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Vorrichtung zur Umwandlung einer geradlinig hin und her gehenden Bewegung
in eine fortlaufende Drehbewegung, insbesondere für Brennkraftmaschinen Gegenstand.,der
Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Umformung einer geradlinig hin und her .gehenden
Bewegung in eine fortlaufende Drehbewegung, insbesondere bei B:rennkraftmaschinen,
bei welcher die Kolbenstange mit einem im Motorgehäuse drehbar gelagerten Winkelhebel
verbunden ist, der mit einer auf der getriebenen Welle befestigten Kurbelscheibe
zusammen arbeitet. Es sind bereits Getriebe bekannt, bei denen eine Drehbewegung
in eine hin und her gehende mittels eines tangentialen Radanschlages umgesetzt wird.
Derartige Vorrichtungen bedürfen aber verhältnismäßig großer Ausmaße. Außerdem sind
Vorrichtungen bekannt, die Kurvenscheiben aufweisien, die mittels eines Winkelhebels
eine zwangsläufige Bewegung der beweglichen Teile, insbesondere des Kolbens, bewirken.
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Diesen bekannten Einrichtungen gegenüber unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand
(dadurch, @daß durch eine Kurvenscheibe und einen Winkelhebel nur der Rückhub der
parallel geführten Kolbenstange erfolgt, während die Kolbenstange beim treibenden
Hube sich mit ihrem Ende auf einen beweglichen Ansatz einer auf der getriebenen
Welle befestigten Scheibe stützt.
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Ein weiteres Merkmal ,der Erfindung besteht darin, @daß der kreisrund
ausgebildete Teil (des Gehäuses, der @die auch als Schwungmasse wirkende, auf der
angetriebenen Welle sitzende Scheibe umschließt, als Führungsbahn für -den beweglichen
Ansah (der Scheibe dient.
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Durch die neue Konstruktion, bei welcher ,der Drehpunkt des Winkelhebels
.innerhalb des Umfanges jenes Teiles liegt, auf den der Kolben einwirkt, wird eine
besonders ge-(drungene Bauart erreicht.
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Die Kolbenstange :ist starr mit (dem Kolben verbunden, so daß für
Zweitaktmotoren z. B. unterhalb (des Kolbens eine Kompressionsvorkammer durch das
Gehäuse gebildet wind.
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Die Kolbenstange wirkt stets nur in tangentialer Richtung zum Schwungrad,
so @daß irgendwelche der Achse usw. querlaufende Erschütterungen derselben ausgeschlossen
sind.
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Die Rückkehr des Kolbens erfolgt lediglich unter dem Einfluß einer
einzigen Kurvenscheibe auf den einen Arm des Winkelhebels, dessen anderer Arm mit
der Kolbenstange verbunden ist, so daß ein leichter Gang ,der Maschine gewährleistet
.ist.
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Von Einrichtungen bekannter Art unterscheidet sich die Erfindung (dadurch,
daß der schräge Arara einen Daumen besitzt, der von einem auf der Welle aufgekeilten
Schwungrad
beeinflußt wird, und zwar zu dem Zeitpunkt, in welchem
sich der Winkelhebel innerhalb ides Umfanges fides Schwungrades bewegt und der eine
Arm des besagten Winkelhebels mit der Kolbenstange so verbunden ist, daß eine gegenseitige
Bewegung der Teile möglich -ist und ferner der andere Arm dies Winkelhebels von
einer Kurvenscheibe betätigt wind, die fest auf dem Schwungrad sitzt und einen nahezu
radialen Teil hat, an ,dessen Enden sich ein kurvenförmiges Stück verschiedener
Charakteristik anschließt.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus einer Welle, die in einem Gehäuse eingezapft ist, welches den Motorzylinder
trägt. Diese Welle hat einen schrägen Arm, auf dessen Ende z. B. .die Kolbenstange
eines Treibkolbens den Überträgt, und -zwar in tangentialer Richtung zu ;dem durch
die Drehung des Arms beschriebenen Kreis, indem er einen Hebel antreibt, der in
dem Gehäuse eingezapft ist und fidurch einen Hebedaumen des Drehsystems geführt
wird, um !das Motorglied (Kolbenstange) während seines Rückstoßes anzutreiben.
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Eine besonders für -die Anwendung auf Motoren bevorzugte Form der
Erfindung besteht darin, fidaß man den ,schrägen Arm in Form eines Vorsprunges ausbildet,
der von einem auf die angetriebene Welle aufgekeilten Schwungrad vorspringt, und
dem die Hebedaumen oder die Führungen angepaßt werden, ,die dazu fidienen, den Rück-.
gangshebel für :die Kolbenstange zu führen.
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Andere Eigenschaften der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
hervor.
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Auf fider Zeichnung ist die Erfindung durch Ausführungsbeispiele erläutert.
