CH200762A - Kolben für Kraftmaschinen. - Google Patents

Description

      ,Kolben    für Kraftmaschinen.    Die     Erfindung    bezieht sich auf einen Kol  ben für Kraftmaschinen und besteht darin,  dass zwischen der Schubstange und dem Kol  ben ein die Bewegungen nach allen Seiten  freigebendes Kugelgelenk eingeschaltet ist  und Vorrichtungen vorhanden sind, welche  die Schwenkbewegung der Schubstange aus  nützend dem Kolben eine fortlaufende  Drehung bezüglich der Schubstange erteilen.  



  Ein Beispiel des     Erfindungsgegenstandes     ist auf der Zeichnung vereinfacht dargestellt.       Fig.    1 zeigt den Längsschnitt nach der  Schnittlinie     I-I    der     Fig.    2 und       Fig.    2 den Querschnitt nach der Schnitt  linie     II-II    der     Fig.    1 durch einen Kolben  für eine     Gegenkolbenbrennkraftmaschine.     



  Der Kolben 1 ist an die Schubstange 2 an  gelenkt, welche die Kolbenkraft über einen  Waagehebel 3 auf eine nichtgezeichnete, wei  tere Schubstange und dann auf die ebenfalls  nichtgezeichnete Kurbelwelle überträgt. Die  Schubstange 2 besitzt einen Kugelkopf 4, mit  welchem sie in zwei     Kugelpfannen    5 und 6  des Kolbens gelagert ist. Die Kugelpfanne 5    liegt auf einer Schulter 7 des Kolbens 1 auf,  die Kugelpfanne 6 ist gegen die Ring  schraube 8 abgestützt. Durch Einstellen der  Ringschraube 8 kann das im Betrieb notwen  dige Lagerspiel des Kugelzapfens in seinen  Pfannen genau eingestellt werden. Die Ring  schraube kann nach Einstellung durch einen  Stiften 9 gegen Drehung gesichert werden.  Die Schubstange 2 ist somit gegenüber dem  Kolben nach allen Seiten schwenkbar und  ausserdem noch um ihre eigene Achse drehbar  gelagert.  



  In den Kolben ist ausserdem eine zylindri  sche Büchse 10 eingesetzt und mittels eines  Stiftes 11 gegen Drehung gesichert.     Auf    der  Innenfläche der Büchse 10 liegen zwei  federnde     Sprengringe    12 und 13 auf, die  beide an der Stelle 14 aufgeschlitzt sind. Ihr  Durchmesser ist     etwas    grösser gehalten als der  innere Durchmesser der Büchse 10, so dass  sie nach dem Einsetzen in die Büchse einen  Druck auf deren Innenfläche ausüben. Jeder  Sprengring besitzt eine Bohrung 15     bezw.    16,  in welche je ein     Schaltstift    17     bezw.    18 des      Bolzens 19 eingreift. Der Bolzen 19 ist  gegenüber der Schubstange 2 mittels eines  Stiftes 20 gegen Drehung gesichert.  



  Die während des Betriebes auftretenden  Schwenkbewegungen der Schubstange wer  den auf die Schaltstifte 17 und 18 und auf  die Sprengringe 12 und 13 übertragen. Ver  schiebt der     Schaltstift    17 den Sprengring 12  in     Richtung    des Pfeils 21, so wird der Ring  aufgesprengt, er bekommt eine grössere Haft  reibung gegenüber der Büchse 10 und dem  Kolben 1, so dass er den Kolben infolge der  Reibung in drehender Bewegung     mitver-          schiebt.    Wird umgekehrt der Schaltstift 15  in Richtung des Pfeils 22 verschoben, so wird  er den Sprengring zusammenziehen und von  der Büchse 10 lösen. Die Büchse 10 und der  Kolben werden dann an der Bewegung nicht  teilnehmen.

   Die innere Fläche der Büchse 10  wird dann über die äussere     Fläche    des     Spreng-          ringes    hinweggleiten.  



  Der Schaltstift 18 macht die gleichen Be  wegungen wie der     Schaltstift    17, jedoch zeit  lich so verschoben, dass der Sprengring     f3     dann gelöst wird, wenn der Ring 12 ge  sprengt wird und umgekehrt. Es wird somit  der Kolben beständig im Sinn des Pfeils 21  durch die Schaltstifte 17 und 18 angetrieben,  so dass er im Sinn des Pfeils 21 während  seiner Hubbewegung auch noch eine drehende  Bewegung erhält.  



  Um die schädliche Wirkung des Ölfilms  zwischen den Sprengringen 12     bezw.    13 und  der Büchse 10 zu verhindern, sind in den       Sprengringen    Rillen eingedreht, so dass schon  durch geringe Drücke der Ölfilm vernichtet  wird.  



  Der Vorteil der der     Achsialbewegung    des  Kolbens überlagerten Drehbewegung besteht  darin, dass der Kugelzapfen allseitig in die  Kugelpfannen eingeschliffen wird, so dass  eine genaue Kugelfläche     entsteht.    Gelangen  Fremdkörper zwischen die Gleitflächen der  Lagerung - sei es am Kugelgelenk oder an  der     Zylindergleitfläche    - so werden sie nicht  in einer ständig gleichbleibenden Bahn ein  gerieben, sondern auf immer neue Stellen der  Gleitfläche verbracht. Der Fremdkörper wird    in kürzester     Zeit    verrieben, so     dass    er dem La  ger nicht schaden kann.

