DE2414292A1

DE2414292A1 - Kurbeltriebwerk

Info

Publication number: DE2414292A1
Application number: DE2414292A
Authority: DE
Inventors: John Raymond Ohma
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-17
Filing date: 1974-03-25
Publication date: 1975-10-16
Also published as: JPS4858212A; US3808897A

Description

Be schreibung Kurbeltriebwerk Die Erfindung betrifft ein Kurbeltriebwerk, zur Verwendung beispielsweise in einer Verbrennungskraftmaschine.
Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln ein wirtschaftlich herstellbares Kurbeltriebwerk zu schaffen, das die gestellten Forderungen in besonders vorteilhafter Weise erfüllt, beispielsweise bei Verwendung in einer Verbrennungskraftmaschine.
Diese Aufgabe ist mit einem Kurbeltriebwerk gelöst, das sich erfindungsgemäß auszeichnet durch zwei zueinander parallele, untereinander verbundene und nach innen gegenläufige Kurbelwellen, zwei jeweils außermittig angeordnete und mit jeweils einer Kurbelwelle an entsprechenden Stellen schwenkbar verbundene Kurbelzapfen, sowie durch mit jeweils einem Kurbelzapfen über ein Verbindungsgestänge schwenkbar verbundene Schubstangen, die weiterhin in einem gemeinsamen Schwenkpunkt miteinander sowie mit jeweils einer von zwei Kolbenstangen verbunden sind, welche jeweils an eine Seite des gemeinsamen Schwenkpunktes angeschlossen sind, wobei die beiden Kolbenstangen sich gegenüberliegend und zueinander fluchtend in einer zur Ebene der Drehachsen der Kurbelellen normalen Ebene so angeordnet sind, daß Drehung der Kurbelwellen Hin- und Herbewegung der Kolbenstangen in einer geradlinigen, zur Ebene der Drehachsen der Kurbelwellen normal verlaufenden Bewegungsbahn hervorruft.
Zu den Vorteilen des Kurbeltriebwerkes nach der Erfindung gegenüber herkömmlichen Kurbeltriebwerken zählen u.a. folgende Merkmale: - verbessertes mechanisches Verhalten, dadurch höhere Drehmomentleistung über dem gesamten Drehzahlbereich, - Fehlen von am Kolben seitlich angreifenden Schubkräften, dadurch stark verringerter Verschleiß an Zylinder und Kolben, - gleichmäßige Beschleunigung und Verzögerung des Kolbens, wobei die Beschleunigung viel kleiner ist als bei herkömmlichen Eurbeltriebwerken, jede Hälfte der Kolbenbewegung symmetrisch verläuft und Kolben und Kolbenstange mit geringerem Gewicht ausgeführt sind, so daß eine höhere Drehgeschwindigkeit erzielt wird, - infolge Bewegung der Kolbenstange in einer geradlinigen Bewegungsbahn ist das Kurbelgehause zum Schutz gegen Verbrennungsprodukte gegen den Zylinder abdichtbar, was für einen höchst leistungsfähigen Zweitaktprozeß ideal ist, - Möglichkeit der Selbstaufladung über die Kolbenunterseite in einem Viertaktprozeß, und - Verteilung aller Lagerbelastungen dank des erfindungsgemäß angewandten Doppelkurbel-Systems ermöglicht gegenüber herkömmlichen Äusbildungsformen ein geringeres Baugewicht des Kolbentriebwerkes.
Eine Ausgestaltung und eine Abwandlung der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen 2 und 3.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Kurbeltriebwerkes nach der Erfindung mit indirekter Übertragung und Fig 2 eine vereinfachte Darstellung eines ähnlichen Kurbeltriebwerkes mit direkter Übertragung.
Das in Fig. 1 dargestellte Kurbeltriebwerk nach der Erfindung weist zwei in einer waagerechten Ebene mit Zwischenabstand und parallel zueinander angeordnete Kurbelwellen 1 und 1a auf, die über einen (nicht gezeichneten) Getriebezug in ihrer Drehbewegung so untereinander verbindbar sind, daß sie gegenläufige koordinierte Drehbewegungen ausführen. Wie mit Pfeilen in Fig. 1 angegeben, dreht sich die Kurbelwelle 1 somit im Uhrzeigersinn, die Kurbelwelle ia im Gegenuhrzeigersinn Die untereinander verbundenen und gegenläufig drehbaren Kurbelwellen 1 und Ia stehen miteinander über eine Vorrichtung in Verbindung, zu der zwei an entsprechenden Stellen außermittig an den Kurbelwellen angeordnete und an diese gelenkig angeschlossene Kurbelzapfen 10 und 10a sowie ein aus Verbindungsstangen 2 und 2a zusammengesetztes Verbindungsgestänge gehören. Die Verbindungsstangen 2 und 2a sind jeweils an einem Ende schwenkbar am zugehörigen Kurbelzapfen 10 bzw.
