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Schubstangenanordnung für Verbrennungskraftmaschinen Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine Schubstangenanordnung für hin und her gehende Verbrennungskraftmaschinen
mit zwei oder mehreren Zylindern oder Reihen von Zylindern, die im Winkelabstand
um die Drehachse der Kurbelwelle angeordnet sind, wobei eine als Hauptschubstange
bezeichnete Stange Verwendung findet, die mit dem Kolben in einem der beiden unter
einem Winkel zueinander stehenden Zylinder verbunden ist und ein dickeres Ende besitzt,
das das Lager für einen Kurbelzapfen auf der Kurbelwelle bildet; dabei ist dann
wenigstens eine weitere Schubstange, die als Hilfsschubstange bezeichnet wird, vorhanden,
die mit einem Kolben in einem anderen der ini Winkel angeordneten Zylinder in Verbindung
steht, wobei das dickere Ende dieser Stange ein Lager trägt. das einen fest mit
der Hauptstange verbundenen Zapfen umgibt. Die Erfindung besteht insbesondere darin,
eine Schubstangenverbindung zu schaffen, welche nicht nur mechanisch genügend ist,
sondern auch die Abmessungen der Teile der Verbindung der Hilfsschubstange mit der
Hauptschubstange vermindert, so daß der freie Raum, welcher um die Hauptstange und
uni die Hilfstange gelassen werden muß, verinindert wird. Dadurch wird eine Verminderung
der Breite eines jeden Schlitzes, welcher in dem inneren Ende des Zylinders, dessen
Kolben mit der Hilfsstange verbunden ist, vorgesehen werden muß, erzielt.
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Bisher war es üblich, bei solchen Schubstangenverbindungen einen seitlichen
Vorsprung an dem dicken Ende der Hauptstange vorzusehen, mit einem tiefen Schlitz
darin, der das dicke Ende der Hilfsstange aufnimmt, und es mußte ein Lagerzapfen
für (las dicke Ende der Hilfsstange voigesehen
werden, der durch
Löcher in dem Vorsprung und durch das Lager des dicken Endes der Hilfsstange hindurchgeht.
Bei solcher Anordnung mußte der seitliche Vorsprung notwendigerweise erhebliche
Abmessungen haben, woraus sich ergab, <laß Abstandsschlitze in dem inneren Ende
des Zylinders vorgesehen «-erden mußten, die, um Raum für den Vorsprung zu geben,
verhältnismäßig breit und tief sein mußten.
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Eine Schubstangenverbindung nach der vorliegenden Erfindung für eine
-Maschine mit zwei Zylindern, die im Winkel voneinander um die Achse der Kurbelwelle
aufgestellt sind, besteht aus einer Ilauptschubstange, deren dickes Ende ein Lager
für den Zapfen der Kurbelwelle bildet und ein Lager für eine zweite Verbindungsstange
besitzt, die ein zylindrisches Zapfenglied hat, das an seinen linden mit Lappen
versehen ist, die durch Bolzen oder in ähnlicher Weise mit einem Paar von \N';inden
verbunden sind, die an dem dicken Ende der Ilauptstange gebildet sind.
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Die beiden Wände des Paares liegen zweckmäßig an den entgegengesetzten
Seiten einer Nut, welche einen Teil des dicken Endes der Hilfsstange umfaßt, Während
weiter die Lappen an (lern Zapfenglied für die Hilfsstange zweckmäßig in Führungsschlitzen
oder Aussparungen der U'ände liegen und an den Enden des Zapfengliedes in solcher
Stellung gebildet sind, daß ihre äußeren Flächen, gegen Welche die '\f uttern oder
Köpfe der sie an die Wände befestigenden Bolzen liegen, näher an der Achse des Kurbelzapfens
liegen, an welcher die Hauptstauge angekuppelt ist, als an der Achse des Zapfengliedes
für die Hilfsstange.
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Bei einer geeigneten Ausführungsform umfaßt jeder der Lappen an dem
Ende des Hilfszapfenl;liedes einen im wesentlichen rechteckigen Grundteil, der in
einem entsprechenden rechteckigen Ausschnitt in der Fläche seiner Wand liegt und
Löcher besitzt, durch welche Bolzen hindurchgehen, durch welche er an der Wand befestigt
ist. Weiter ist eine Rippe vorgesehen, welche in einer Ebene rechtwinklig zu dem
rechtwinkligen Teil liegt und die .\clise des Zapfengliedes enthält, wobei diese
Rippe zwischen den Bolzen liegt, die sich zwischen der äußeren Fläche des rechteckigen
Teiles und dem anliegenden Ende des Zapfengliedes erstreckt. Die äußere Fläche der
Wand liegt etwas unter der .\chse des Zapfengliedes, so daß die gemeinsame l,.l)ene,
in welcher die äußeren Enden der Bolzenköpfe liegen, sich dicht an, aber zweckmäßig
nicht über diese Achse des Zapfengliedes erstreckt.
