DEK0019567MA

DEK0019567MA -

Info

Publication number: DEK0019567MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 21. September 1953 Bekanntgemacht am 11. Oktober 1956Registration date: September 21, 1953. Advertised on October 11, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Der Gegenstand; der Erfindung ist ein Kurbeltriebwerk für Kolbenmaschine!!, das-gegenüber dem Bekanntem wesentliche Vorteile aufweist.The object; the invention is a crank mechanism for piston engine !!, that-opposite to Has known significant advantages.

Die allgemein, übliche Anordnung bei Kurbeltriebwerken: ist so, daß auch bei sternförmiger Anordnung der Zylinder deren Kolben auf eine Welle wirken. Es sind auch Kurbeltriebwerke bekannt, deren Kolben nach außen auf ortsfest gelagerte Kurbelwellen: wirken, die ein Zahnrad tragen und mittels dessen entweder den, ganzen Rlotor oder nur die angetriebene Welle in Drehbewegung versetzen. Es ist auch bekannt, dabei das Betriebsmittel durch Kanäle in der Welle in die Zylinder zu. leiten und mittels der Drehbewegung Zu- und Abfluß zu regeln. -The general, customary arrangement for crankshaft drives: is such that even with a star-shaped arrangement of the cylinders their pistons on a shaft works. There are also known crankshaft drives, the pistons of which are fixedly mounted on the outside Crankshafts: act that carry a gear and by means of it either the whole rotor or only set the driven shaft in rotation. It is also known to do the equipment through Channels in the shaft in the cylinder too. direct and by means of the rotary movement to inflow and outflow rules. -

Radial nach außen wirkende Kurbeiltriebwerke sindi besonders für Schiffsantrieb geeignet, weil jeder Kolben, pro· Umdrehung der Hauptwelle mehrere Hübe ausführen, kann, so daß wesentlich kleinere Zylinder notwendig sind. Jedoch erfordert der Antrieb von. Schiffen größte Einfachheit und. unbedingte Zuverlässigkeit. Diesen Grundbedingungen entsprechen solche Kurbeltriebwerke keineswegs. Die Anordnung vieler kleinerer Zylinder ist nurRadially outwardly acting crank drives are particularly suitable for ship propulsion because each piston can perform several strokes per revolution of the main shaft, so that much smaller ones Cylinders are necessary. However, the drive from requires. Great simplicity and ships. unconditional Reliability. Such crankshaft drives in no way correspond to these basic conditions. The arrangement of many smaller cylinders is only

609 657/129609 657/129

K 19567 Ia/14aK 19567 Ia / 14a

dann vorteilhafter, wenn die Mechanik einfacher und dadurch die Fehlerquellen weniger werden. Ortsfest gelagerte Kurbelwellen erfordern Pleuelstangen, die mit ihren Lagern die Zahl der Fehlerquellen erhöhen und außerdem einen erheblichen Seitendruck auf die Kolben, erzeugen.more advantageous if the mechanics are simpler and the sources of error are fewer. Stationary crankshafts require connecting rods, which with their bearings, the number of sources of error and also generate considerable side pressure on the pistons.

Auch bei energieübertragenden Koibenimaschinen. wirken sich die erwähnten Nachteile aus. Beispielsweise machen die auftretenden, SeitendrückeEven with energy-transmitting Koibeni machines. the disadvantages mentioned have an effect. For example, make the occurring, side pressures

ίο auf die Kolben die Verwendung· von elastischen Dichtungen unmöglich. Auch die Raumfrage ist bei derartigen Maschinen meist so< einschneidend, daß sie die Verwendung von, Pleuelstangen verbietet.ίο on the pistons the use of elastic Seals impossible. The question of space is usually the same with machines of this type drastic that it forbids the use of connecting rods.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung beseitigt alle diese Nachteile und bietet wesentliche Vorteile. Insbesondere schafft er die Möglichkeit, MoitOTSchiffsantriebe rikeh dem Baukastenprinzip für größte Schiffseinheiten herzustellen, wie er auch energieübertragende Kolbenmaschinen ermöglicht, die so> wenig Raum beanspruchen, daß sie beispielsweise in, dem Felgenraum von Kraftfahrzeugen untergebracht werden können.The object of the present invention is eliminated all of these disadvantages and offers significant advantages. In particular, it creates the opportunity MoitOT ship propulsion systems use the modular principle to manufacture for the largest ship units, as it also enables energy-transferring piston engines, which> take up so little space that they are, for example, in the rim space of motor vehicles can be accommodated.

