CH129979A - Getriebe an Verbrennungskraftmaschinen mit gegenläufigen Kolben. - Google Patents

Description

  Getriebe an     Verbreniinngskraftmaschinen    mit     gegenläufigen    Kolben.    Der Forderung, nach     Brennkraftmaschinen     von grosser Leistung bei geringem Gewicht       und    grosser Einfachheit würden naturgemäss  am meisten die im Zweitakt arbeitenden  Maschinen und von diesen diejenigen mit       gegenläufigen    Kolben entsprechen. Letztere  haben gegenüber den gewöhnlichen Zweitakt  maschinen als Vorzüge keine Zylinderdeckel,  geringere Kolbengeschwindigkeit bei gleicher  Leistung, sowie die Möglichkeit des Nach  füllens durch Versetzen der die beiden Kolben  steuernden Kurbeln. Nichtsdestoweniger haben  diese Maschinen noch nicht die ihnen gebüh  rende Verbreitung gefunden. Die Schwierig  keit lag im Triebwerk.

   Das für diese Ma  schinen übliche Triebwerk ist zu kompliziert  und zu schwer.  



  Die vorliegende Erfindung stellt eine Lö  sung dieses Problems für Verbrennungskraft  maschinen mit paarweise nebeneinander an  geordneten Zylindern dar und besteht darin,  dass auf jedem Zylinderteile je zwei Kolben  durch     Schwinghebel    miteinander und mit der         Kurbelwelle    verbunden sind, und dass diese  quer zu den Zylindern angeordnet ist.  



  Auf der Zeichnung sind mehrere Ausfüh  rungsbeispiele des     Erfindungsgegensta.ndea     dargestellt, und zwar zeigen       Fig.    1 ein Motorgehäuse mit dem in ihm  befindlichen Getriebe im Längsschnitt nach  der Linie     1-I    der     Fig.    2,       Fig.    2 einen Längsschnitt nach der Linie       II-11    der     Fig.    1,       Fig.    3 eine Endansicht des Getriebes bei  abgenommenem Gehäusedeckel,       Fig.    4 eine andere Maschine im Längs  schnitt nach der Linie     V-V    der     Fig.    5,

         Fig.    5 einen Längsschnitt nach der Linie       VI-VI    der     Fig.    4,       Fig.    6 eine Endansicht des Getriebes bei  abgenommenem Gehäusedeckel,       Fig.    7 einen Längsschnitt durch eine  weitere Maschine nach der Linie     IX-IX    der       Fig.    8,       Fig.    8 einen Längsschnitt nach der Linie       X-X.    der     Fig.    7,           Fig.    9-11 drei verschiedene Ausführungs  beispiele in schematischer Darstellung,       Fig.    12 eine Gesamtdarstellung einer Ma  schine im Längsschnitt,

         Fig.    13 eine Endansicht zu     Fig.    12,       Fig.    14 einen     Querschnitt    zu     Fig.    12,       Fig.    15 einen zu     Fig.    12 rechtwinkligen  Längsschnitt,       Fig.    16 denselben Längsschnitt ohne die  innern Zylinder- und Getriebeteile,       Fig.    17 einen     Querschnitt    durch die zur  Lagerung der Schwinghebel dienende Brücke,       Fig.    18 einen Längsschnitt durch eine  weitere Maschine nach der Linie     XX-XX     der     Fig.    19,

         Fig.    19 einen Querschnitt nach der Linie       XXI-XXI    der     Fig.    18,       Fig.    20 eine Draufsicht auf die Kurbel  welle, Schubstangen und Schwinghebel der       Fig.    18.  



  Nach     Fig.    1-3, die einen . Motor mit  vier Zylindern darstellen, besitzt das Motor  gebäuse ein Oberteil 1 und ein Unterteil 2  und ist an beiden Enden mit den  Deckeln 6 verschlossen. Die vier Zylinder 3  sind in das Gehäuse 1, 2 eingegossen und  paarweise     ober-    beziehungsweise unterhalb  der Kurbelwelle quer zu dieser angeordnet.  Die Kurbelwelle 4 ist zwischen den beiden  Gehäusehälften 1 und 2 gelagert und zwi  schen den Zylindern der beiden Zylinder  paare mit einem Kurbelzapfen 5 versehen.