10a gelagert und mit ihren freien Enden schwenkbar an einen Zapfen 3 angeschlossen und über diesen gelenkig miteinander verbunden.
An den Verbindungsstangen 2 und 2a stützt sich jeweils eine Schubstange 4 bzw. 4a ab, die mit einem Ende in einem Punkt 5 bzw. 5a ungefähr in der Mitte der entsprechenden Verbindungsstange 2 oder 2a an diese gelenkig angeschlossen ist.
Die Schubstangen 4 und 4a sind ihrerseits ebenfalls gelenkig an jeweils eine Seite eines Schwenkpunktes 6 angeschlossen und dort miteinander verbunden. Der Schwenkpunkt 6 dient auch als Verbindung der Enden von hin- und herbewegbaren Kolbenstangen 7 und 7a. Am anderen Ende der Kolbenstange 7 ist ein Kolben 8, am anderen Ende der Kolbenstange 7a ein Kolben 8a befestigt. Die Kolbenstangen 7 und 7a sind jeweils an eine Seite des Schwenkpunktes 6 gelenkig angeschlossen.
Die beiden Kolbenstangen 7 und 7a lassen sich sich gegenüberliegend und zueinander fluchtend in einer Ebene anordnen, die rechtwinklig auf der Ebene steht, in der Drehung der Kurbelwellen 1 und 1a um ihre Längsachsen erfolgt. Die Anordnung ist so gewählt, daß derartige Drehung der Kurbelwellen Hin-und Herbewegung der Kolbenstangen 7 und 7a in einer geradlinigen Bewegungsbahn hervorruft, die zur Ebene, in der Drehung dieser Kurbelwellen um ihre Längsachse stattfindet, normal verläuft.
Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß der einen Kurbelwelle 1 Drehung im Uhrzeigersinn aufgedrängt wird, während die andere Kurbelwelle 1a im Gegenuhrzeigersinn drehbar ist, so daß die beiden Kurbelwellen von oben nach unten einwärts aufeinander zu drehen. Da die Kurbelzapfen 10 und 1Oa an der Kurbelwelle 1 bzw. 1a außermittig so angeordnet sind, daß sie nach einer 0 90 -Drehung aus der Senkrechten in einer zu den Achsen der Kurbelwellen waagerechten und durch diese hindurchgehenden Ebene einander entsprechende Stellungen einnehmen, bewirkt ihre durch die gegenläufige Drehung der Kurbelwellen hervorgerufene verknüpfte Bewegung eine Lageveränderung der Verbindungsstangen 2 und 2a und der Schubstangen 4 und 4a, so daß eine geradlinige Hin- und Herbewegung des Schwenkpunktes 6 ausgeführt wird, der seinerseits eine gleichartige Bewegung der Kolbenstangen 7 und 7a bewirkt.
Die Verbindungsstangen 2 und 2a sind so miteinander verbunden, daß sie ein stumpfwinkliges V bilden, während die Schubstangen 4 und 4a so angeschlossen sind, daß sie ein umgekehrtes spitzwinkliges V bilden. Aus dieser Anordnung ergibt sich bei Drehung der Kurbelwellen 1 und 1a Hin- und Herbewegung der Kolbenstangen 7 und 7a in einer geradlinigen Bewegungsbahn, die in einer zur Ebene der Drehachsender Kurbelwellen normalen Ebene liegt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Ausbildungsform dadurch, daß nur ein Paar Verbindungs- bzw. Schubstangen vorhanden ist (Fig. 2).
Zwei Kurbelwellen 1 und 1A sind mit Zwischenabstand in einer waagerechten Ebene angeordnet und weisen einen Kurbelzapfen 10 bzw. 10a auf, der an der Kurbelwelle in einer der Stellung des anderen Kurbelzapfens entsprechenden außermittigen Stellung angeordnet ist. Zwei Schubstangen 4B und 4C sind mit einem Ende an den Kurbelzapfen 10 bzw. 10a, mit dem anderen Ende in einem Punkt 6 aneinander gelenkig angeschlossen und bilden ein umgekehrtes V. Am Ende einer Kolben stange 7b ist ein Kolben 8, am Ende einer Kolbenstange 7c ein Kolben 8a befestigt. Beide Kolbenstangen 7b und 7c sind jeweils an eine Seite des den Scheitelpunkt des umgekehrten V bildenden Punktes 6 gelenkig angeschlossen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Kolben nach dem Anlassen des Motors durch die Energie eines im entsprechenden Zylinder sich ausdehnenden Gases angetrieben werden, wie es bei herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen üblich ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen dieses Grundgedankens in vielfältiger Weise abwandelbar.
Ansprüche

