WO2005119093A1 - Vorrichtung zur umsetzung von linearbewegungen in eine drehbewegung - Google Patents

Vorrichtung zur umsetzung von linearbewegungen in eine drehbewegung Download PDF

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WO2005119093A1
WO2005119093A1 PCT/DE2005/000991 DE2005000991W WO2005119093A1 WO 2005119093 A1 WO2005119093 A1 WO 2005119093A1 DE 2005000991 W DE2005000991 W DE 2005000991W WO 2005119093 A1 WO2005119093 A1 WO 2005119093A1
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piston
drive rod
shaft
assigned
crank
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PCT/DE2005/000991
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English (en)
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Inventor
Johann Lüttmers
Original Assignee
Luettmers Johann
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
    • F01B9/023—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft of Bourke-type or Scotch yoke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
    • F16H21/36—Crank gearings; Eccentric gearings without swinging connecting-rod, e.g. with epicyclic parallel motion, slot-and-crank motion

Definitions

  • the invention relates to a device for converting linear movements of at least one piston into a rotating rotary movement of a shaft.
  • thrust crank gears in which the piston is pivotally connected to a drive rod, the free end of which is pivoted on a crank arranged on the shaft.
  • the devices designed as a thrust crank have the disadvantage, however, that by pivoting the drive rod out of the piston
  • the invention has for its object to show a device of the type mentioned, with which the efficiency is improved.
  • the device according to the invention is characterized in that at least one drive rod of the piston is connected in an articulated manner to the free end of a crank arranged on the shaft via a straight guide acting transversely to the piston movement.
  • the kinematic motion sequences thus correspond to those of a cross-slide crank.
  • the drive rod can be connected rigidly or rigidly to the piston, which has the advantage that, with appropriate guidance of the drive rod, which is constructive, uncomplicated and simple to carry out, no lateral forces act on the piston , This leads to reduced friction between the piston and the cylinder wall and thus to a corresponding improvement in the efficiency of the device according to the invention.
  • each crank is a disc which is arranged eccentrically on the shaft.
  • the disc is fixed on a straight, continuous shaft, which is supported by bearings in a machine frame.
  • the disk has an eccentric one for fastening the disk to the shaft
  • a rotary bearing is formed with each disk and in each case with a housing enclosing the disk.
  • the periphery of the disc forms the inner ring of the bearing or carries the inner ring.
  • the housing has a receptacle for the disk, the inner surface of this receptacle forming or receiving the outer ring of the bearing.
  • the transmission of vertical and / or horizontal drive forces to the pane is carried out by the polygon, for example
  • Each pivot bearing is a roller bearing in the device according to the invention.
  • Rolling bearings have the advantage that they require relatively little maintenance and run with low friction. Designs with plain bearings are of course also possible.
  • each piston is arranged in a working cylinder of an engine.
  • All machines are suitable as power machines which exert forces on pistons with the aid of an expansion pressure which can be generated, which move the piston in the working cylinder and thus enable the linear movements of the pistons to be converted into a rotating rotary movement of a shaft via the device according to the invention.
  • a combustion engine in particular an Otto or diesel engine, is particularly suitable as an engine.
  • a multi-cylinder engine can also be realized by multiple arrangement of devices according to the invention with at least one common shaft.
  • each piston and the linear guide there is at least between each piston and the linear guide assigned to it a pulling device acting in the longitudinal direction of the drive rod and allowing a change in distance between the piston and the straight guide is arranged.
  • the pull-out device enables the ignition point in the working cylinders to be shifted to such a crank position in which an expansion pressure present in the respective working cylinder is converted into optimal torques.
  • the mechanics of the pull-out device advantageously make it possible to move the ignition points from the highest piston position, in which the push rod and crank are in the extended position to one another, in the region of the further rotation of the crank, without the piston following this further movement of the crank.
  • the upper turning point of the piston defines the so-called 0 ° position of the crank and consequently the lower turning point of the piston defines the 180 ° position.
  • the invention proposes to place the ignition point in the 45 ° position of the crank with particular advantage.