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Abb. i stellt einen Längsschnitt dar, in ,der ,in Abb. 2 durch die
Linie i-i angegebenen Richtung. Diese Konstruktion ist für fidie Arbeit mit einem
Zylfiin-der ausgebildet, wobei der Kolben eine Vorwärtsbewegung und eine Rückwärtsbewegung
auf je eine Umdrehung des Schwungrades ausführt. Die Abbildung zeigt den Triebkolben
in fider Lage, in der er sich bei Beginn =des Vorwärtsstoßes befindet.
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Afibb. 2 stellt eine Seitenansicht dar, wobei das Gehäuse :des Schwungrades
zum Teil weggenommen ist und im Durchschnitt gezeigt wird.
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Abb. 3 ist eine der Abb. i ähnliche Ansicht, jedoch werden die Teile
.hier .in der Stellung gezeigt, die sie beim Anfang des Rückstoßes,des Kolbens einnehmen.
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Abb. 4. zeigt als Detail zu Abb. 2 den Hebel, der .die richtige Lagerung
,des Vorsprungs das Schwungrades sichert, auf welchen der Bewegungseffekt ausgeübt
wind. Abb. 5 zeigt im Längsschnitt ähnlich Abb. i eine andere Anordnung, bestimmt
für die Arbeit mit einem Motor, der je zwei Vorwärts- und Rückwärtsstöße des Kolbens
auf eine Umdrehung des Schwungrades gestattet.
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Abb.6 und 7 zeigen in größeren Maßen die Ausführung des führenden
Hebedaumens für :den Hebel, der den Rückstoß des Triebkolbens sichert.
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Das Schwungrad ist aufgekeilt auf einer Welle 2, die .in dem Gehäuse
3 eingezapft ist, das den Motorzylinder q. trägt und zugleich seinen Mantelbilde,.
In dem Motorzylinder q. bevegt sich der Kolben 5 mit der Kolbenstange.6, welche
zwei Rollen 7 trägt, die in fiden Schleifen 8 :der Kurbelhebel 9 eingreifen, welche
bei io in dem Gehäuse 3 auf beiden Seiten des Schwungrades i eingezapft sind. Die
Kraftstöße,des Kolbens 5 werden auf däs Schwungrad i durch das Ende der Kolbenstange
6 übertragen, welche tangential zudem Schwungraid auf einen Vorsprung i i einwirkt,
der an .dem Schwungrede vorspringt. Dieser Vorsprung i i, der auf der Peripherie
:des Rades gleitet, ist bei i2 an dem einen Ende des Hebels 13 eingezapft,
welcher seinerseits wiederum bei 1q. auf dem Schwungrad i aufgezapft ist -und an
seinem andern Ende :mit der Rolle 15 versehen ist. Diese Rolle 15 läuft während
der Umdrehung ;des Rades i in dem Gehäuse 3 in der Pfeilrichtung über einen Anschlag
16, wodurch sich die Hebel um den Drehpunkt 14 hin und her bewegen und dabei ein
Hervortreten des Vorsprungs i i -,in dem Augenblick bewirken, .in welchem dieser
Vorsprung der Einwirkung :der Kolbenstange 6 (A.bb. i) unterworfen werden soll,
d. h. während des Kraftstoßes -dieses Kolbenfis, (der in bekannter Weise durch bekannte
Mittel zu bewirken ist und hier nicht dargestellt wird.
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Der Anschlag 15 ist _5o angeordnet, daß während der Bewegung
der I-Colbenstange 6 das Ende -des Vorsprungs i i eine gerade Linie beschreibt.
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Der Vorsprung ii wird hierbei :durch die Wirkung -der Zentrifugalkraft
nach auswärts vorgeworfen, und zwar sowohl infolge seines Gewichts als auch durch
seinen Sitz an dem längeren Arm fides Hebelfis 13. Diese Wirkung vermindert erheblich
die von. der Rolle 15 ausgeübte Kraft, so daß das Auflaufen auf den Anschlag 16
ohne Anprall erfolgt. Andererseits muß auch verhindert wenden, daß der Vorsprung
ii an, der Stange 6 anschlägt, etwa indem der Vorsprung zu früh vorgeworfen wind.'
Zu diesem Zweck sind zwei geneigte Flächen i7 ,ingenügender Entfernung voneinander
angeordnet, welche der Rolle 1,5 einen Durchgang frei lasfisen, und
welche
Flächen hierdurch den Vorsprung Z I in einer gewissen Entfernung von der Stange
6 halten.
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@@rä.lir ericl -des Kraftstoßes, @der:cleni Scli-\vurigrad i durch
-die Kolbenstange 6 mitgeteilt wird, indem diese auf den Vorsprung i i einwirkt,
bewegt diese Stange 6 auch zlie Kurbelhebel 9 (Abb. 2), die sich aus zier Lage.
wie sie in Abb. 3 dargestellt ist, in diejenige nach Abb. r bewegen und auf diese
Weise den Rückstoß des Kolbens 5 bewirken, indem sie seine Kolbenstange 6 in der
BeNvegung beeinflussen. Dieser Vorgang «-iederholt sich --bei jeder Umdrehung des
Rades i.
