DE1939096A1 - Device for converting a reciprocating movement into a rotating movement as a machine element - Google Patents

Description

Bezeichnung: Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine drehende Bewegung als Maschinenelement.Name: device for converting a reciprocating Movement into a rotating movement as a machine element.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine drehende Bewegung oder umgekehrt als Naachinenelement, z.B. für Verbrennungsmotoren.The invention relates to an apparatus for converting a reciprocating motion into a rotating motion or vice versa as a naachine element, e.g. for combustion engines.

Klassische Vorrichtungen dieser Art sind Kurbeltriebe.Classic devices of this type are crank drives.

Es ist bekannt, daß die die Innenwandungen der Zylinder von Verbrennungsmotoren, deren Antriebskraft mit üblichem Kurbeltrieb übertragen wird, derart ungleichmäßig beansprucht werden, daß sie z.B. bei entsprechender Lebensdauer im Querschnitt eiförmig auslaufen.It is known that the inner walls of the cylinders of internal combustion engines, whose driving force is transmitted with the usual crank mechanism, so unevenly It is claimed that they have an egg-shaped cross-section, for example with a corresponding service life leak.

Diese Kurbeltriebe haben außerdem den Nachteil, daß der Wirkungsgrad während einer Hin- und Herbewegung bzw. einer Umdrehung, ausgehend vom Totpunkt, nur verhältnismäßig langsam ansteigt.These crank mechanisms also have the disadvantage that the efficiency during a to-and-fro movement or rotation, starting from dead center, only increases relatively slowly.

Darüberhinaus ist bei einem üblichen Kurbeltrieb das Verhältnis der Amplitude der hin- undhergehenden Bewegung zur Drehbewegung festgelegt, indem eine volle Hin- und Herbewegung jeweils eine volle Umdrehung ergibt, so daß eine diesbezügliche Anpassung an spezifische Erfordernisse nicht möglich ist. Aus diesem Grunde sind bei hochtourigen Motoren die Zylinder verhältnismäßig kurz gebaut, wobei extrem viele Kolbenhübe in der Zeiteinheit zu verzeichnen sind, was eine hohe Beanspruchung von Kolben und Zylindern bedeutet.In addition, in a conventional crank mechanism, the ratio is Amplitude of reciprocating motion to rotary motion determined by a full back and forth movement results in a full turn, so that a related Adaptation to specific requirements is not possible. For this reason are in high-speed engines the cylinders are built relatively short, with extreme many piston strokes in the unit of time are recorded, which is a high stress of pistons and cylinders means.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß der Wirkungsgrad, ausgehend vom Totpunkt, wesentlich rascher ansteigt und über eine große Strecke des Arbeitshubes im Maximum bleibt und daß je nach Erfordernis die Möglichkeit besteht, eine volle Hin- und Herbewegung, z.B.The invention is based on the object of providing a device of the initially described to be designed in such a way that the efficiency, starting from dead center, increases much faster and over a large distance of the working stroke at its maximum remains and that, depending on requirements, there is the possibility of a full back and forth Reciprocation, e.g.

der Pleuelstange in den Bruchteil einer Umdrehung bzw. in eine volle Umdrehung oder in zwei oder mehrere Umdrehungen zu übersetzen.of the connecting rod in a fraction of a turn or a full one Revolution or to translate into two or more revolutions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit wenigstens einer Pleuelstange verbundenes Formstück mittels J?tihrungslager entlang einer ellipsenähnlichen Bahn derart geführt ist, daß ein sich auf der Innenverzahnung abwälzendes Ritzel der das Formstück durchgreifenden Antriebsachse stetig im Eingriff mit dieser Innenverzahnung des hin- und herschwingenden Formstückes ist.This object is achieved in that one with at least a connecting rod connected fitting by means of a joint bearing along an ellipse-like The path is guided in such a way that a pinion rolling on the internal teeth the drive shaft that passes through the fitting is constantly in engagement with this internal toothing of the shaped piece swinging back and forth.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es z.B., Zylinder mit verhältnismäßig langen Arbeitshüben zu verwenden, wobei sich jeweils ein Arbeitshub in zwei oder mehr Umdrehungen umsetzen kann. Eine solche Bauweise führt eu einer geringeren Beanspruchung von Zylinder und Zylinderwandung, aber auch der Ventile. Infolge des höheren Wirkungsgrades der Vorrichtung ergibt sich bei Verbrennungsmotoren eine gewisse Treibstoffersparnis; zumal die Kraftverluste auch insofern geringer sind, als bei der besagten Bauweise die Ventile weniger häufig öffnen.The device according to the invention enables, for example, cylinders with to use relatively long working strokes, each with a working stroke can convert in two or more revolutions. Such a construction leads eu one less stress on the cylinder and cylinder wall, but also on the valves. The higher efficiency of the device results in internal combustion engines some fuel economy; especially since the power losses are also lower are, as in the aforementioned design, the valves open less often.