  • the pressure wave resulting from the ignition is optimally transmitted to the shaft by the device according to the invention in a rotary section following the 45 ° position from approximately 90 ° to the 135 ° position of the crank.
  • the next piston can be fired, which means that the device makes maximum use of the piston forces.
  • the above-described 45 ° position of the crank at which the ignition is to take place can only be seen as the preferred crank position within a range of 0 ° -90 °.
  • each pull-out device is formed by dividing the associated drive rod into at least two drive rod sections that are longitudinally displaceable relative to one another and by at least one holding device assigned to the associated piston.
  • Other configurations of the pull-out device are of course also possible conceivable with which a change in distance between the piston and the straight guide is guaranteed.
  • the longitudinally displaceable drive rod sections are designed as at least one telescopic guide.
  • the holding device which forms the pull-out device together with the drive rod sections, advantageously ensures that, after passing through its upper turning point, the piston passes through the rotating shaft
  • a preferred embodiment of the holding device provides for it to be designed as a link guide which has at least one slideway and at least one sliding block guided along the slideway.
  • the piston is supported on the slide by the sliding block.
  • the slideway has a predetermined course, which is used to control the pull-out device.
  • the slideway fulfills the function of a control curve.
  • the piston engages in the slideway via the sliding block, so that the piston no longer follows the movement of the housing which is eccentrically moved about the shaft due to the control curve.
  • the piston and the sliding block belonging to it are particularly advantageously connected to one another via one of the drive rod sections.
  • the piston is preferably connected to the drive rod section, which is arranged fixedly or immovably on the piston.
  • the remaining connecting rod section is arranged with its free end on the straight guide, or its free end forms part of the straight guide.
  • each slideway is approximately parallel to the associated straight guide and aligned approximately transversely to the associated drive rod and arranged on the housing.
  • each working cylinder is assigned a parallel cylinder which pre-compresses the combustion air.
  • Assignment of a parallel cylinder has the advantage that the working stroke of the working cylinder runs at the same time as the intake stroke of the parallel cylinder, while the compression stroke of the parallel cylinder runs at the same time as the extension stroke of the working cylinder.
  • each parallel piston moved parallel to the working piston which is preferably smaller than that
  • Working piston is, the sucked air can be compressed, and flow through a mechanism, which is designed for example as a valve mechanism, in the working cylinder at about the highest position of its piston.
  • a mechanism which is designed for example as a valve mechanism, in the working cylinder at about the highest position of its piston.
  • the same pressure can still be reached in the fuel consumption after a reduced fuel consumption
  • the internal combustion engine designed according to the invention makes it possible to divide a predetermined volume of an ignitable fuel-air mixture into several working cylinders which are assigned to a single crank.
  • pre-compression can also be produced in another way, for example with a compressor.
  • a pull-out device is also assigned to the respective parallel cylinder in the same way as the working cylinder, which also enables the change in distance between the piston and the straight guide.
  • the working cylinder which also enables the change in distance between the piston and the straight guide.
  • Pull-out device provided.
  • Several pistons can be assigned to each housing, each of which is subjected to expansion pressure by ignition once per revolution of the shaft. This means that several types of conventional combustion engines can be realized on one housing, for example a boxer engine, radial engine, etc.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a device for converting linear movements into a rotating rotary movement of a shaft
  • FIG. 3 a partial view of the embodiment of FIG. 2 in a longitudinal section.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a device for converting linear movements into a rotating rotary movement of a shaft 1.
  • a shaft is assigned to the shaft 1, which is designed as a disk 2 arranged eccentrically on the shaft 1.
  • a rotary bearing 4 is formed with each disk 2 and with a housing 3 enclosing the disk 2.
  • Each pivot bearing 4 is a roller bearing with roller bodies 5.
  • the housing 3 has a number of four straight guides 6, 6 ', 6 ", 6'”.
  • Each straight guide 6, 6 ', 6 ", 6'” consists of a guide rod 7, 7 ', 7 ", 7'” and a block 8, 8 ', 8 “, 8'” held longitudinally displaceably on the respective guide rod.