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Zusätzliche Anschläge oder Führungen sind weiterhin auf beiden Seiten
des Schwungrades i zu den Zwecke angeordnet, zusammen mit dem Nocken i8 I#ührunen
zu bilden, in denen die' Rollen i9 der Hebel 9 eingreifen, uni die Bewegungen des
Schwungrades i und des Kolbens 5 zu vereinheitlichen bzw. auf ,den gleichen Takt
zu bringen, dies besonders deshalb, mit den Kolben in die An-Iäßstellung zu bringen.
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In Abb. 5 trägt :das Schwungra:cl i an beiden Seiten je zwei Anschläge
i8 und 20, um hierdurch zwei Riickstöße .des Kolbens ; bewirken zu können, wobei
.der Hebel 9 zwei 111n und her gehende Bewegungen bei jeder Umdrehung ausführt,
um entweder im Viertakt zu arbeiten oder um zwei Antriebsi.rnpulse pro Umdrehung
zu erzielen. indem man das Schwungrad i noch mit einem zweiten Hebel 13 nebst
Vorsprung i i, wie praktisch angedeutet, und außerdem :das Gehäuse 3 reit einem
zweiten Anschlag 16 versieht.
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Durch entsprechende Vermehrung der Zylinderzahl und der zugehörigen
Steuerorgane, wie Anschläge, Hebel, Schwungräder, welche zusammen auf dieselbe Welle
wirken, ist es erfindungsgemäß mogl'rch, die Kraftanstöße ganz unmerklich zu gestalten
und z. 1). durch die Verwendung von Zylinderkraftruaschinen mit innerer Verbrennung
eine ausgezeichnete Verbrennungsmaschine bzw. Explosionsturbine zu erhalten, die
bei langsamer Um-,drehung einen großen Krafteffekt hat.
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Betrachtet man ,das Zusammenwirken der einzelnen Teile und Glieder
von der statischen Seite, so «.-ird man erkennen. daß. wenn sich das Rad r in der
Pfeilrichtung dreht, die Anschläge 2o die Rollen i9 erfassen, die, indem sie über
deren geneigte Flächen rollen, zwischen diesen Anschlägen 2o und r8 eingreifen und
an dem rechtsliegenden Teil der letzteren entlang laufen, wobei sie (las Hinundhergehen
der Hebel 9 auf ihren Spurzapien io und zugleich :die Bewegung des Kolbens 5 in
der durch den Pfeil in Abb.S gekennzeichneten Richtung bewirken. Während der Fortsetzung
der Drehbewegung des Rades i nähern sich die Rollen i8 der Mitte dieses Rades und
treffen auf einen neutralen Teil 22 der Anschläge 1ö, wodurch eine Per-ioude entsteht,
in welcher sich :die Hebel 9 und der 1#:olben 5 in Ruhe befinden. Darauf bewirkt
der konvexe Teil 23 der Anschläge U@ die eritgegengesetzte Bewegung der Hebel c,
und des Kolbens 5.
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In :den Abb. 6 und j ist Idas äußere Ende der Anschläge i8 mit einer
hin und her gehenden Nas-c 24. versehen, die bei 25 gelagert ist, und dlie die Führungskurve
ausweitet, welche der Anschlag 18 der Rolle i9 und :dein Hebel 9 darbietet.
Diese \Tase 24. hat zwei schiefe Flächen, ;die zu beiden Seiten des Spurzäpfens
25 angeordnet sind, und zwar in dem Teil 2r des Anschlages r8, welcher cler Rolle
i9 sich während des Arbeitsstoßes des Kolbens 5 darbietet, wenn die Rolle rg zwischen
:der Führun- 20 und -dem geraden Teil des :\uschlages r8 eingreift. .Diese Anordnung
hat .den Vorteil, die Hinundherbewegung des Hebels j zu erweitern, um so eine vollkommene
Rückbewegung des Kolbens 5 zu bewirken, ohne claß -di:#se Rückbewegung des Kolbens
mit -lern Beginn des 1,#raftstoßes dieses Kolbens in Kollision gerät. Dieses erreicht
man dadurch, .daß sich die Vase 2d. zu @diesem Zeitpunkte (Abb. j) unter der Einwirkung
der Rolle i9, die auf die schiefe Ebene 26 einwirkt, bereits zurückbewegt hat, um
sich ganz zurückzuziehen oder zurückzuweichen.
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Während dieses Kraftstoßes trifft die Rolle i9 auf die schiefe Ebene
27 urrd bringt die Nase 24 in die in Abb. 6 gezeigte Lage zurück, wo sie
unter der Einwirkung .der Zentrifugalkraft festgehalten wird, um sich aufs neue
der Rolle i9 darzubieten und .durch diese, wie bereits beschrieben, zurückbewegt
zu werden. Außerdem drückt auf die \ase 24 eine leichte Feder 28, um sie besonders
in der in Abb. 6 gezeigten Lage zu halten.