   Bliebe aber umge  kehrt, wie bei den bekannten Ausführungen,  der     Fremdkörper    immer in der gleichen Bahn,  so würde durch die Reibung zunächst der  Baustoff     erwärmt    und deshalb die Gleitfläche  aufgeworfen, was eine     vermehrte        Reibung     zur Folge hätte, die wiederum die; Tempera  tur erhöhen würde. Es kommt dabei zu einer  erhöhten Abnützung, die weiter     temperatur-          erhöhend    wirken     würde,    und zwar so lange,  bis eine Riefe sich ausgebildet hätte.  



  Die gleiche Wirkung wie durch     Spreng-          ringe    kann auch durch Klemmringe erreicht  werden, welche um in zylindrisches Stück  des Kolbens gelegt durch die Schwenkbewe  gung der Schubstange eine oszillierende Dreh  bewegung erhalten:

   Die oszillierende     Dreh-          Bewegung    der     Klemmringe        wird        dann    in eine  ständig     fortlaufende        Drehbewegung    des Kol  bens umgewandelt.

       Weiter    könnten auch Ke  gelzahnräder     verwendet    werden, von denen  eines an der Schubstange und ein anderes am  Kolben befestigt wäre, wobei eines der Zahn  rüder ein     Sperrklinkengetriebe    erhalten  würde, so dass     durch    die Sperrklinke der Kol  ben in ständig     fortlaufender    Drehbewegung  durch die oszillierende Bewegung der     Schub-          Stange    angetrieben     würde.     



  Die Vorrichtung nach der Erfindung  kann so ausgebildet     sein,    dass bei einer Ma  schine mit einer Drehzahl von 1500     min-1     der Kolben ausser der hin- und hergehenden  Bewegung zum Beispiel auch noch 8 bis  10     Umdrehungen    in der Minute ausführt. Die       beschriebene        Vorrichtung        gestattet        einen     nachgiebigen Antrieb des Kolbens, so dass  beim Eintreten zu     grosser    Widerstände gegen  die Drehbewegung des Kolbens kein Teil       übermässig    belastet wird, sondern einfach die  Drehbewegung aussetzt.

   Besonders wichtig  ist dabei, dass eine     Periodität    nicht entstehen  kann,     sondern    dass     immer    neue Stellungen  des Kolbens im Zylinder entstehen.  



  Die     Erfindung    kann angewendet werden  ebensogut wie auf     Brennkraftmasehinen    auch  auf Dampfmaschinen, Pumpen, Verdichter  und andere     Kolbenmaschinen:         Besonderen     Vorteil    erhält der nachgiebige  Antrieb, weil die nachgiebigen     Ratschkupp-          lungen,    z. B. die Klemmringe,     Sprengringe,          Klemmgesperre    usw. nicht zu hohe Kräfte  auf die Kolben übertragen, so dass keine un  zulässigen hohen     Belastungen    entstehen.

   Ins  besondere dürfen die     Beschleunigungs-        bezw.     Verzögerungskräfte bei dem     intermittieren-          den    Antrieb keine zu hohen Werte erhalten.  Die Erfindung kommt insbesondere dann voll  zur Geltung, wenn es sich um Maschinen mit  hohen Drehzahlen und hohen     Lagerbelastun-          gen    handelt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolben für Kraftmaschinen, dadurch ge- l@ennzeichnet, dass zwischen der Schubstange tand dem Kolben ein die Bewegungen nach allen Seiten freigebendes Kugelgelenk einge schaltet ist und Vorrichtungen vorhanden sind, welche die Schwenkbewegung der Schubstange ausnützend dem Kolben eine fortlaufende Drehung bezüglich der Schub stange erteilen. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Kolben nach Patentanspruch, gekennzeich net durch Sprengringe (12 und 13), die im Betriebe durch Schaltstifte (17 und 18) des Kugelzapfens (4) derart verschoben werden, dass sie dem Kolben eine ständig drehende Bewegung erteilen. \12. Kolben nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass in den Reibungsflächen der Sprengringe Rillen vorhanden sind. welche die Wirkung des Ölfilms zwischen den Reibungsflächen vernichten. 3. Kolben nach Patentanspruch, gekennzeich net durch Klemmringe, die durch Schalt stifte (17 und 18) des Kugelzapfens (4) derart verschoben werden, dass sie dem Kolben eine ständig drehende Bewegung erteilen. 4.

   Kolben nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Reibungs flächen der Klemmringe Rillen vorhanden sind, welche die Wirkung des Ölfilms zwi schen den Reibungsflächen vernichten. 5. Kolben nach Patentanspruch, gekennzeich net durch ein Kegelzahnradgetriebe, wel ches mit Hilfe einer Sperrklinke, die Schwenkbewegungen der Schubstange aus nützend, dem Kolben eine Drehbewegung erteilt. 6.

   Kolben nach Patentanspruch, gekennzeich net durch zwei gleichachsig zur Mantel bohrung liegende Sprengringe (12 und 13), die durch je einen Schaltstift (17, 18) der Schubstange derart hin- und hergedreht werden, dass bei der Drehung eines Spreng- ringes im einen Sinn der Kolben unter Sprengung des Ringes mitgenommen wird, im entgegengesetzten Sinn aber infolge des Zusammenziehens an der Drehung des Ringes nicht teilnimmt.