DE19501561A1

DE19501561A1 - Linear reciprocal motion converter into rotary motion for IC engines etc

Info

Publication number: DE19501561A1
Application number: DE1995101561
Authority: DE
Inventors: Viktor Stoppel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-07-25

Abstract

The flat, double-throw crankshaft (1) has connecting rod (2) and journal bearings (3). There is a work shaft with a crank, whose radius equals that of the crankshaft. The crankshaft journal bearing is kinematically coupled to the work shaft crank. The connecting rod bearings are rotatably located in guideways (4). The journal bearing of the crankshaft is located between its cranks, and the work shaft with the crank is in the form of a rotary disc (8) in bearings. Pref. the rotary disc has an aperture (9) for the passage of the crankshaft journal bearing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Transformation einer Vor- und Rückwärtsbewegung in eine Drehbewegung.The invention relates to a device for transformation a forward and backward movement into a rotary movement.

Konstruktionen, mit denen eine hin- und hergehende bzw. Vor- und Rückwärtsbewegung in eine Kreis- oder Drehbewegung umge wandelt wird, sind bekannt.Constructions with which a back and forth or pre and backward movement in a circular or rotary movement is known.

Derartige Konstruktionen werden beispielsweise im allgemeinen Brennkraftmaschinenbau genutzt und weisen einen Kolben auf, der sich in einen Zylinder bewegt, wobei der Kolben über ein Pleuel, welches beweglich gelagert ist, mit einer gekröpften Kurbelwelle zusammenwirkt. Such constructions are, for example, in general Internal combustion engine construction and have a piston, which moves into a cylinder with the piston over a Connecting rod, which is movably supported, with a cranked Crankshaft cooperates.

Der Nachteil einer derartigen Konstruktion besteht darin, daß seitliche bzw. Querkräfte auf den Kolben bzw. die Zylinderin nenwandung einwirken, wodurch die Lebensdauer reduziert und der Wirkungsgrad bei der Bewegungsumformung verschlechtert ist.The disadvantage of such a construction is that lateral or transverse forces on the piston or cylinder act on the inner wall, reducing the service life and the efficiency in the movement transformation deteriorates is.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Transformation einer Vor- und Rückwärtsbewegung in eine Dreh bewegung anzugeben, die kostengünstig gefertigt werden kann und welche eine hohe Zuverlässigkeit bei einem erhöhten Wirkungsgrad der Bewegungsumformung aufweist.It is therefore an object of the invention to provide a device for Transformation of a forward and backward movement into a rotation specify movement that can be manufactured inexpensively and which is high reliability with an increased Has efficiency of the movement transformation.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegen stand gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Wei terbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches darstellen.The object of the invention is achieved with a counter stood according to the features of claim 1, the Subclaims at least functional configurations and Wei represent training of the subject of the main claim.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Transformation einer Vor- und Rückwärtsbewegung in eine Drehbewegung anzugeben, die aus einer flachen, zweifach ge kröpften Kurbelwelle mit Kolbenlagerung und Hauptlagerung so wie aus einer Arbeitswelle besteht, die eine Kurbel mit einem Radius aufweist, welcher dem Kurbelradius der gekröpften Kur belwelle gleich ist und wobei das Hauptlager der Kurbelwelle mit der Kurbel der Arbeitswelle in kinematischer Verbindung steht. Die Kolbenlagerungen sind in Führungen drehbar angeord net, wobei das Hauptlager der Kurbelwelle zwischen den Kurbeln angeordnet und die Arbeitswelle mit der Kurbel als eine auf Lagern angeordnete Drehscheibe ausgebildet ist.The basic idea of the invention is a device to transform a forward and backward movement into one Specify rotary motion that consists of a flat, double ge cranked crankshaft with piston bearing and main bearing like this like a working shaft that has a crank with a Radius, which is the crank radius of the cranked cure belwelle is the same and being the main bearing of the crankshaft with the crank of the working shaft in kinematic connection stands. The piston bearings are rotatably arranged in guides net, with the main bearing of the crankshaft between the cranks arranged and the working shaft with the crank as one on Bearings arranged turntable is formed.

Die Drehscheibe weist erfindungsgemäß eine Öffnung zum freien Durchgang des Hauptlagers der Kurbelwelle auf und die kinema tische Verbindung der Drehscheibe mit dem Hauptlager der Kur belwelle ist als ein zusätzliches mechanisches Verbindungs glied ausgeführt, dessen Enden mit dem Hauptlager und der Drehscheibe gelenkig verbunden sind. The turntable has an opening for free according to the invention Passage of the main bearing of the crankshaft and the kinema Table connection of the turntable with the main camp of the spa belwelle is an additional mechanical connection member executed, the ends of which are connected to the main bearing and the Turntable are articulated.

