeigte Ausführungsforin ebenfalls wie in den Fig. 3 bi-s 5 für eine direkte Kopplung des Gesamtlenkers 8, 9, 12 mit einem AnschlußzaPfen 4 der Taumelscheibe vorgesehen ist, müssen die Steuerlenker 8 und 9 in den am Maschinengehäuse angeordneten Angelpunkten io und ii als Kreuz-oder Kugelgelenke ausgebildet sein, damit die Ebene des Lemniskoidenlenkers die erforderliche Sch-,venkbew,-gung ausführen kann. Im gezeigt-,n Fall wurde die gleiche einfache Form eines Kugelgelenkes =gewendet wie für die universell ge- lenkige Kopplung zwischen Lemniskoidenlenker und Taumeltrieb im Punkt 15 des Koppelgliedes.
  • In Fig. 7, welche eine zur Welle i achsparallele Projektion der Anordnung von Fig. 6 zeigt, sieht man die gelenkig-- Aufhängung der Lenker 8 und 9 im Maschinengehäuse im Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 6, während das Universalgelenk, in dem für beide Be#,N"e-gungsmeclianism",-n gemeinsamen Kopplungspunkt 15 sowie die Gestaltung des Koppelgliedes 12 in einem teilweis.en Schnitt nach der Linie Z-Z aus Fig. 6 gezeigt wird.
  • Wie aus den Fig. 6 bis ro ersichtlich, hat das Verbindungs- bzw. Kopplungsglied 12 des Lemniskatenlenkers eine spezielle Gestaltung erfahren, welche besonders aus den Fig. 8 bis io am deutlichsten hervorgeht. Fig. 8 zeigt eine Ansicht auf das Koppelglied i-, in derAchsrichtung derZapf-,ngelenke 13 ufid 14 fÜr den gelenkigen Anschluß des Koppelgliedes an die Lenker 8 und 9 des Lemniskoidenlenkers. Die Gelenkzapfen 13 und 14 wurden hier zu einander übergreifenden, ein starres Stück bildenden Exzenterscheiben 130, 140 und 141 er-,veitert, und zwar von solcher Größe, daß der durch die gegenseitige Übergreifung gebildete gemeinsame, in der Fig. 9 durch,Schraffur hervorgehobene Teil so groß wird, daß in diesem dann genügend Raum für die Aufnahme des Universal- bzw. Kugelgelenkzapfens im Punkt 15 geschaffen wird. Das ganze Koppelglied 12 des Lemniskoidenlenkers besteht also nur aus einander übergreifenden nebeneinanderliegenden großen Exzenterscheiben 130, 140 und 141, welche gleichzeitig die Gelenkbolzen 13 und14eines gewöhnlichen Lemniskoidenlenkers ersetzen. Die Kugelschale in dem Koppelglied zur Aufnahme des Kugelgelenkzapfens in Punkt 15 ist in bekannter Weise von der einen Seitenfläche der Exzenterscheiben her mit zylindrisch begrenzten Schlitzen 2o versehen, die bis zur Mittelebene der Exzenterscheibe 13o reichen, um von jener Seite her einen an der Außenfläche sphärischen Ring 21 (etwa so wie man eine Münze in ein-en Automaten steckt) so weit in die Schlitze 2o einstecken züi können, daß der Ring 2-1 durch eine Drehung um gc>' dann' ganz von der Kugelfläche im Koppelglied aufgenommen wird, wonach dann der Ring:2i mit seiner zylindrischen Bohrung z. B. auf den Verlängerungsbolzen eines AnschlußzaPfens 4 der Taumelscheibe aufgesteckt werden kann. Durch beispielsweise kurze Distanzrährringe 22 wird der Ring 21 auf dem verlängerten Anschlußzapfen 4 der Taumelscheibe gegen axiale Verschiebungen mit Hilfe einer Schraubenmutter 2,3 od. dgl. gesichert, wodurch dann die gelenkige Kopplung zwischen dem Mechanismus des Taumeltriebes mit dem Lemnisl<oidenlwl#:er vollzogen ist. Die gleiche Form eines Universalgelenkes ist, wie schon erwähnt und aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich, auch für die gelenkige Lagerung der Lenker 8 und 9 am Maschinengehäuse bzw. den Lagerböcken ioo und iio angewandt. Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch das Koppelglied 12 nach einer Linie Y-Y der Fig. 7, also gerade zwischen zwei der insgesamt drei Exzenterscheiben, welche die gewöhnlichen Gelenkbolzen. 13 und 14 ersetzen. Um kein seitliches Kippmom.ent durch unsymmetrischen Kräfte-angriff am Koppelglied 1:2 zu riskieren, wird zweckmäßig der eine Exzenter in zwei symmetrisch angeordnete Scheiben, z. B. 140 und 141, aufgelöst.