Die Erfindung besteht darin, daß bei sternförmig angeordneten und radial nach außen wirkenden Zy-.The invention consists in that when arranged in a star shape and acting radially outward Zy-.

lindern, deren Kolben auf je eine Kurbelwelle ·■-■ wirken, jede Kurbelwelle schwingend angeordnet ist und ihre Lagerzapfen in Ringlagern drehbar gelagert sind, welche ihrerseits in Führungsausschnitr ten des zylindertragenden Körpers hin- und herrollen, während die Kurbelzapfenlager kreuzkopfartig zwischen. Führungsflächen des zylindertragenden Körpers · SO' geführt sind, daß bei den Umdrehungen der schwingenden Kurbelwellen keine Seitendrücke auf die Kolben erfolgen können, Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil der schwingend, angeordneten Kurbelwellen ist, daß der Füllungsgrad der Zylinder bei Zweitaktmotoren, dem des Viertaktmotors entspricht. Gegenüber dem bekannten, symmetrischen. Diagramm der Kolbengeschwindigkeit entsteht durch die Schwingbewegung der Kurbelwellen eine Geschwindigkeitsverlagerung. Dadurch verweilt der Kolben in der Auspuffstellung langer, SO' daß eine vollständige Ausspülung der Restgase möglich wird. Der Zweitaktmotor ist -für Schiffsantrieb bewährt. Ein. solcher, nach dem Vorschlag der vorliegenden, Erfindung gebaut, stellt praktisch eine vielzylindrige Dampfmaschine in bezug auf die Mangelanfälligkeit, aber in bezug auf den Wirkungsgrad einen Viertaktmotor dar. Die Möglichkeit, nach dem Erfindungsvorschlage solche Motoren reihenweise auf eine durchgehende Schiffswelle wirken zu lassen, ermöglicht, größte Schiffsteinheiten mit Dieselmotorenr antrieb' auszurüsten, der nicht mangelanfälliger ist als eine Dampfmaschine.relieve, whose pistons each act on a crankshaft · ■ - ■, each crankshaft arranged swinging is and their journals are rotatably mounted in ring bearings, which in turn in guide cutout ten of the cylinder-carrying body roll back and forth, while the crank pin bearing cross-headed between. Guide surfaces of the cylinder-carrying body · SO 'are guided that in the Revolutions of the oscillating crankshafts, no side pressures can be exerted on the pistons, Another very important advantage of the swinging, arranged crankshafts is that the Degree of filling of the cylinders in two-stroke engines, which corresponds to that of the four-stroke engine. Compared to the well-known, symmetrical. The piston speed diagram is created by the oscillating movement speed shift of the crankshafts. As a result, the piston stays longer in the exhaust position, SO 'that it is completely flushed out the residual gases becomes possible. The two-stroke engine has been tried and tested for ship propulsion. A. such, built according to the proposal of the present invention, practically constitutes a multi-cylinder steam engine in terms of susceptibility to defects, but in terms of efficiency a four-stroke engine The possibility, according to the proposal of the invention, such engines in rows on one Allowing a continuous ship shaft to work makes it possible to use the largest ship units with diesel engines drive ', which is no less prone to failure than a steam engine.

Bei energieübertragenden Kolbenmaschinen nachIn the case of energy-transmitting piston machines, according to

dem Vorschlage der Erfindung wird in Weiterbil-the proposal of the invention is in further training

" dung derselben der Zu- und, Abfluß des Trieb-the inflow and outflow of the instinctual

,-■·, mittels in so viele Teile zerlegt, wie Hübe des Arbeitskolbens.-vorgesehen, sind. Da bei derartigen Maschinen die Welle gegenüber dem Rotor die Funktion eines Steuerschiebers ausübt, werden die Zu- und die Abflußöffnungen paarweise so nebeneinander in der Welle angeordnet/daß sich der Kolbenhub- damit deckt und ihre paarweise Anzahl mit der Kolbenhubzahl übereinstimmt., - ■ ·, divided into as many parts as the number of strokes of the working piston. are. Since in machines of this type the shaft acts as a control slide relative to the rotor, the Inlet and outlet openings arranged in pairs next to each other in the shaft / that the Piston stroke thus covers and their number in pairs corresponds to the number of piston strokes.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. ι einen Ausschnitt aus dem Erfindungsgegenstand als Zweitaktmotor mit einem Zylinder im Schnitt, "Fig. Ι a section of the subject of the invention as a two-stroke engine with a cylinder on average, "

Fig. II einen Ausschnitt aus dem Erfindungsgegenstand als energieübertragende Kolbenmaschine mit einem Zylinder in Ansicht bei geschnittener Welle,II shows a section from the subject matter of the invention as an energy-transmitting piston machine with a cylinder in view with a cut shaft,

Fig. III den Schnitt A-B nach Fig. I.Fig. III the section AB according to Fig. I.