Die Arbeitswelle kann aus zwei koaxialen Teilen mit Kurbeln bestehen, die mit den Endhauptlagerungen der Kurbelwelle mit tels Lager verbunden sind. Des weiteren können doppelt ange ordnete Führungen vorhanden sein, wobei die Kolbenlagerungen der Kurbelwelle mit der Möglichkeit der Wechselwirkung mit den Führungen angeordnet sind und wobei die Lager der Endhaupt lagerungen der Kurbelwelle verschiebbar entlang der Kurbel radien der Arbeitswelle befindlich sind.The working shaft can consist of two coaxial parts with cranks exist with the final main bearings of the crankshaft tels are connected. Furthermore, can be doubled ordered guides will be present, the piston bearings the crankshaft with the possibility of interacting with the Guides are arranged and the bearings being the end main Bearings of the crankshaft slidable along the crank radii of the working wave are located.

Die vorstehend erläuterte Bewegungstransformationseinrichtung weist eine einfache Konstruktion auf, besitzt geringe Abmes sungen und gestattet eine effektive Umformung der einzelnen Bewegungen.The motion transformation device explained above has a simple construction, has small dimensions solutions and allows effective reshaping of the individual Movements.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert wer den.The invention is intended below with reference to exemplary embodiments len and explained with the help of figures the.

Die Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Darstellung des kinemati schen Schemas, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Transformationseinrichtung und Fig. 3 eine seitliche Ansicht eines Teiles der Einrichtung. Fig. 1 shows a basic representation of the kinematic's rule, Fig. 2 shows another embodiment of the transformation device and Fig. 3 is a side view of part of the device.

Die Fig. 1 zeigt eine Kurbelwelle 1 mit einer Kolbenlagerung 2 und einem Hauptlager 3. Das Hauptlager 3 ist zwischen den Kröpfungen der Kurbelwelle 1 abgestützt. Die Kolbenlagerung 2 der Kurbelwelle 1 erfolgt in Führungen 4. Die Kurbelwelle 1 ist mit ihren Enden im Lager 5 drehbeweglich angeordnet. Eine Drehscheibe 8 befindet sich auf einer Achse 6, die in Lagern 7 befindlich ist. Die Drehscheibe 8 besitzt eine Öffnung 9, wel che gleich dem Radius der Kurbelwelle 1 ist. Das Hauptlager 3 ist mit der Drehscheibe 8 durch einen Bügel 10 verbunden. Die Transformationseinrichtung ist mit einer zusätzlichen Welle 11 und mit einem Zahnrad 12 versehen, welches in Eingriff mit einem Zahnkranz 13 der Drehscheibe 8 steht (s. auch Fig. 3). Fig. 1 shows a crankshaft 1 having a piston storage 2 and a main bearing 3. The main bearing 3 is supported between the crank crank 1 crankings. The piston bearing 2 of the crankshaft 1 takes place in guides 4 . The ends of the crankshaft 1 are rotatably arranged in the bearing 5 . A turntable 8 is located on an axis 6 , which is located in bearings 7 . The turntable 8 has an opening 9 which is equal to the radius of the crankshaft 1 . The main bearing 3 is connected to the turntable 8 by a bracket 10 . The transformation device is provided with an additional shaft 11 and with a toothed wheel 12 which is in engagement with a toothed ring 13 of the turntable 8 (see also FIG. 3).

Nachstehend soll die Wirkungsweise der Transformationseinrich tung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erläu tert werden.The operation of the transformation device according to the first exemplary embodiment according to FIG. 1 will be explained below.

Die Kolbenlagerung 2 der Kurbelwelle 1 führt eine Vor- und Rückwärtsbewegung, bezogen auf die Lage der Führungen 4, aus. Gleichzeitig rotiert die Kurbelwelle 1. Die Kreisbewegung am Hauptlager 3 wird auf die Drehscheibe 8 durch den Bügel 10 übertragen. Hierbei entsteht eine elliptische Bewegung durch das Vorhandensein der Öffnung 9. Das Drehmoment wird nun auf die zusätzliche Welle 11, die als Ausgangswelle wirkt, durch das Getriebe, bestehend aus Zahnrad 12 und Zahnkranz 13, auf die Drehscheibe 8 weitergeleitet.The piston bearing 2 of the crankshaft 1 performs a forward and backward movement in relation to the position of the guides 4 . The crankshaft 1 rotates at the same time. The circular movement at the main bearing 3 is transmitted to the turntable 8 through the bracket 10 . This creates an elliptical movement due to the presence of the opening 9 . The torque is now passed on to the additional shaft 11 , which acts as an output shaft, through the gear, consisting of gear 12 and ring gear 13 , on the turntable 8 .