  • Fig. io schließlich zeigt eine Ansicht auf das Koppelgli"-d,i2 in der Richtung des in Fig. 8 mit A. bezeichneten. Pfeils.
  • Für die praktische Ausführung des Erfindungsgedankens und den praktischen Betrieb ist aber noch ein -weiterer wesentlicher Gesichtspunkt zu berücksichtige ",n, nämlich, daß durch die zwangsweise, Kopplung, der zwei Mechanismen, d. h. des Taumeltriebes mit einem im Maschinengehäuse direkt oder indirekt gelagerten Lemniskoidenlenker (1,e,rnnisli#atenledizer), dieses kombinierte System betreffenld die Totpunktlagen der beiden Einzelmechalii,smen -eo-metrisch überbestimmt wäre. Bei nicht absolut präziser Herstellung und Zusammenbau (welcher verhältnismäßig teuer wäre) sowie bei den unvermeidlichen Deformationen der Maschine und der !Mechanismen durch auftretende Belastungen oder verschiedene Wärmezustände würde dies beim gemeinsamen Durchfahren der Totpunktlagen der beiden Mechanismen gefährliche harte Schläge und Überbeanspruchungen mit sich führen.
  • Um derartige Gefährdungen zu vermeiden sowie ,die Herstellungskosten wesentlich zu vermindern, ist es ausreichend, ein nachgiebiges bzw. elastisches Glied an irgendeiner geeigneten Stelle für die Lagerung oder die Kopplung der Mechanismen, einzuschalten. Amgeeignetsten erscheintbeispielsweise eine Art elastischer Aufhängung eines der Angelpunkte io und m im Mascl-iinen-,-ehätise.
  • In den Fig. 3 und 4 wird eine ;derartige elastieche Aufhängun 'g beispielsweise dadurch erzielt, daß der eine Angelpunkt, z. B. Punkt io des Lenkers 8, seinerseits an dem schwingbarenEnde eines Pendellen,kers io2 angeordnet wird, welcher um einen Zapfen 103 in einer Ebene schwingen kann, die ungefähr parallel zur Achse der Welle i liegt. Die Ausschläge des Pendellenkers io2 werden hierbei durch beiderseits desselben angeordnete, relativ harte Federanordnungen, wie z. B. Gummipuffer 104 un'd Iü5 od. dgl., welche mit demMiaschinen,-ehäuse in Verbindung stehen, begrenzt. Es genüg da eine el ' t .
  • ganz unbedeutende Nachgiebigkeit, um unliebsame Belastungsstöße in den beiden gekoppelten Bewegungsmechanismen zu. verhindern, wobei die erforderliche Präzision für die Steuerung der Taumelscheibe in keiner Weise gefährdet wird. Selbstredend könnten auch beide Angelpunkte iio und ii mit derartigen elastisch nachgiebigen Aufhängunggen versehen werden oder eine ela:stische Nachgiebigkeit an anderer Stelle der beiden gekoppelten Mechanismen eingeschaltet werden. Die vorgeschlagene Variante erscheint als die zweckmäß:igste.