In, das feststehende Gehäuse 1 ist die Welle 2 fest und nicht drehbar eingesetzt. Auf ihr sind ■— ebenfalls nicht drehbar — die Sonnen räder 8 fest angebracht, an deren Stelle bei entsprechender konstruktiver Ausführung Zahnkränze fest und nicht drehbar am feststehenden Gehäuse vorgesehen werden können. Zwischen den beiden Sonnenrädern, 8 ist der zylindertragende Körper 3 auf der Welle 2 drehbar gelagert, in dem die Zylinder sternförmig angeordnet sind. Der Rotor 3 hat für jeden Zylinder an seinem Umfange Ausschnitte, deren, Seiten flächen2,a die Führungsflächen für das Kurbelzapfenlager 5 jedes Kolbens darstellen. Weiter ist der Rotor mit Führungsausschnitten 3j versehen, in denen die Ringlager 6 hin- und herrolden können, In diesen Ringlagern 6 sind die Kurbelwellen, 4 drehbar-gelagert. Bei .dieser Anordnung kann der Kolben infolge der Führung an den Flächen 3_a nur genau axiale Auf- und Abwärtsbewegungen ausführen, wobei er die Kurbelwelle dreht, und, dabei führen die Lagerzapfen der Kurbelwellen 4 in und mit den Ringlagern 6 in den Führungsausschnitten: 3₆ Hin- und Herbewegungen aus.In, the fixed housing 1, the shaft 2 is fixedly and non-rotatably inserted. On her are ■ - also not rotatable - the sun gears 8 firmly attached, in their place with appropriate structural design sprockets can be provided fixed and non-rotatable on the stationary housing. Between the two sun gears 8, the cylinder-carrying body 3 is rotatably mounted on the shaft 2, in which the cylinders are arranged in a star shape. The rotor 3 has cutouts for each cylinder on its circumference, the side surfaces 2, a represent the guide surfaces for the crank pin bearing 5 of each piston. The rotor is also provided with guide cutouts 3j in which the ring bearings 6 can roll back and forth. The crankshafts 4, 4 are rotatably mounted in these ring bearings 6. In this arrangement, the piston can only perform exactly axial up and down movements due to the guidance on the surfaces 3 _a , whereby it rotates the crankshaft, and the bearing journals of the crankshafts 4 lead in and with the ring bearings 6 in the guide cutouts: 3 ₆ back and forth motions.

Die Kurbelwellen 4 tragen, an beiden Enden, die fest angebrachten, Planetenräder 7, die in, die Son,-nenräder 8 eingreifen und. auf diesen abrollen, wodurch sie den ganzen Rotor 3 in Drehbewegung versetzen;. Mit dem Rotorkörper 3 fest verbunden ist der Brückenring 11, der gewissermaßen ein Teil des Rotors 3 ist und in Ausschnitten die Schwenkbewegungen, der Kurbelwellen 4 mit den Planetenrädern 7 gestattet. Dieser Brückenring 11 ist eine Kupplungsscheibe, die beispielsweise mit einer Anzahl Löcher auf einem Teilkreisdurchmesser versehen, ist, in welche die Mitnehmerzapfen 12 der auf der angetriebenen, — und beispielsweise durch die Welle 2 hindurchgeführten — Welle 14 längs verschiebbar angeordneten Kupplung 13 eingreifen,The crankshafts 4 carry, at both ends, the fixed, planetary gears 7, which engage in, the Son, -nenräder 8 and. roll on these, whereby they set the whole rotor 3 in rotation ;. Firmly connected to the rotor body 3 is the bridge ring 11, which to a certain extent is a part of the rotor 3 is and in sections the pivoting movements, of the crankshafts 4 with the planet gears 7 are permitted. This bridge ring 11 is a Clutch disc, which is provided with a number of holes on a pitch circle diameter, for example, is, in which the driving pin 12 of the driven, - and for example by the shaft 2 passed through - shaft 14 engage the longitudinally displaceable coupling 13,

Zwecks weiterer Untersetzung wird an einem oder an beiden/Enden' der Kurbelwellen4 ein weiteres Planetenrad 9 fest angebracht, das in ein am Gehäuse 1 drehbar gelagertes Sonnenrad 10 eingreift. For the purpose of further reduction, one or at both / ends' of the crankshafts4 another Planet gear 9 firmly attached, which engages in a sun gear 10 rotatably mounted on housing 1.