  • the machine frame 9 also serves to support the shaft 1.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the device in a
  • each piston 11, 11 ', 11 ", 11"' is guided in a stroke-movable manner in each working cylinder.
  • Each piston 11, 11 ', 11 ", 11'” has a drive rod 12, 12 ', 12 ", 12'".
  • the free ends of each drive rod are on the respective associated straight guide 6, 6 ', 6 ", 6'" with that on the shaft
  • crank articulated which is designed here as a disc 2 arranged eccentrically on the shaft.
  • Each pull-out device is divided by a division of the associated drive rod 12, 12 ', 12 “, 12'” into two longitudinally displaceable drive rod sections 13, 13 ', 13 “, 13'” and 14, 14 ', 14 “, 14'” and formed by at least one holding device 15, 15 ', 15 ", 15'” assigned to the associated piston 11, 11 ', 11 ", 11'".
  • the longitudinally displaceable drive rod sections 13, 13 ', 13 “, 13'” and 14, 14 ', 14 ", 14'” are in the form of a telescopic guide.
  • Each holding device 15, 15 ', 15 “, 15'” is a sliding block guide which has a slideway 16, 16 ', 16 ", 16'” and one guided along the slideway
  • a parallel cylinder 18, 18 ', 18 “, 18'”, which pre-compresses the combustion air, is assigned to each working cylinder 10, 10 ', 10 ", 10'".
  • Between each piston 19, 19 ', 19 “, 19'” assigned to the respective parallel cylinder 18, 18 ', 18 “, 18'” and the straight guide 6, 6 ', 6 “, 6'” assigned to it is one in the longitudinal direction of the piston rod 20, 20 ', 20 “, 20'” acting, also allowing the change in distance between the piston 19, 19 ', 19 “, 19'” and the straight guide 6, 6 ', 6 “, 6'” enabling arranged.
  • Fig. 3 shows a partial view of the embodiment of FIG. 2 in a longitudinal section.
  • the same components are labeled with the same reference numbers.
  • 3 reveals that a plurality of rotary bearings 4, 4 ', each consisting of a disk 2, 2' and an enclosing housing 3, 3 ', are arranged one behind the other on the shaft 1.

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Umsetzung von Linearbewegungen wenigstens eines Kolbens in eine umlaufende Drehbewegung einer Welle, ist wenigstens eine Treibstange (12, 12′, 12′′, 12′′′) des Kolbens (11, 11′, 11′′, 11′′′) über eine quer zur Kolbenbewegung wirkende Geradführung (6, 6′ , 6′′, 6′′′) mit dem freien Ende einer auf der Welle (1) angeordneten Kurbel gelenkig verbunden. Jede Kurbel ist eine auf der Welle exzentrisch angeordnete Scheibe (2), so dass mit jeder Scheibe und jeweils einem die Scheibe einfassenden Gehäuse (3) ein Drehlager (4) ausgebildet ist. Jeder Kolben ist in einem Arbeitszylinder einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet.

Description

Vorrichtung zur Umsetzung von Linearbewegungen in eine Drehbewegung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umsetzung von Linearbewegungen wenigstens eines Kolbens in eine umlaufende Drehbewegung einer Welle.