Zweckmäßigerweise ist die Innenverzahnung des Formstückes im Bereich der Stirnseiten kreisförmig und im Bereich der Längsseiten geradlinig ausgebildet.The internal toothing of the molded piece is expediently in the area the end faces circular and in the area of the long sides straight.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Stangen an den Stirnseiten des Formstückes angelenkt.In a preferred embodiment, the rods are on the Articulated end faces of the fitting.

Vorteilhafterweise liegen die Anlenkstellen beim Arbeitshub jeweils in Verlängerung der zugehörigen Geraden der Verzahnung.The articulation points are advantageously in each case on the working stroke as an extension of the associated straight line of the toothing.

Eine Variante einer Vorrichtung der genannten Gattung, die sich insbesondere für Reihenmotoren eignet, zeichnet sich dadurch aus, daß das freie Ende wenigstens einer Pleuelstange über ein als Querarm ausgebildetes Formstück ohne Innenverzahnung Endlosketten (nicht gezeichnet) antreibt, die symmetrisch beidseits der Pleuelstange und parallel zu deren Schwenkebene angeordnet und entlang einer ellipsenähnlichen Bahn geführt sind, wobei die Dredbewegung von Lagerrädern der Endlosketten abgeleitet ist.A variant of a device of the type mentioned, which is in particular suitable for in-line engines, is characterized in that the free end at least a connecting rod via a shaped piece designed as a transverse arm without internal teeth Endless chains (not shown) drives that are symmetrical on both sides of the connecting rod and arranged parallel to its pivot plane and along an ellipse-like one Track are guided, whereby the dredging is derived from bearing wheels of the endless chains is.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing of exemplary embodiments explained.

Es zeigen: Fig. 1 die Vorrichtung in perspektivischer Darstellung, wobei der besseren Ubersichtlichkeit wegen die Einzelteile in Acharichtung c-c auseinandergezogen gezeichnet sind und Fig. 2 eine Variante der Vorrichtung in einer Darstellung gemäß Fig.l.Show it: Fig. 1 shows the device in perspective Representation, with the individual parts in Acha direction for the sake of clarity c-c are drawn exploded and FIG. 2 shows a variant of the device in a representation according to Fig.l.

Das kettengliedartige Formstück 1 weist eine Innenverzahnung 11 auf. Auf gegenüberliegenden Seiten (Stirnseiten) sind Pleuelstangen 2 bzw. 2t angelenkt bzw. in Schlitten 12 geführt, die mit Kolben von Zylindern eines Verbrennungsmotors (nicht gezeichnet) verbunden sind. Das Formstück 1 ist mit Führungsbolzen 5 versehen, die beidseitig aus seinen Breitseiten herausragen. Diese Führungszapfen greifen in Führungsnuten 8 ein, die in beidseits des Formstückes angeordneten Führungsplatten 3 eingebracht sind. Diese Führungsplatten bilden gleichzeitig das Lager für die s Formstück 1 durchgreifende Antriebswelle 13. Auf der Antriebswelle sitzt im Bereich des Formstückes ein Ritzel 14 fest auf.The chain link-like molded piece 1 has internal teeth 11. Connecting rods 2 and 2t are hinged on opposite sides (end faces) or guided in slide 12 with pistons from cylinders of an internal combustion engine (not shown) are connected. The fitting 1 is provided with guide pins 5, which protrude on both sides from its broad sides. These guide pins take hold in guide grooves 8, which are arranged in guide plates on both sides of the molded piece 3 are introduced. These guide plates also form the warehouse for the s Form piece 1 through drive shaft 13. Sitting on the drive shaft in the area of the shaped piece a pinion 14 firmly.