    An den Kolbenzapfen 9, der in den vier Zy  lindern 3 hin- und     herbeweglichen    Kolben 7  sind kurze Kolbenstangen 8     angelenkt.    Je  auf derselben Zylinderseite arbeitende Kol  ben 7 jedes Zylinderpaares sind mittelst der  zugehörigen Kolbenstangen 8 an je einem  gemeinsamen durchgehenden Zapfen 10 an  gelenkt. Die beiden Zapfen 10 auf beiden  Zylinderseiten sind in Schwinghebeln 11 be  ziehungsweise 16 fest gelagert, die mit ihren  Naben 17 beziehungsweise 18 schwingbar  auf den Achsen 12 sitzen. Von den beiden  Zapfen 10 der Schwinghebel 11 und 16 sind  der obere auf der einen Seite durch eine  Schubstange 13 und der untere auf der an  dern Seite der Zylinder durch eine Schub-         stange    14 mit dem Kurbelzapfen 5 gekuppelt.

    Um ein Durchbiegen der Zapfen 10 zu ver  hüten sind an den Schwinghebeln 17 und 18  neben den Schubstangen 13 beziehungsweise  14 Stützarme 15 vorgesehen. Die Einlass  schlitze E und die     Auslassschlitze        g    der  obern Zylinder 3 sind zu denjenigen der un  tern Zylinder übers Kreuz angeordnet, so  dass unterhalb des den     Auslass    steuernden  Kolbens ein den Einlass steuernder Kolben an  geordnet ist und umgekehrt.  



  Die Wirkungsweise des Getriebes geht  aus     Fig.    1 hervor. In der gezeichneten Stel  lung befinden sich die obern Kolben 7 am  Ende des Expansionshubes, während sich die  untern Kolben 7 am Ende des Kompressions  hubes befinden. Der die     Auslassscblitze        A.     steuernde Kolben 7 passiert seine äussere       Totpunktlage    früher als der andere. Trotz  dem alle Kolben auf die gleiche Kurbel ar  beiten, bewegen sich die Kolben in jedem  Zylinder gegenläufig. Ferner bewegen sich  die Kolben der obern Zylinder auf jeder  Seite entgegengesetzt zu den Kolben der un  tern Zylinder. Natürlich können mehr als  zwei Zylinderpaare auf eine Kurbelwelle ar  beiten.

   In diesem Falle besitzt diese zweck  mässig mehrere entsprechend zueinander ver  setzte Kurbelzapfen. Ebenso können     aueh    bei  Maschinen mit zwei Zylinderpaaren beide  Zylinderpaare auf derselben Seite der Kurbel  angeordnet werden, beispielsweise auf der  obern, wobei die Kolben jedes Zylinderpaares  auf eine besondere Kurbel der Kurbelwelle  arbeiten. Es können auch Maschinen mit nur  zwei Zylinder ausgeführt werden. Das Ge  triebe kann auch für     Viertaktmaschinen    Ver  wendung finden.  



  Bei dem Vierzylindermotor nach     Fig.    4-6  sind auf jeder Zylinderseite je zwei Kolben,  die in auf beiden Seiten der Kurbelwelle 4 über  einander angeordneten Zylindern arbeiten durch  einen Schwinghebel 11,     lla    beziehungsweise  16,     16a    miteinander verbunden; diese Schwing  hebel sind auf beiden Zylinderseiten mit ihren  Naben 17 beziehungsweise 17a, 18, 18a auf  einer Achse 12 gelagert und mittelst einer  Schubstange 13 beziehungsweise 13a, 14,     14a,         die an einen Arm 19 beziehungsweise 19a,  20, 20a des Schwinghebels angreift mit der  Kurbel 5 verbunden. Die Schubstangen 13a  und 14a wirken direkt auf die Kurbel 5,  während die Schubstangen 13, 14 an den  Schubstangen 13a, 14a     angelenkt    sind.

   Die  Schubstangen 13 und 13a     beziehungweise     14,     14a    bilden einen Winkel.  