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Die Erfindung kann in verschiedener Weise in die Praxis umgesetzt
werden, und die nachstehende Beschreibung gibt ein Ausführungsbeispiel der An-\vendung
der Erfindung auf eine Maschine, welche drei parallele Kurbelwellen besitzt, die
in gleichen Abständen um eine mittlere Achse angeordnet sind und zu denen zwei Reihen
von Zylindern gehören, die, um 6o° versetzt, zwischen den Kurbelwellen angeordnet
sind, wobei jedes Zylinderpaar in einer Ebene rechtwinklig zu den Kurbelwellenachsen
liegt und an einen einzigen Kurbelzapfen an der betreffenden Kurbelwelle angreift.
Das Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar ist Fig. i
eine Seitenansicht der 'Maschine; Fig. 2 ist ein Querschnitt in größerem Nlaßstalie
durch einen der Zylinder in einer Ebene, die die Zylinderachse enthält und rechtwinklig
zu den Achsen der beiden zu dein Zylinder gehörenden Kurbelwellen liegt; Fig. 3
ist gleichfalls in größerem Nlaßstalie Ansicht einer der Verbindungstangen, wobei
ein Teil abgebrochen und im Querschnitt gezeigt ist; Fig.4 ist ein Schnitt durch
den dicken Endteil der Verbindungsstangenanordnung gemäß F* 9-3, und zwar in einer
Ebene, die die Achsen der dicken Enden der beiden Verbindungsstangen enthält, wobei
das das Lager für die zweite Verbitidutigsstange bildende Glied in Ansicht gezeichnet
ist; Fig. 5 zeigt die Abwicklung der inneren Fläche des Lagergehäuses der Hauptstange.
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Die Maschine gemäß den Fig, i und 2 besitzt drei Kurbelgehäuse _-I,
_-11 und .-1'. jedes dieser Gehäuse enthält und trägt eine Kurbelwelle B, BI und
B2 einer gewöhnlichen, mit sechs Zylindern arbeitenden Ausführungsform der Maschine,
so daß die Achse der drei Kurbelwellen B, BI und B2 an den Spitzen eines gleichseitigen
Dreieckes liegen.
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Zwischen jedem Paar von Kurbelgehäusen befindet sich und verbindet
sie ein Zylinderblock C, Cl und C2, der sechs an ihren Enden offene Zylinder C3
enthält. In jedem dieser Zylinder gehen zwei Kolben D hin und her, die entsprechend
mit den beiden Kurbelwellen in den beiden Kurbelgehäusen verbunden sind. Die Maschine
arbeitet im Zweitakt, also bewegen sich die Kolben D gegeneinander und voneinander
fort in jedem der Zylinder C3, und während der eine der Kolben D gegen Ende des
Auswärtshubes die Auslaßöffnungen C4 in dem Zylinder öffnet, öffnet der andere Kolben
die Einlaßöfl'nungen C5. Die Verbrennungskammern liegen somit in den mittleren Teilen
C6 der Länge der Zylinder. In Fig. i sind die Einlaßleitungen, welche mit den Einlaßöffnungen
in den Zylindern in Verbindung stehen, bei F, F' und F= dargestellt, und sie sind
so angeordnet, daß sie mit Spül- und Verbrennungsluft aus den Hauben F3 eines Fliehkraftverdichters
F4 gespeist werden, der am einen Ende der Maschine angeordnet ist und eine Lufteinlaßöffnung
F5 besitzt.
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Es ist somit ersichtlich, daß jeder Kurbelzapfen B3 an jeder Kurbelwelle
B, BI und 132 mit zwei Kolben D gekuppelt ist, und zwar durch eine Schubstangenverbindung,
die aus einer Hauptstange G besteht, welche ein großes Endlager besitzt, das unmittelbar
den Kurbelzapfen B3 umfaßt, und aus einer Hilfsstange H, die in dem dicken Ende
der Hauptstange gelagert ist. Die Anordnung ist derart, wie in Fig. 2 dargestellt,
daß einer der Kolben in jedem Zylinder durch seinen Zapfen D' mit der Hauptstange
G verbunden ist, während der andere mit einer Hilfsstange in Verbindung steht.