Derartige Vorrichtungen sind als Schubkurbelgetriebe bekannt, bei denen der Kolben schwenkbar mit einer Treibstange verbunden ist, deren freies Ende an einer auf der Welle angeordneten Kurbel drehbeweglich angelenkt ist. Die als Schubkurbel ausgebildeten Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß durch das Ausschwenken der Treibstange aus der vom Kolben ausgeführten
Bewegungsrichtung Druckkräfte auf eine den Kolben führende Führungsfläche, beispielsweise auf eine Zylinderwand ausgeübt werden. Die Druckkräfte bewirken eine Erhöhung der Reibung, die den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der bekannten Schubkurbelgetriebe nachteilig begrenzen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Schubkurbelgetriebe besteht darin, daß einerseits die für die Kraftbeaufschlagung günstigste Stellung des Kolbens im Bereich seines oberen Wendepunktes liegt, aber andererseits das in dieser Kolbenstellung auf die Welle übertragbare Drehmoment aufgrund der gestreckten Stellung der Treibstange zur Kurbel maximal klein ist. Das hat zur
Folge, daß die in den Kolben eingeleitete Antriebskraft nicht optimal auf die Welle übertragen wird, so daß dieser Nachteil maßgeblich zur Begrenzung der mit den Schubkurbelgetrieben erreichbaren Wirkungsgrade führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit der der Wirkungsgrad verbessert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens eine Treibstange des Kolbens über eine quer zur Kolbenbewegung wirkende Geradführung mit dem freien Ende einer auf der Welle angeordneten Kurbel gelenkig verbunden ist. Die kinematischen Bewegungsabläufe entsprechen damit denen einer Kreuzschubkurbel.
Durch die einem Kreuzschubkurbeltrieb ähnliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Treibstange mit dem Kolben fest bzw. starr verbunden werden, woraus sich der Vorteil ergibt, daß bei entsprechender Führung der Treibstange, die konstruktiv, unkompliziert und einfach ausführbar ist, keine Seitenkräfte auf den Kolben einwirken. Dies führt zu verminderter Reibung zwischen Kolben und Zylinderwand und somit zu entsprechender Verbesserung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, daß jede Kurbel eine auf der Welle exzentrisch angeordnete Scheibe ist. Die Scheibe ist auf einer geraden, durchgehenden Welle fest montiert, die über Lager in einem Maschinengestell abgestützt ist. Zur Befestigung der Scheibe auf der Welle weist die Scheibe eine exzentrische
Bohrung auf. Die Kurbel ist somit in das als Scheibe ausgebildete Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung integriert. Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, daß mit jeder Scheibe und jeweils einem die Scheibe einfassenden Gehäuse ein Drehlager ausgebildet ist. Die Peripherie der Scheibe bildet den Innenring des Lagers aus oder trägt den Innenring. Das Gehäuse hat eine Aufnahme für die Scheibe, wobei die Innenfläche dieser Aufnahme den Außenring des Lagers ausbildet oder aufnimmt.
Die Übertragung vertikaler und/oder horizontaler Antriebskräfte auf die Scheibe erfolgt durch das beispielsweise als Mehreckscheibe ausgebildete
Gehäuse, welches die Scheibe als Außenring des Lagers fest umklammert. Damit das Gehäuse die Exzenterbewegung der Scheibe nur soweit mitmacht, wie es zur Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems erforderlich ist, wird es über Zahnräder und Gleitachsen geführt. Jedes Drehlager ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Wälzlager.
Wälzlager haben den Vorteil, daß sie vergleichsweise wartungsarm sind und mit geringer Reibung laufen. Selbstverständlich sind auch Ausgestaltungen mit Gleitlagern möglich.