  Der Winkel zwischen den     Schubstangen     13 und     13a    beziehungsweise 14 und 14a be  dingt eine     Phasenscbiebung    in der Bewegung  der Schwinghebel 11 und 11a beziehungs  weise     16a    und 16 damit auch der zugehörigen  Kolbenpaare 7. Bei dem Motor nach     Fig.    4-6  sind deshalb die Arbeitsspiele in allen vier  Zylindern zeitlich verschieden. Dies hat den  Vorteil; dass die Beanspruchung des Trieb  werkes um fast die Hälfte kleiner ist, als  bei der Anordnung nach     Fig.    1-3, und dass  gleichzeitig das Drehmoment der Triebwelle 4  bedeutend     gleiehmässiger    ist.  



  Nach     Fig.    7 und 8 ist die Kurbel  welle zwischen den beiden Hälften 21 und  21a des zweiteiligen Rahmens gelagert. An  diesem Rahmen sind die Lager 22a der       Schwinghebelaehsen    12 und die beiden Motor  gehäuseteile 1 und 2 in nicht gezeichneter  Weise befestigt. Er besitzt Ösen 22 zum  Festschrauben der Maschine. Dieser zweitei  lige Rahmen 21, 21a erleichtert die Montage  des Triebwerkes; er nimmt die durch die  Kolben auf die Achsen 12 übertragenen Kräfte  auf und entlastet das Motorgehäuse 1, 2 von  diesen Kräften.  



  Nach     Fig.    9 hat die Kurbelwelle des  Motors zwei Kurbeln 5 und 5' die gegen  einander     um    den Winkel     a    versetzt sind.  Die Zapfen 10 der Schwinghebel, an denen  die Kolbenstangen 8 angreifen, sind wie beiden  schon beschriebenen Getrieben mit der Schwing  hebelachse 12 in einer Ebene angeordnet.  Die Zapfen 13' 14' an den Schwinghebeln  19 und 20, an denen die Schubstangen 13,  14     angelenkt    sind, sind aber nicht in dieser  Ebene angeordnet, sondern gegen die Kurbel  welle zu versetzt, derart, dass ihre Endlagen  in einer durch die     Kurbelwellenachse    ge-         henden    Ebene liegt.

   Infolgedessen sind die  beiden Totpunkte der Kolben wie bei einem  normalen Kurbeltrieb gegeneinander um 180   versetzt und der Expansionshub und der  Kompressionshub dauern gleich lang. Damit  trotzdem der den     Auslass    steuernde Kolben  dem den Einlass     steuernden    Kolben in jedem  Zylinder voreilt, ist der den     Auslass    steuernde  Kolben jeweils mit der Kurbel verbunden,  welche der andern um den Winkel a voreilt.  



  Infolge der Versetzung der Drehpunkte  13', 14', werden die Schubstangen und die  Kurbelwelle weniger beansprucht. Ferner  wird die Zeitdauer des Expansionshubes der  jenigen des Kompressionshubes gleich.  



  Auch nach     Fig.    10 sind die Zapfen 13',  14', an welchen die Schubstangen 13, 14 an  gelenkt sind, gegenüber der Ebene durch die       Schwinghebelachse    und der Zapfen 10, an  welchen die     Kolbenstangen    8     angelenkt    sind,  nach einwärts gegen die Kurbelwelle zu so  versetzt, dass ihre Endlagen auf der gleichen  Ebene durch die     Kurbelwellenachse    liegen.  Die Kolben in jedem Zylinder arbeiten auf  verschiedene Kurbelzapfen 5, 5' der Kurbel  welle; die zueinander um den Winkel     ss    ver  setzt sind.

   Der Winkel     ,ss    ist kleiner als  180 , damit die den     rluslass    steuernden Kol  ben, denen, die den     Eimass    steuern vor  eilen.  



       Fig.    11 stellt ein Ausführungsbeispiel dar,  bei welcher die Arbeitsspiele in den vier  Zylindern zeitlich gegeneinander verschoben  sind. Alle Kolben arbeiten auf eine einzige  Kurbel. An den Schwinghebeln sind die  Drehzapfen 13', 14 ', an welchen die Schub  stangen 13, 14     angelenkt    sind, und die  Drehpunkte     13a',        14a',    an welchen die Schub  stangen 13a, 14a     angelenkt    sind, gegenüber  den Zapfen 10, an welchen die Kolben  stangen 8     angelenkt    sind; nach einwärts gegen  die Kurbelwelle zu versetzt.  