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Die Bauart jeder Schubstangenanordnung ist in den Fig. 3, 4 und 5
dargestellt.
Es sind nämlich die Hauptstange G und die Hilfsstange
H an ihren dünneren Enden je mit einem Rollenläger D° versehen, das über die Kolbenzapfen
D1 greift. Die Hauptstange hat ein dickeres Ende, welches in einer Ebene ungefähr
6o° zu den Längsachsen der Hauptstange aufgespalten ist, um ein Einsetzen des gespaltenen
Lagerendes J zu ermöglichen. Der abnehmbare Bügelteil G1 des dicken Endes liegt
auf der Seite des Körpers der Hauptstange, und zwar entfernt von den beiden zueinander
gehörigen Kolben, so daß der Teil des dicken Endes unberührt mit dem Körper der
Stange bleibt, welcher den Hilfsstangenkolben bedeckt. Der Bitgel wird an dem Körper
der Stange mittels zweier Schraubenbolzen G2 und G3 befestigt, die entsprechende
Muttern in üblicher Weise besitzen.
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Der Teil des dicken Endes der Hauptstange, auf welchem die Hilfsstange
angeordnet ist, ist in radialer Richtung bei G4 etwas verdickt, und dieser verdickte
Teil ist mit einem verhältnismäßig tiefen und breiten Schlitz versehen, der in einer
rechtwinklig zur Kurbelwellenachse stehenden Ebene liegt, wie in den Fig. 2, 3 und
4 dargestellt, und dieser Schlitz ist geeignet, einen Teil des dicken Endes der
Hilfsstange aufzunehmen. Es ist ersichtlich, daß die radiale Verdickung ein Paar
flache Wände G5, G6 aufweist, welche den Hilfskolben durch den zwischen ihnen liegenden
Schlitz führen. Diese beiden `Fände sind mit ähnlichen breiten rechtwinkligen Schlitzen
in ihren äußeren Flächen versehen, die sich quer in einer Richtung parallel zur
Kurbelzapfenachse erstrecken. Seitlich dieser Schlitze und aus ihnen hervorspringend
sind vier Bolzen h vorgesehen. Die Bolzen gehen durch Löcher in rechtwinkligen Lappen
L1, welche entsprechend gestaltet sind und von den gegenüberliegenden Enden eines
Lagerteiles L vorspringen, der durch das dicke Ende der Hilfsstange hindurchgeht
und in den Schlitzen der Hauptstange liegt und mittels Muttern hl befestigt ist.
jeder dieser Lappen L1 ist an seinem Ende aus einem Stück mit dem Lagerteil BIT
und mit einer Rippe L2, welche zwischen den Muttern liegt und von der äußeren Fläche
des Lappens zu der anliegenden Fläche I_3 des Lagerteiles sich erstreckt.
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Der Schlitz zwischen den `Fänden, zwischen welchen sich das Zapfenglied
erstreckt, ist an seinen Seitenflächen mit flachen, halbzylindrischen Aussparungen
G7 versehen, die geeignet sind, die danebenliegenden Teile L3 des Lagerteiles aufzunehmen,
wobei die Breite des dicken Endes der Hilfsstange etwas geringer ist als die Länge
des Lagerteiles. Der Schlitz ist auf seiner inneren Fläche auch mit einer teilweise
zylindrischen Lagerfläche G6 versehen, die die äußere Fläche des dicken Endes der
Hilfsstange H umfaßt und sich in der Längsrichtung auf beiden Seiten der Fläche
GB fortsetzt, wie bei G9 dargestellt.
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Das dicke Ende der Hilfsstange ist außerdem über die notwendige Bogenlänge
bearbeitet und legt sich gegen die Fläche G6: es ist im Inneren durchbohrt, um eilte
Lagerauskleidung Hl aufzunehmen, welche die äußere Lauffläche eines dünnen Nadellagers
112 bildet, durch welches das dicke Ende mit dem Lagerteil L verbunden ist.