Die Räder 9 und 10 stellen einen weiteren Planetenradtrieb dar. Die auf der Welle 14 längs verschiebbare Kupplung 13 kann den, Kraftflüß einerseits vom Rotor 3 auf die Welle 14 direkt und andererseits über den Planetenradtrieb 9 und 10 auf diese leiten. Sie kann auch den Kraftfluß unterbrechen, und so. Freilauf geben. Geschieht der Kraftnuß über den Planetenradtrieb 9/10, dann entstehtThe wheels 9 and 10 represent a further planetary gear drive The coupling 13, which is longitudinally displaceable on the shaft 14, can provide the power flow on the one hand from the rotor 3 to the shaft 14 directly and on the other hand via the planetary gear 9 and 10 lead to this. It can also interrupt the flow of power, and so. Give free run. Happened to the power nut via the planetary gear 9/10, then arises

657/129'657/129 '

Claims

K 19567 Ia/14aK 19567 Ia / 14a

Reduction of the shaft revolutions in that the planetary gear 7 drives the rotor 3 in one direction of rotation, the planet gear 9 but the loose sun, -. wheel 10 rotates in the opposite direction of rotation. The ratio of this reduction is determined by the Unr difference in the number of teeth of the planet gears 7 and 9 determined. Is the planetary gear 9 for example larger than the planetary gear 7, then takes place at the same Direction of rotation of the rotor 3 Reversal of the direction of rotation of the shaft 14 with the corresponding Locking of the coupling 13.

In the case of energy-transferring piston machines, it is usually the implementation of the driven. wave 14 unnecessary by the rotor shaft 2. In that case, the shaft 2 is not made hollow. The access and drain lines 15 and 16, 16 are in shaft 2 in pairs> arranged next to one another that they coincide with the piston strokes.

Offense claims:

ι. Crank drive for energy-generating and energy-transmitting piston machines, with star-shaped angocdneten and radially outward acting, cylinders, their pistons, each on one ■ Crankshaft act, characterized in that each crankshaft (4) is arranged to oscillate is and their journals are rotatably mounted in ring bearings (6), which in turn in, Füh, - · Roll cutouts of the cylinder-bearing body (3) back and forth, while the crank pin bearings (5) like a cross head between guide surfaces (3 ") of the cylinder-bearing Body (3) are guided so that during the revolutions the vibrating crankshafts do not exert any side pressure on the pistons be able.

2. Crank drive for energy-generating and energy-transmitting piston machines, according to Claim 1, characterized in that at both ends of the oscillating crankshafts planet gears are fixedly arranged in a manner known per se, which engage in fixed sun gears, and that at least one At the end of the crankshafts next to the planetary gear, another planetary gear (9) is attached: which is in another, freely rotatable sunbath (10) engages, and that a clutch (13) the flow of force either directly from the rotor (3) or via the planetary drive (9, 10) to the driven one Wave (14) leads or interrupts him.

3. Crank mechanism for energy-generating and energy-transmitting piston machines, according to Claim 1 and 2, characterized in that the driven shaft (14) is through the hollow non-rotatable shaft (2) is passed.

4., Crank drive for energy-generating and energy-transmitting piston machines according to Claims 1 to 3, characterized · that several cylinders are arranged on the same plane next to one another so that their pistons on the same. Crank pins act.

5. Crankshaft drive for energy-generating and energy-transferring-piston machines «according to Claim 1 to 4, characterized in that friction wheels are used instead of gear wheels are. ,, where the sun gears are expediently replaced by friction rims on their inner surfaces roll the planetary friction wheels ,.

6. crankshaft drive for energy-transmitting piston machine «, according to claim 1 to 5, because 'by, characterized in that the inflow and outflow of the energy source is broken down into so many parts is how piston strokes are provided per revolution of the rotor, and that these are in pairs so are next to each other so that they match the piston strokes.

Considered publications:
German Patent Nos. 538199, 66088; French Patent No. 500 365;
U.S. Patent No. 2,603,194.

1 sheet of drawings