  Bei dem in     Fig.    12 bis 17 gezeichneten  Ausführungsbeispiel werden von den Kolben 7  durch die Kolbenstangen 8 die Schwinghebel  arme 11 beziehungsweise 11a, 16 und 16a  angetrieben, die auf je     eitler    Achse 12 sitzen:      Die Achsen 12 sind paarweise     conaxial    in je  einer hohlen Brücke 24 gelagert. Diese Brücken  24 sind mittelst durchgehenden Schrauben 28  auf je vier Ansätze 29 am Motorgehäuse  festgeschraubt. Die Ansätze 29 haben     Aus-          nehmungen    für die     Lagerdeckel    25, die mit  den Brücken durch Schrauben 26 verbunden  sind. Natürlich könnten Lagerbüchsen für  die     Schwinghebelachse    12 in der Brücke an  geordnet sein.

   Auf den Achsen 12 sitzen die       gegabelten    Schwinghebelarme 19 beziehungs  weise     19a,    20 und     20a,    an welchen die  Schubstangen 13, 13a beziehungsweise 14  und     14a        angelenkt    sind. Die Schubstangen  13,     13a    beziehungsweise 14,     14a    auf jeder  Zylinderseite bewegen sich in derselben Ebene  und arbeiten auf denselben Kurbelzapfen.  Die Schubstangen 13 und 14 sind mit je  einer Gabel 33 am Kurbelzapfen     angelenkt,     zwischen deren Schenkel der Kopf 34 der  andern Schubstange     13a    beziehungsweise     14a     angeordnet ist.

   Die Brücken 24 verbinden  die beiden Zylinderpaare und nehmen die  Kräftewirkungen des Getriebes auf. Die Zug  kräfte werden von den Schrauben 28 aufge  nommen, so dass das Gehäuse vorwiegend  nur auf Druck beansprucht wird. Es ist da  her möglich, das Gehäuse aus Leichtmetall  herzustellen und dadurch das Gewicht des  ganzen Motors erheblich zu verringern.  