Nach einer anderen Weiterbildung ist jeder Kolben in einem Arbeitszylinder einer Kraftmaschine angeordnet. Als Kraftmaschinen sind alle Maschinen geeignet, die auf Kolben mit Hilfe eines erzeugbaren Expansionsdruckes Kräfte ausüben, die den Kolben im Arbeitszylinder verschieben und somit über die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Umsetzung dieser Linearbewegungen der Kolben in eine umlaufende Drehbewegung einer Welle ermöglichen. Mit besonderem Vorteil eignet sich als Kraftmaschine eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere ein Otto- oder Dieselmotor. Durch Mehrfachanordnung erfindungsgemäßer Vorrichtungen mit wenigstens einer gemeinsamen Welle läßt sich auch ein Mehrzylindermotor realisieren.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen jedem Kolben und der ihm jeweils zugeordneten Geradführung wenigstens eine in Längsrichtung der Treibstange wirkende, eine Abstandsänderung zwischen Kolben und Geradführung ermöglichende Auszieheinrichtung angeordnet. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Verbrennungskraftmaschine, ermöglicht die Auszieheinrichtung die Verlegung des Zündzeitpunktes in den Arbeitszylindern auf eine solche Kurbelstellung, bei der ein im jeweiligen Arbeitszylinder anstehender Expansionsdruck in optimale Drehmomente umgesetzt wird. Die Mechanik der Auszieheinrichtung ermöglicht es mit Vorteil, die Zündpunkte vom höchsten Kolbenstand, bei dem sich Schubstange und Kurbel in gestreckter Stellung zueinander befinden, in den Bereich der Weiterdrehung der Kurbel zu verlegen, ohne daß der Kolben dieser Weiterbewegung der Kurbel folgt. Der obere Wendepunkt des Kolbens definiert die sogenannte 0°-Stellung der Kurbel und folglich definiert der untere Wendepunkt des Kolbens die 180°-Stellung. Bezogen auf diese Definition ist ein maximales Drehmoment bei einer Kurbelstellung von 90°, also dann, wenn die Kurbel im rechten Winkel zum Hubweg des Kolbens steht, gegeben. Mit besonderem Vorteil schlägt die Erfindung vor, den Zündzeitpunkt in die 45°-Stellung der Kurbel zu legen. Die durch die Zündung entstehende Druckwelle wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem auf die 45°-Stellung folgenden Drehabschnitt von etwa 90° bis auf die 135°-Stellung der Kurbel optimal auf die Welle übertragen. In einem nachfolgenden Drehbereich von etwa 90° bis auf die 225°-Stellung der Kurbel kann die Zündung eines nächsten Kolbens erfolgen, womit eine maximale Ausnutzung der Kolbenkräfte durch die Vorrichtung erreicht wird. Die vorbeschriebene 45°-Stellung der Kurbel, bei der die Zündung erfolgen soll, ist lediglich als bevorzugte Kurbelstellung innerhalb eines Bereiches von 0° - 90° zu sehen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist jede Auszieheinrichtung durch eine Teilung der zugehörigen Treibstange in wenigstens zwei gegeneinander längsverschiebbare Treibstangenabschnitte und durch mindestens eine dem zugehörigen Kolben zugeordnete Halteeinrichtung ausgebildet. Selbstverständlich sind auch eine andere Ausgestaltungen der Auszieheinrichtung denkbar, mit denen eine Abstandsänderung zwischen Kolben und Geradführung gewährleistet ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die längsver- schiebbaren Treibstangenabschnitte als wenigstens eine Teleskopführung ausgebildet.
Die Halteeinrichtung, die zusammen mit den Treibstangenabschnitten die Auszieheinrichtung bildet, sorgt mit Vorteil dafür, daß der Kolben, nach Passieren seines oberen Wendepunktes, der durch die sich weiterdrehende
Kurbel bewirkten Abwärtsbewegung, nicht sofort, sondern zeitverzögert folgt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Halteeinrichtung sieht vor, sie als eine Kulissenführung auszubilden, die wenigstens eine Gleitbahn und wenigstens einen entlang der Gleitbahn geführten Gleitstein aufweist. Der Kolben ist über den Gleitstein an der Gleitbahn abgestützt. Die Gleitbahn weist einen vorbestimmten Verlauf auf, der zur Steuerung der Auszieheinrichtung dient. Die Gleitbahn erfüllt die Funktion einer Steuerkurve. Der Kolben greift über den Gleitstein in die Gleitbahn ein, so daß der Kolben aufgrund der Steuerkurve nicht mehr unmittelbar der Bewegung des um die Welle exzentrisch bewegten Gehäuses folgt.
Mit besonderem Vorteil sind der Kolben und der ihm zugehörige Gleitstein über einen der Treibstangenabschnitte miteinander verbunden. Vorzugsweise ist der Kolben mit dem Treibstangenabschnitt verbunden, der am Kolben fest bzw. unbeweglich angeordnet ist. Dabei ist der jeweils verbleibende Treibstangenabschnitt mit seinem freien Ende an der Geradführung angeordnet, bzw. bildet sein freies Ende ein Teil der Geradführung aus.