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Schmieröl wird von inneren Kanälen in dein Kurbelzapfen B3 dem Hauptstangenlager
J zugeführt und auch von diesem Lager durch Anordnung von Ölkanälen zu der Hilfsstangenlagerfläche
GR und von da zu dem inneren Nadellager H2 und durch eine Längsbohrung H3 in der
Hilfsstange zu dem Lager D2. Öl wird auch von dem Lager J durch eine Längsbohrung
Gis in der Hauptstange ztt dem Lager D2 am Ende dieser Stange zugeführt. Das Fließen
des Öles zu den verschiedenen Kanälen in den Schubstangen erfolgt in folgender Weise:
Die gespaltene Lagerschale J ist mit einer Allzahl von Öffnungen J1 versehen, welche
sich rund um eitle mittlere Umfangslinie erstrecken und mit den beiden Kanälen J2
und J3 in Verbindung stehen, die durch zwei Nuten auf der inneren Fläche des dicken
Endes gebildet werden, wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist und aus der Abwicklung
der inneren Fläche am dicken Ende gemäß Fig. 5. Die Lagerschale J ist ausgeführt
mit zwei herausgepreßten Laschen J4 an jeder Seite der Linie, an welcher sie gespalten
ist, welche Laschen in die abgeschrägteil Nuten J5 vorspringen, so daß, wenn der
Bügelteil (;t des dicken Endes aufgesetzt ist, die beiden Hälften der Lagerschale
vor umlaufender oder axialer Bewegung durch das Anstoßen an die Enden der Laschen
gegen die entsprechenden Flächen der beiden Teile des dicken Endes geschlitzt werden.
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Die Öffnungen Il wirken mit einer radialen Bohrung in dem Kurbelzapfen
B3 zusammen, wodurch 01 in unterbrochener Weise von dem Kurbelzapfen zu den
Kanälen J2 und J3 gefördert wird, wenn der Kurbelzapfen in dem dicken Ende umläuft.
Der Kanal J2 erstreckt sich in dem hier vorliegenden besonderen Beispiel über einen
Bogen von annähernd I45'/2° und steht an einem Ende mit einer Bohrung G16 in Verbindung,
welche das Öl zu dem Lager D2 am kleineren Ende zuführt, während der Kanal J3 einen
Teil J6 hat, der mit einigen der Offnungen Il in Verbindung steht und sich über
einen Bogen von annähernd 6o° erstreckt, während ein versetzter Teil J3 mit einem
Schlitz in Verbindung stellt, der zwischen einer Nut J7 in der Lagerfläche G8 und
der äußeren Fläche des dicken Endes der Hilfsstange durch eine schräge Bohrung J6
in dem dicken Teil gebildet wird.
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Die Nut J7 ist in der Umfangsrichtung genügend lang, um jederzeit
mit einer radialen Bohrung H6, die durch das dicke Ende der Hilfsstange hindurchgeht,
in Verbindung zu treten, dä die 'schwingende Bewegung dieses dicken Endes in dem
Lager relativ klein ist. Die Bohrung H6 steht mit einem ringförmigen Durchgang H4
in Verbindung, der durch eine ringförmige Nut auf der inneren Fläche des L4ilfsstangenendes
gebildet ist, welcher Durchgang das 0I zu dem -Nadellager H2 fördert, und zwar durch
vier radiale Öffnungen H5 in der Lagerschale, und außerdem mit der Längsbohrung
H3 in `"erhindung
stellt, welche das öl zu dem kleineren Lager
D'= fördert, und zwar durch einen ähnlichen ringtörniigen Kanal H7 und Öffnungen
He.
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Wenn der Kurbelzapfen B3 in dem Lager I des dicken Endes umläuft,
so wird 01 in unterbrocheltcr Weise von diesem Lager zii den beiden kleinen
l:n<llagern I)=' geführt, weiter zu dem inneren 1lilfsstangenlager Il-' und zti
den äußeren Hilfsstallgetilager Gö.
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Es ist ersichtlich, daß bei einer solchen Bauart die Breite eines
jeden in der Auskleidung des Zylinders vorgesehenen Schlitzes für den Kolbens der
Ililfsstatige auf annähernd die Länge des Hilfslagers vermindert werden kann, während
die Tiefe der "feile dieses Schlitzes auf (las Notwendigste I)escliriitikt \%-erden
kann, um Raum für das Zapfenglied zu schaffen, ohne daß ein freier Raum für irgendeinen
Teil des dicken Endes der Hauptstange vorgesehen werden muß, der das Zapfenglied
tungil@t.
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1:s ist klar, daß die Erfindung an einem besonderen Beispiel beschrieben
ist, bei welchem die llauptschubstange oder jede Schubstange eine einzige Hilfsstange
besitzt, die mit ihr verbunden ist, und daß die Erfindung auch für Bauarten benutzt
werden kann, bei welchen zwei oder mehr Hilfsschul>stangen mit einer Hauptstange
verbunden sind; das dicke Ende der Hauptstange ist in diesem Falle lnit einer geeigneten
Anzahl von Wänden versehen, die im \Vinkelabstand um das Hauptlager herum angeordnet
sind.