  Bei der in     Fig.    18 bis 20 dargestellten  Maschine sind an den beiden Gehäusehälften  1, 2 auf beiden Zylinderseiten mittelst der  durchgehenden Schrauben 28 einteilige Ge  häusedeckel 30 angeschraubt. Jeder der beiden  Deckel 30 ist mit zwei Endlagern 31 und  mit einem mittleren Lager 32 für die Schwing  hebelachsen 12 versehen. Auf diesen sind  je zwei Schwinghebel 11 und     11c    gelagert,  an welchen die Schubstangen 13,     13a    und  <I>14,</I>     14.a        angelenkt    sind. Diese bewegen sich  je in einer eigenen Ebene und sind neben  einander an der Kurbelwelle 4     aneelenkt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Getriebe an Verbrennungskraftmascbinen mit gegenläufigen Kolben und paarweise nebeneinander angeordneten Zylindern, dadurch gekennzeichnet; dass auf jeder Zylinderseite je zwei Kolben durch Schwinghebel miteinander und mit der Kurbelwelle verbunden sind, und dass diese quer zu den Zylindern angeordnet ist. UNTERANSPRüCHE 1. Getriebe anVerbrennungskraftmaschinen mit paarweise angeordneten Zylinderpaaren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinghebel der beiden Zylinder paare eine Kurbel der Kurbelwelle an treiben, die zwischen den beiden Zylinder paaren angeordnet ist.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel auf jeder Zylinderseite durch eine Schubstange mit einem Schwinghebel zapfen verbunden ist, derart, dass von den beiden Zapfen der eine sich auf der einen Seite der Kurbelwelle und der andere auf der andern Seite befindet. 3. Getriebe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, dass auf jeder Zylinderseite die beiden Kolben jedes Zylinderpaares mittelst Kol benstangen an einem gemeinsamen Zapfen angreifen, der durch den Schwinghebel mit dem Zapfen auf der andern Seite der Kurbelwelle verbunden ist. 4. Getriebe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-3, gekennzeichnet durch Stützarme an den Schwinghebeln für die Zapfen. 5.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2., dadurch gekennzeich net, dass auf beiden Zylinderseiten die vier Kolben der beiden Zylinderpaare durch je vier voneinander unabhängige Schwing hebel und gelenkig miteinander verbundene Schubstangen mit der Kurbel in Verbindung stehen, so dass die vier Verbrennungen in den beiden Zylinderpaaren nacheinander erfolgen. 6.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-2 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schwinghebel auf jeder Zylinderseite auf einer gemeinsamen aus Gehäuse fest angeordneten Achse gelagert sind. .i. Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus zwei Hälften zusammengeschraub ter Rahmen vorgesehen ist, zwischen dessen beiden Hälften die Kurbelwelle ge lagert ist und an dem zwei Hälften des Motorgehäuses befestigt sind. B.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schwinghebel auf Achsen gelagert sind, die in Lagerböcken sitzen, welche an den Rahmenhälften befestigt sind, so dass die Achsen ohne Auseinan- derschrauben der Rahmenteile aus- und eingebaut werden können. 9. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzapfen der Schwinghebel, an denen die Schubstangen angreifen gegenüber den Schwinghebel zapfen, auf welchen die Kolben wirken, noch einwärts gegen die Kurbelwelle zu versetzt sind. 10.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinghebelzapfen für die Schub stangen so versetzt sind, dass ihre End- lagen in einer durch die Kurbelwellen achse gehenden Ebene liegen. 11. Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 9 an Verbrennungskraftmaschi- nen, bei denen die Kolben Ein- und Aus lassschlitze steuern, dadurch gekennzeich net, dass die den Einlass und den Auslass steuernden Kolben auf besondere Kurbel zapfen arbeiten, welche gegeneinander versetzt sind, damit die den Auslass steu ernden Kolben den andern voreilen.

   12. Getrieb nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeich net, dass die Kurbelzapfen unter einem stumpfen Winkel gegeneinander versetzt sind. 13. Getriebe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 9 und 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kurbelzapfen unter einem spitzen Winkel zueinander versetzt sind. 14. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinghebel in einer Brücke gelagert sind, die an einem Motorgehäuse abgestützt ist. 15. Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mit Ansätzen versehen ist, auf welchen die Brücke mit Hilfe durch gehender Schrauben festgeschraubt ist. 16.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke mit Lagerdeckeln versehen ist. 17. Getriebe nach Patentanspruch an Ma schinen mit beiderseits der Kurbelwelle einander gegenüber angeordneten Zylinder paaren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben von je zwei Zylinderpaaren auf jeder Zylinderseite paarweise durch je einen Schwinghebel und eine Schubstange mit der gleichen Kurbel der Kurbelwelle verbunden sind, und dass eine der beiden Schubstangen mit einer Gabel und die andere mit einem Kopf zwischen den Schenkeln der Gabel an der Kurbel an greifen und beide Schubstangen sich in der gleichen Ebene bewegen. 18. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Zylinder seiten Gehäusedeckel mit dem Gehäuse verbunden sind, in denen die Schwing hebelachsen gelagert sind. 19.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusedeckel einteilig und mittelst durchgehender Ankerbolzen an Gehäuse hälften festgeschraubt sind. 20. Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 18 an Maschinen mit beiderseits der Kurbelwelle einander gegenüber an geordneten Zylinderpaaren, bei welchen die Kolben an je zwei Zylinderpaaren auf jeder Zylinderseite paarweise auf zwei auf einer Achse gelagerten Schwinghebel wirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel mit einem mittleren Lager zur Abstützung der Schwinghebelachse zwi schen den Schwinghebeln versehen ist. 21.

   Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 18 an Maschinen mit beiderseits der Kurbelwelle einander gegenüber an geordneten Zylinderpaaren, bei welchen die Kolben von je zwei Zylinderpaaren auf jeder Zylinderseite paarweise durch je einen Schwinghebel und eine Schub stange der Kurbelwelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schub stangen sich alle in verschiedenen Ebenen bewegen und nebeneinander an der Kurbel welle angreifen.