  • k# Was die Steuerung der Taümelscheibenbewegung in tangentialen Richtungen betriff t, so genügt es t#' bekanntlich, wenn nur ein Pun.kt bzw. ein Radius der Taumelscheibencbene in richtiger Bahn gesteuert wird, damit dann alle anderen Punkte bzw. Radien gleichwertige Bewegungen ausführen. Eine Steuerung mehrerer Punkte bzw. Radien der Taumelscheibenebene ist natürlich möglich, aber im allgemeinen mit Nachteilen und unnötigen bedeutenden Mehrkosten verbunden"daher weniger zweckmäßig. Die kleinen eventuellen Abweichungen von der al)solut mathematisch exakten Form der Schleifenbahnen, welche sich in einzelnen Fällen auls der vorgeschlagenen Steuerungsmethode mittels Paxalleikopplung eines Lemniskoidenlenkers (Lemniskatenlenkers) mit dem Taumeltrieb er,-eben können, sind von so unbedeutender Größenordnung, daß sie für das positive praktische Resultat gänzlich unwesentlich und unmerIkbar sind.
  • , Schließlich erübrigen. sich Extramaßnahmen dafür, daß die Bewegungen der Teile des Lenmiskoidenlenkers in richtiger Ordnungsfolge geschehen bzw. die Bahnkurve nach Erreichung eines Totpunktes nicht etwa auf dem gleichen, schon zurückgelegten Ast #vieder rücklä#ufig erfolgen könnte. Hierfür ist schon das tatsächliche Risiko minimal aus folgenden Ursachen: Vor allem steht die Len-ker-Steuerung unter ständiger Belastung tan-,-,ential zur Taumelscheibe durch das Reaktionsmoment der Anlage, welches entgegengesetzt zur Drchrichtung der Welle i wirkt und welche Belastung einer rückläufigen Bewegung des Mechanismus effektiv entgegenwirkt, und außerdem wirkt auch die polare Mussenträgheit des ganzen Taumelscheibenkörpers um den schräg gestellten Kurbelzapf-en der Kurbelwelle im günstigsten Sinne, d. h. zumindest hemmend gegen eine rückläufige Bewegung des Lenker-Systems.
  • Durch eine einfache Maßnahme kann aber noch eine weitere Garantie für die richtigeOrdnungsfolge der Lenker- und Koppelgliedbewegungen dadurch erreicht werden, daß der Totalschwerpunkt des cranzen Lemniskoidenlenkers nach der Seite desjenigen Gegenlenkers 8 bzw. 9 hin verlegt ist, welcher in bezug auf die Drehrichtung der Welle i hinten liegt. So befindet sich in den Fig. 6 bis io der Schwerpunkt des Koppelgliedes 1:2 auf der rechten Seite der durch den Mittelpunkt 15 gehenden Axialsymmetrieebene, indem auf dielser Seite zwei Exzenterscheiben an-geordnet wurden, und auch der rechte Lenker 9 ist entsprechend schwerer als der links befindliche. Wenn -nun die Drehrichtung der Welle,i so ist, daß sich der Lenker 9 bezüglith. dieser Drehrichtung hinten befindet, dann wird er durch das Reaktionsmoment der Maschine stärker und auf Knickung belastet, während der Lenkeir 8 auf Zug und gering-er belastet ist; eine reichlichere Dimensionierung dieses Lenkers 9 ist also auch schon aus Festigkeitsgründen motiviert. Durch die unsymmetrische 2N4,as#senwirkung innerhalb der Leigkersteuerung wird also eine weitere Garantie für die Aufrechterhaltung der richtigen Ordnungsfolge der Lenkerbeewegungen geschaffen. ,Selbstredendkann die praktische Verwirklichung des Erfindungsgedankens auf vielerlei Art den verschiedenen Formen von Taumelscheibentriebwerken angepaßt und dementsprechend gestaltet werden. So könnten beispielsweise auch die Airgelpt m.kte io und -i i derLenkerführung auf dem Taumelscheibenkörper angeordnet und der Mittelpunkt 15 des Koppelgliedes 1:2 mitden unbeweglichenMaschinenteilen, z. B. MLas#chineng--#häuse oder Fundament, gelenkig gekoppelt werden an Stelle der im dargestellten Beispiel gezeigten, umgekehrten Anordnnng. Die gezeigten und geschilderten Beispiele stellen lediglich eine Charakterisierung,des Prinzips dar und bilden keine Grenze für die Reichweite und die Anwendbarkeit anderer Ausführungsformen oder Kombinationen für die Anwendung