Claims

A N 5 P R ü C II 1:: .

1. Kurbeltriebwerk, g e k e n n z e i c h n e t durch zwei zueinander parallele, untereinander verbundene und nach innen gegenläufige Kurbelwellen (1,1a), zwei jeweils außermittig angeordnete und mit jeweils einer Kurbelwelle (1 bzw.

1a) an entsprechenden Stellen schwenkbar verbundene Kurbelzapfen (10,10a), sowie durch mit jeweils einem Kurbelzapfen (10,10a) über ein Verbindungsgestänge (2,2a) schwenkbar verbundene Schubstangen (4,4a), die weiterhin in einem gemeinsamen Schwenkpunkt (6) miteinander sowie mit jeweils einer von zwei Kolbenstangen (7,7a) verbunden sind, welche jeweils an einer Seite des gemeinsamen Schwenkpunktes (6) angeschlossen sind, wobei die beiden Kolbenstangen (7,7a) sich gegenüberliegend und zueinander fluchtend in einer zur Ebene der Drehachsen der Kurbelwellen (1,la) normalen Ebene so angeordnet sind, daß Drehung der Kurbelwellen (1,1a) Hin-und Herbewegung der Kolbenstangen (7,7a) in einer geradlinigen, zur Ebene der Drehachsen der Kurbelwellen (1,1a) normal verlaufenden Bewegungsbahn hervorruft.

2. Kurbeltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwei mit Zwischenabstand angeordnete, drehbare Kurbelwellen (1,1a), deren Drehachsen in derselben waagerechten Ebene und parallel zueinander liegen, untereinander durch Zahnräder so verbunden sind, daß sie gegenläufige, koordinierte Einwärtsdrehung ausführen, wobei die eine Kurbelwelle (1) im Uhrzeigersinn, die andere (la) im Gegenuhrzeigersinn drehbar ist, so daß sich die beiden Kurbelwellen (1,1a) von oben nach unten einwärts aufeinander zu drehen, daß an jeder Kurbelwelle (1,1a) außermittig ein Kurbelzapfen (10,10a) so angeordnet ist, daß die Kurbelzapfen (10,10a) nach einer-900-Drehung aus der Senkrechten in einer zu den Achsen der Kurbelwellen (1,1a) waagerechten und durch diese hindurchgehenden Ebene einander entsprechende Stellungen einnehmen, daß zwei an jeweils dem entsprechenden Kurbelzapfen (10 bzw. 10a) gelenkig angeschlossene Verbindungsstangen (2 bzw. 2a) miteinander gelenkig verbunden sind und ein stumpfwinkliges V bilden, daß zwei Schubstangen (4,4a) jeweils an eine der Verbindungsstangen (2,2a) ungefähr in deren Mitte gelenkig angeschlossen sind und ein umgekehrtes, spitzwinkliges V bilden, daß an den Scheitelpunkt (6) des umgekehrten V zwei Kolbenstangen (7,7a) gelenkig angeschlossen sind, die sich gegenüberliegend und zueinander fluchtend in einer waagerechten Ebene angeordnet sind und jeweils einen in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine sich bewegenden Kolben (8 bzw. 8a) zu betätigen vermögen, wobei Drehung der Kurbelwellen (1,1a) Hin- und Herbewegung der Kolbenstangen (7,7a) in einer geradlinigen Bewegungsbahn hervorruft, die in einer zur Ebene der Drehachsen der Kurbelwellen (1,1a) normalen Ebene liegt.

3. Kurbeltriebwerk dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwei mit Zwischenabstand angeordnete, drehbare Kurbelwellen (1,1A), deren Drehachsen in derselben waagerechten Ebene und parallel zueinander liegen, untereinander so verbunden sind, daß sie gegenläufige, koordinierte Einwärtsdrehung ausführen, d.h. die eine Kurbelwelle (1) ist im Uhrzeigersinn, die andere (1A) im Gegenuhrzeigersinn drehbar, so daß sich die beiden Kurbelwellen (1,1A) von oben nach unten einwärts aufeinander zu drehen, daß an jeder Kurbelwelle (1,1A) außermittig ein Kurbelzapfen (10 bzw. 10a) so angeordnet ist, daß die Kurbelzapfen (10,10a) nach einer 90°-Drehung aus der Senkrechten in einer zu den Achsen der Kurbelwellen (1,1A) waagerechten und drch diese hindurchgehenden Ebene einander entsprechende Stellungen einnehmen, daß zwei an einem Ende an jeweils den entsprechenden Kurbelzapfen (10 bzw. 10a) gelenkig angeschlossene Schubstangen (4S,4C) am anderen Ende gelenkig miteinander verbunden sind und ein umgekehrtes V bilden, und daß im Scheitelwurst (6) des wngekehrten V zwei Kolbenstangen (7b,7c) gelenkig aneinander angeschlossen sind, die sich gegenüberliegend und zueinander fluchtend in einer waagerechten Ebene angeordnet sind und jeweils einen in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine sich bewegenden Kolben (8,8a) zu betätigen vermögen, wobei Drehung der Kurbelwellen (1,1A) Hin- und Herbewegung der Kolbenstangen (7b,7c) in einer geradlinigen Bewegungsbahn hervorruft, die in einer zur Ebene der Drehachsen der Kurbelwellen (1,1A) normalen Ebene liegt.

Lee rse ite