Um eine besonders effektive Wirkungsweise der Auszieheinrichtung zu erreichen, ist jede Gleitbahn etwa parallel zur zugeordneten Geradführung und etwa quer zur zugeordneten Treibstange ausgerichtet und an dem Gehäuse angeordnet.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist jedem Arbeitszylinder ein die Verbrennungsluft vorverdichtender Parallelzylinder zugeordnet. Diese
Zuordnung eines Parallelzylinders hat den Vorteil, daß der Arbeitstakt des Arbeitszylinders zeitgleich mit dem Ansaugtakt des Parallelzylinders verläuft, während der Verdichtungstakt des Parallelzylinders zeitgleich mit dem Ausschubtakt des Arbeitszylinders verläuft. Durch jeden parallel zum Arbeitskolben mitbewegten Parallelkolben, der vorzugsweise kleiner als der
Arbeitskolben ist, kann die angesaugte Luft komprimiert werden, und über einen Mechanismus, der beispielsweise als Ventilmechanismus ausgebildet ist, in den Arbeitszylinder etwa bei höchster Stellung seines Kolbens überströmen. Entsprechend der kleineren Luftmenge kann mit einem reduzierten Kraftstoffverbrauch dennoch nach Zündung der gleiche Druck im
Arbeitszylinder im Vergleich zum Kurbelwellenmotor erreicht werden.
Die nach der Erfindung gestaltete Verbrennungskraftmaschine ermöglicht es, ein vorbestimmtes Volumen eines zündfähigen Brennstoff-Luft-Gemisches auf mehrere Arbeitszylinder aufzuteilen, die einer einzigen Kurbel zugeordnet sind.
Statt eines von/erdichtenden Parallelzylinders kann eine Vorverdichtung auch auf andere Art und Weise hergestellt werden, beispielsweise mit einem Kompressor.
Auch dem jeweiligen Parallelzylinder ist in gleicher Weise, wie dem Arbeitszylinder, eine Auszieheinrichtung zugeordnet, welche ebenfalls die Abstandsänderung zwischen dem Kolben und der Geradführung ermöglicht. Selbstverständlich ist auch wieder eine Kulissenführung für die Steuerung der
Auszieheinrichtung vorgesehen. Jedem Gehäuse können mehrere Kolben zugeordnet sein, von denen jeder einmal pro Umdrehung der Welle mit Expansionsdruck durch eine Zündung beaufschlagt wird. An einem Gehäuse lassen sich somit auch mehrere Bauformen üblicher Verbrennungsmotore verwirklichen, beispielsweise Boxermotor, Sternmotor usw.
Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere jeweils aus Scheibe und einfassendem Gehäuse bestehende Drehlager hintereinander auf einer Welle anzuordnen. Damit läßt sich auch die Bauart eines Mehrzylinderreihenmotors verwirklichen und mit Vorteil ist die Möglichkeit gegeben,
Verbrennungskraftmaschinen in Modulbauweise herzustellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Umsetzung von Linearbewegungen in eine umlaufende Drehbewegung einer Welle
Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Verbrennungskraftmaschine in einer Schnittansicht quer zur Welle, und
Fig. 3: eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 in einem Längsschnitt.