von Lemniskaten- bzw. Lemniskoi-denlenkern in gekoppelter Zusammenarbeit mit irgendwelchen Formen von Taumeltrieben oder für andere Ausführungsformen der Kopplung zwischen den beiden Bewegungsmechanismen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Automatisch gesteuerte Verankerungseinrichtung für die Taumelscheibe von Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit Taumeltrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel zwischen der Peripherie ,der Taumelscheibe und dem Masehinengehäuse, welche Mittel die Rotation der Taumelscheibe relativ zum Maschinengeliäuse verhindern und gleichzeitig dieOszillationen der in der-Tatimelscheibenebene liegenden Radialstrahlen um die geometrischeLängsachse derKurbelwelle gemäß den kinernatischen Gesetzen des Taumeltriebes zwangsläufig regeln, wenigstens eine mit dem Taünieltrielb parallel gekoppelte, unter dem Fachausdruck Lemniskatenlenker oder Lemniskoidenlenker bekannte Lenkervorrichtung aufweisen, die derart einerseits mit der Peripherie der Taumelscheibe und andererseits mit dem Maschinenge115,use gelenkig verbunden ist, daß die an. sich nur eindeutig bestimmte lemnis-Ikatenfärmige Bewegungsbahnen zulassende Lenkervorrichtung durch die kippen-den Bewegungen der Taumelscheibe bei jeder Urndrehung der Maschine zur Vol#lführ#ung einer lemnisikatenförmigen Bewegungsbahn gebracht wird, wobei'sie rückwirkend die tangentialen Oszillationen der in der Taumelscheibenebene liegenden Radialstrahlen um die geometrische Längsachse der Kurbelwelle gemäß der Kinematik des Taumeltriebes zwangsläufig regelt, derart, daß sämtliche in der Taumelscheibenebene gelegenen Punkte gleichen Abstandes ' von deren Zentrum untereinander wenigstens annäheTnd gleichgestaltete räumliche lemniskatenförmige Bewegungsbahnen durchlaufen. ?- Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die TaumeIsch-eibe (:2) gelenkig mit einem Punkt (15) des Koppelgliedes (12) des Lemniskaten bzw. Lemniskoidenlenkers gekoppelt ist, während die Gegenlenker (8, 9) des Lemniskaten- bzw. Lemnigkoidenlenkers: gelenkig an einem unbeweglichen Maschinenteil gelagert sind. 3. Einrichtung nach Anspruch i, da-durch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verankerung zwischen der Taumelscheibe (2) und dem unbeweglichen Maschinentei.1 unter dem Einfluß eines Elementes steht, welches eine elastische Nachgiebigkeit der Verankerung gestattet. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, 'dadurch gekennzeichnet, daß das elastische nachgiebige Element eine Nachgiebigkeit der Verankerung in zur Maschinenwelle (i) annähernd paralleler Richtung gestattet. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische nachgiebige Element an wenigstens einem der gelenkigen Angelpunkte (io, ii) der Geggenlenker (8, 9) angeordnet ist. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen in den Gelenkpunkten (13, 14) zwischen dem I,'-oppelgl,ied (12) und den Gegenlenkern (8, 9) des Leinniskaten- bzw. Lemniskoidenlenkers als versetzt nebeneinanderliegehde,ein festes Stück bildende Exzenter§cheiben (i3o, 140, 141) ausgebildet sind, welche so viel größere Radien haben als -der Abstand zwischen den Gelenkpunkten - .(13, 14) des Koppelgliedes, daß in dem zwischen diesenGelenkpunkten (13, 14) gelegenenKoppelpunkt (15) ein Universalgelenik mit für die auftretenden Belastungen ausreichender Dimen-,sionierung vorgesehen werden kann. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtschwerptnikt der beweglichen Teile der mit dem Taumeltrieb parallel gekoppelten Lenkervorrichtung (8, 9, 12-) nach der Seite desjenigen Gegenlenkers (9) der Lenkervorrichtung hin verlegt ist, welcher mit Bezug auf den Drehsinn der Maschinenwelle (i) hinten liegt.
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