Der Durchmess < des Ritzels ist kleiner als der Abstand zwischen den Geraden a-a und b-b der Innenverzahnung. Das Formstück 1 ist derart mit seinen Führungsbolzen 5, gegebenenfalls mittels Rollen (nicht gezeichnet) in den Führungsnuten 8 geführt, daß bei einer gleichsinnigen Hin-und Herbewegung der beiden Pleuelstangen 2 und damit k M9rmstUckes 1 das Ritzell4 in stetigem Eingriff mit der Verzehnung ll ist.The diameter of the pinion is smaller than the distance between the straight lines a-a and b-b of the internal teeth. The fitting 1 is so with his Guide pin 5, if necessary by means of rollers (not shown) in the guide grooves 8 led that with a back and forth movement of the two connecting rods in the same direction 2 and thus k M9rmstUckes 1 the Ritzell4 in constant engagement with the deformation ll is.

Hierbei beschreibt das Formstück eine Bewegungsbahn, der geometrischen Grundform des Nutenverlaufes 8 entspricht.Here, the fitting describes a movement path, the geometric one Basic shape of the groove course 8 corresponds.

Beide Führungsplatten 3 weisen im Ausführungsbeispiel Je vier Führungsnuten für die zugehörigen Bolzen 5 des Formstückes 1 auf.In the exemplary embodiment, both guide plates 3 each have four guide grooves for the associated bolts 5 of the fitting 1.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig.l dadurch, daß die entsprechend geformten Enden der Pleuelstangen 2 in Schlitten 12 zu gleiten vermögen, die in den Stirnseiten des Formstückes 1 angeordnet sind, so daß sich die mit dem Formstück 1 integrierten Schlitten 12 mitsamt dem Formstück beim Arbeiten der Vorrichtung auch quer zur Achse A-A bewegen, wohingegen die Pleuelstangen 2 in dieser Achse verbleiben.The embodiment according to FIG. 2 differs from the Embodiment according to Fig.l characterized in that the correspondingly shaped ends of the Connecting rods 2 are able to slide in slide 12, which are in the end faces of the Molded piece 1 are arranged so that the integrated with the molded piece 1 Carriage 12 together with the shaped piece when working the device also transversely to the axis A-A move, whereas the connecting rods 2 remain in this axis.

Aus diesem Grunde können die Pleuelstangen fest mit den Kolben der zugehörigen Verbrennungszylinder verbunden sein, wobei sie Jedoch in einem Lager (nicht gezeichnet) aufgenommen sein müssen, das ihre streng axiale Bewegung sicherstellt; Insbesoniere für Reihenmotoren eignet sich die Vorrichtung in folgender Abwandlung: Die Pleuelstange treibt über einen Querarm Endlosketten an, die symmetrisch beidseits und par lel zur Schwenkebene der Pleuelstange angeordnet nd. Die Endlosketten laufen auf einer Bahn, die dem Verlauf der Innenverzahnung 11 in den Figuren 1 und 2 entspricht, also ellipsenähnlich ist.Because of this, the connecting rods can be firmly attached to the pistons of the associated combustion cylinder be connected, however, in a warehouse (not shown) must be included, which ensures their strictly axial movement; The device is particularly suitable for in-line engines in the following modification: The connecting rod drives endless chains via a transverse arm, which are symmetrical on both sides and arranged parallel to the pivot plane of the connecting rod. The endless chains run on a path that corresponds to the course of the internal toothing 11 in Figures 1 and 2, so it is similar to an ellipse.

Bei diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel wird die Drehbewegung dementsprechend nicht von einer Innenverzahnung eines mit dem Ende der Pleuelstange verbundenen Formstückes sondern von Lagerrädern der Endlosketten abgeleitet.In this modified embodiment, the rotary movement accordingly not of an internal toothing one with the end of the connecting rod connected fitting but derived from bearing wheels of the endless chains.

Der Anwendungsbereich der Vorrichtung ist nicht auf den Bereich von Verbrennungsmotoren beschränkt. Vielmehr ist auch eine Anwendung im Bereich der Pumpentechnik und dergleichan denkbar.The scope of the device is not limited to the range of Internal combustion engines limited. Rather, it is also used in the field of Pump technology and the like are conceivable.