In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Umsetzung von Linearbewegungen in eine umlaufende Drehbewegung einer Welle 1 dargestellt. Der Welle 1 ist eine Kurbel zugeordnet, die als auf der Welle 1 exzentrisch angeordnete Scheibe 2 ausgebildet ist. Mit jeder Scheibe 2 und mit jeweils einem die Scheibe 2 einfassenden Gehäuse 3 ist ein Drehlager 4 ausgebildet. Jedes Drehlager 4 ist ein Wälzlager mit Wälzkörpern 5. In Fig. 1 ist angedeutet, daß das Gehäuse 3 eine Anzahl von vier Geradführungen 6, 6', 6", 6'" aufweist. Jede Geradführung 6, 6', 6", 6'" besteht aus einer Führungsstange 7, 7', 7", 7'" und einem an der jeweiligen Führungsstange längsverschiebbar gehaltenen Kloben 8, 8', 8", 8'". Nachfolgend noch näher erläuterte Kolben von im Maschinengestell 9 angeordneten Arbeitszylindern einer Kraftmaschine greifen mit ihren Treibstangen an einem jeweils zugeordneten Kloben 8, 8', 8", 8'" an. Das Maschinengestell 9 dient auch der Abstützung der Welle 1.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bei einer
Verbrennungskraftmaschine. In dem Maschinengestell 9 sind Arbeitszylinder
10, 10', 10", 10'" angeordnet. In jedem Arbeitszylinder ist ein Kolben 11 , 11', 11 ", 11 "' hubbeweglich geführt. Jeder Kolben 11 , 11 ', 11 ", 11 '" weist eine Treibstange 12, 12', 12", 12'" auf. Die freien Enden jeder Treibstange sind über die jeweils zugeordnete Geradführung 6, 6', 6", 6'" mit der auf der Welle
1 angeordneten Kurbel gelenkig verbunden, die hier als auf der Welle exzentrisch angeordnete Scheibe 2 ausgebildet ist. Zwischen jedem Kolben
11 , 11 ', 11 ", 11 '" und der ihm jeweils zugeordneten Geradführung 6, 6', 6", 6'" ist eine in Längsrichtung der Treibstange 12, 12', 12", 12'" wirkende, eine Abstandsänderung zwischen Kolben und Geradführung ermöglichende
Auszieheinrichtung angeordnet. Jede Auszieheinrichtung ist durch eine Teilung der ihr zugeordneten Treibstange 12, 12', 12", 12'" in zwei gegeneinander längsverschiebbare Treibstangenabschnitte 13, 13', 13", 13'" und 14, 14', 14", 14'" und durch mindestens eine dem zugehörigen Kolben 11 , 11 ', 11 ", 11 '" zugeordnete Halteeinrichtung 15, 15', 15", 15'" ausgebildet.
Die längsverschiebbaren Treibstangenabschnitte 13, 13', 13", 13'" bzw. 14, 14', 14", 14'" liegen hier in Form einer Teleskopführung vor.
Jede Halteeinrichtung 15, 15', 15", 15'" ist eine Kulissenführung, die eine Gleitbahn 16, 16', 16", 16'" und einen entlang der Gleitbahn geführten
Gleitstein 17, 17', 17", 17'" aufweist. Die Kolben 11 , 11', 11 ", 11"' sind über die ihnen jeweils zugeordneten Gleitsteine 17, 17', 17", 17'" an den Gleitbahn 16, 16', 16", 16'" abgestützt. Die Kolben 11 , 11', 11 ", 11 "' und die ihnen jeweils zugeordneten Gleitsteine 17, 17', 17", 17'" sind über die Treibstangenabschnitte 13, 13", 13", 13'" miteinander verbunden.
Jede Gleitbahn 16, 16', 16", 16'" ist etwa parallel zur zugeordneten
Geradführung 6, 6', 6", 6'" und etwa quer zur zugeordneten Treibstange 12, 12', 12", 12'" ausgerichtet und an dem Gehäuse 3 angeordnet.
Jedem Arbeitszylinder 10, 10', 10", 10'" ist ein die Verbrennungsluft vorverdichtender Parallelzylinder 18, 18', 18", 18'" zugeordnet. Zwischen jedem, dem jeweiligen Parallelzylinder 18, 18', 18", 18'" zugeordneten Kolben 19, 19', 19", 19'" und der ihm jeweils zugeordneten Geradführung 6, 6', 6", 6'", ist eine in Längsrichtung der Kolbenstange 20, 20', 20", 20'" wirkende, ebenfalls die Abstandsänderung zwischen dem Kolben 19, 19', 19", 19'" und der Geradführung 6, 6', 6", 6'" ermöglichende Auszieheinrichtung angeordnet.