Claims (10)

PatentansprücheClaims 1. Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine drehende Bewegung oder umgekehrt als Naschinenelement z.B. für Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit wenigstens einer Pleuelstange (2) verbundenes Formstück (1) mittels Führungslager (8) entlang einer ellipsenähnlichen bann derart geführt ist, daß ein sich auf der Innenverzahnung (11) abwälzendes Ritzel 414) der das Formstück (1) durchgreifenden Antriebsachse (13) stetig im Eingriff mit dieser Innenverzahnung (11) des hin-und herschwingenden Formstückes ist.1. Device for converting a reciprocating motion in a rotating movement or vice versa as a machine element e.g. for combustion engines, characterized in that one connected to at least one connecting rod (2) Molded piece (1) by means of guide bearings (8) along an elliptical spell in this way is performed that a on the internal toothing (11) rolling pinion 414) the the shaped piece (1) penetrating drive shaft (13) is constantly in engagement with this Internal toothing (11) of the shaped piece swinging back and forth. 2. Yorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die InnenverzahnuRg (11) des Formstückes (1) im Bereich der Stirnseiten des Formstückes kreisbogenförmig undim Bereich der Längsseiten geradlinig verläßt.2. Yorrichtung according to claim 1, characterized in that the internal teeth (11) of the shaped piece (1) in the area of the end faces of the shaped piece in the shape of a circular arc and in the area of the long sides in a straight line. 3. Vortichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Pleuelstangen (2) am Formstück (1) stirnseitig angelenkt sind.3. Vorichtung according to claim 1 or 2, characterized in that two connecting rods (2) are hinged on the end face of the fitting (1). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkstellen beim Arbeitshub jeweils in Verlängerung der zugehörigen Geraden (a-a, b-b) der Innwnverzahnung (11) liegen (nicht gezeichnet).4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the articulation points during the working stroke in each case as an extension of the associated straight line (a-a, b-b) of the internal toothing (11) lie (not shown). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkstellen der Stange (2) in der Symmetrieebene des Formstückes (1) liegen (Fig.l).5. Device according to one of claims 1-3, characterized in that that the articulation points of the rod (2) lie in the plane of symmetry of the shaped piece (1) (Fig.l). 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge.ennzeichnet, daß das stationäre Führungslager für das Formstück (1) durcii beidseitig an demselben angeordnete Platten (3) gebildet ist, die Führungsnuten (8) aufweisen. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized. that the stationary guide bearing for the fitting (1) durcii on both sides of the same arranged plates (3) is formed which have guide grooves (8). 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß FUhrungsbolzen (5) des Formstückes (1) mit Hilfe von Rollen (nicht + zeichnet) in de Puhrangsnuten (8) gleiten. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that guide bolts (5) of the shaped piece (1) with the help of rollers (not + draws) slide in de Puhrangsnuten (8). o. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 6,7, dadurch gesennzeicllnet, daß die sich ausschließlich axial bewegenden Stangen (2') mit ihren Enden in Schlitten (12) des Formstückes (1) gelagert sind. o. Device according to one of Claims 1, 2 and 6, 7, characterized in that that the exclusively axially moving rods (2 ') with their ends in slides (12) of the shaped piece (1) are stored. 9. Vorrichtung nach einem der Anspruche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, daLl in den Führungsnuten (8) Endlosketten (nicht gezeichnet) geführt und die Bolzen (5) mit diesen Ketten verbunden sind. 9. Device according to one of claims 6-8, characterized in that daLl in the guide grooves (8) guided endless chains (not shown) and the bolts (5) associated with these chains. 10. Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine drehende Bewegung oder umgekehrt als Maschinenelement z.3. für Verbrennungsmotoren, insbesondere nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende wenigstens einer Pleuelstange (2) über ein als querarm ausgebildetes Formstück ohne Innenverzahnung Endlosketten (nicht gezeichnet) antreibt, die symmetrisch beidseits der Pleuelstange und parallel zu deren Schwenkebene angeordnet und entlang einer ellipsenähnlichen Bahn geführt sind, wobei die Drehbewegung von Lagerrädern der Endlosketten abgeleitet ist.10. Device for converting a reciprocating motion in a rotating movement or vice versa as a machine element z.3. for internal combustion engines, in particular according to claim 1, characterized in that the free end at least a connecting rod (2) via a shaped piece designed as a transverse arm without internal teeth Endless chains (not shown) drives that are symmetrical on both sides of the connecting rod and arranged parallel to its pivot plane and along an ellipse-like one Track are guided, the rotary movement derived from the bearing wheels of the endless chains is.