Fig. 3 zeigt eine Teilansicht der Ausführung gemäß Fig. 2 in einem Längsschnitt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Fig. 3 läßt erkennen, daß mehrere jeweils aus einer Scheibe 2, 2' und einem einfassenden Gehäuse 3, 3' bestehende Drehlager 4, 4', hintereinander auf der Welle 1 angeordnet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Umsetzung von Linearbewegungen wenigstens eines Kolbens in eine umlaufende Drehbewegung einer Welle, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß wenigstens eine Treibstange (12, 12', 12", 12'") des Kolbens (11 , 11', 11 ", 11 '") über eine quer zur Kolbenbewegung wirkende Geradführung (6, 6', 6", 6'") mit dem freien Ende einer auf der Welle (1) angeordneten Kurbel gelenkig verbunden ist.0
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß jede Kurbel eine auf der Welle (1 ) exzentrisch angeordnete Scheibe (2) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Scheibe5 und jeweils einem die Scheibe (2) einfassenden Gehäuse (3) ein Drehlager (4) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drehlager (4) ein Wälzlager ist.0 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (11 , 11', 11", 11'") in einem Arbeitszylinder (10, 10', 10", 10'") einer Kraftmaschine angeordnet ist.
5
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmaschine eine Verbrennungskraftmaschine ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Kolben (11 , 11', 11", 11'") und der ihm jeweils zugeordneten o Geradführung (6, 6', 6", 6'") wenigstens eine in Längsrichtung der Treibstange (12, 12', 12", 12'") wirkende, eine Abstandsänderung zwischen Kolben (11 , 11', 11 ", 11 '") und Geradführung (6, 6', 6", 6'") ermöglichende Auszieheinrichtung angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Auszieheinrichtung durch eine Teilung der zugehörigen Treibstange (12, 12', 12", 12'") in wenigstens zwei gegeneinander längsverschiebbare Treibstangenabschnitte (13, 13', 13", 13'"; 14, 14', 14", 14'") und durch mindestens eine dem zugehörigen Kolben (11 , 11', 11 ", 11 '") zugeordnete Halteeinrichtung (15, 15', 15", 15'") ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die längsverschiebbaren Treibstangenabschnitte (13, 13', 13", 13'"; 14, 14", 14", 14'") wenigstens eine Teleskopführung ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halteeinrichtung (15, 15', 15", 15'") eine Kulissenführung ist, daß die Kulissenführung wenigstens eine Gleitbahn (16, 16', 16", 16'") und wenigstens einen entlang der Gleitbahn (16, 16', 16", 16'") geführten Gleitstein (17, 17', 17", 17'") aufweist, und daß der Kolben (11 , 11 ', 11", 11 '") über den Gleitstein (17, 17', 17", 17'") an der Gleitbahn (16, 16', 16", 16'") abgestützt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben und der zugehörige Gleitstein (17, 17', 17", 17'") über einen der Treibstangenabschnitte (13, 13', 13", 13'") miteinander verbunden sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11 , dadurch gekennzeichnet, daß jede Gleitbahn (16, 16', 16", 16'") etwa parallel zur zugeordneten Geradführung (6, 6', 6", 6'") und etwa quer zur zugeordneten Treibstange (12, 12', 12", 12'") ausgerichtet und an dem Gehäuse (3) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Arbeitszylinder (10, 10', 10", 10'") ein die Verbrennungsluft vorverdichtender Parallelzylinder (18, 18", 18", 18'") zugeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem dem jeweiligen Parallelzylinder (18, 18', 18", 18'") zugeordneten Kolben (19, 19', 19", 19'") und der ihm jeweils zugeordneten Geradführung (6, 6', 6", 6'") wenigstens eine in Längsrichtung seiner Kolbenstange (20, 20', 20", 20'") wirkende, eine die Abstandsänderung zwischen dem Kolben (19, 19', 19", 19'") und der Geradführung (6, 6', 6", 6'") ermöglichende Auszieheinrichtung angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gehäuse (3) mehrere Kolben (11 , 11 ', 11 ", 11 '") zugeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere jeweils aus Scheibe (2, 2') und einfassendem Gehäuse (3, 3') bestehende Drehlager (4, 4') hintereinander auf der Welle (1 ) angeordnet sind.
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