Die Fig. 3 zeigt eine seitliche Ansicht des Zahnrades 12 auf der zusätzlichen Welle 11, das mit dem Zahnkranz 13 der Dreh scheibe 8 zusammenwirkt. Ebenso ist der Bügel 10 sowie das La ger 7 und die Öffnung 9 in der Drehscheibe 8 dargestellt. Fig. 3 shows a side view of the gear 12 on the additional shaft 11 which cooperates with the ring gear 13 of the rotary disc 8 . Likewise, the bracket 10 and the La ger 7 and the opening 9 in the turntable 8 is shown.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist eine Kurbelwelle 100 und eine Kolbenlagerung 200 mit Hauptlager 300 gezeigt.In the second exemplary embodiment according to FIG. 2, a crankshaft 100 and a piston bearing 200 with a main bearing 300 are shown.

Die Arbeitswelle umfaßt zwei Teile 400 und 500, die auf der Achse 600 befindlich sind. Die Hauptlager 300 der Kurbelwelle 100 sind mit den Kurbeln 700 der Arbeitswelle bzw. deren Achse 600 verbunden. Das Hauptlager 300 der Kurbelwelle 100 mit den die Kurbeln 700 der Arbeitswelle verbindenden Lager sind auf die Führungen 900 eingestellt.The working shaft comprises two parts 400 and 500 , which are located on the axis 600 . The main bearings 300 of the crankshaft 100 are connected to the cranks 700 of the working shaft or their axis 600 . The main bearing 300 of the crankshaft 100 with the bearings connecting the cranks 700 of the working shaft are set on the guides 900 .

Die Kurbelwelle 100 hat eine zusätzliche Kröpfung 101, deren Kolbenlagerung 110 auf die Führungen 120 eingestellt ist. Die Einrichtung weist eine Verbindungswelle 130 auf, die mit der Arbeitswelle durch Zahnräder 140 verbunden ist.The crankshaft 100 has an additional offset 101 , the piston bearing 110 of which is set on the guides 120 . The device has a connecting shaft 130 which is connected to the working shaft by gear wheels 140 .

Die Kolbenlagerung 200 der Kurbelwelle 100 führt eine Vor- und Rückwärtsbewegung, bezogen auf die Führungen 900 und 120 aus und dreht sich um ihre eigene Achse. Die Hauptlager 300 der Kurbelwelle 100 führen mit dem Drehen um ihre eigene Achse eine Drehbewegung gegenüber der Achse 600 der Arbeitswelle aus, wobei sich gleichzeitig die Kurbeln 700 der Arbeitswelle drehen. Die Verbindungswelle 130 bestimmt die Relativlage der Kurbeln 700 der Arbeitswelle. Mit dem Bezugszeichen 800 sind Führungen der Kurbeln 700 der Arbeitswelle dargestellt.The piston bearing 200 of the crankshaft 100 performs a forward and backward movement with respect to the guides 900 and 120 and rotates about its own axis. The main bearings 300 of the crankshaft 100 perform a rotational movement with respect to the axis 600 of the working shaft when rotating about their own axis, the cranks 700 of the working shaft simultaneously rotating. The connecting shaft 130 determines the relative position of the cranks 700 of the working shaft. The reference numerals 800 show guides for the cranks 700 of the working shaft.

Claims

1. Device for transforming a forward and backward movement into a rotary movement characterized by a flat, double cranked crankshaft ( 1 ) with piston bearing ( 2 ) and main bearing ( 3 ) and a working shaft which has a crank with a radius that the Crank radius of the crankshaft ( 1 ) is the same, the main bearing ( 3 ) of the crankshaft ( 1 ) being kinematically connected to the crank of the working shaft and the piston bearings being rotatably arranged in guides ( 4 ), the main bearing of the crankshaft between them Cranks are arranged and the working shaft with the crank is designed as a turntable ( 8 ) mounted on bearings.

2. Device according to claim 1, characterized in that in the turntable ( 8 ) there is an opening ( 9 ) for the free passage of the main bearing of the crankshaft and the kinematic connection of the turntable ( 8 ) with the main bearing ( 3 ) of the crankshaft ( 1 ) is designed as an additional connecting link or bracket ( 10 ), the ends of which are connected to the main bearing ( 3 ) and the turntable ( 8 ) in an articulated manner.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that an additional shaft ( 11 ) is present, which is kinematically in operative connection with the turntable ( 8 ), for example by a toothed gear ( 12 , 13 ).

4. The device according to claim 1, further characterized by a flat crankshaft ( 100 ) with piston ( 200 ) and main position stanchions ( 300 ), a working shaft consisting of two coaxial parts with cranks ( 700 ) which with the main bearings ( 300 ) Crankshaft ( 100 ) are articulated and have double-arranged guides ( 129 ), the piston position stanchions ( 200 ) of the crankshaft ( 100 ) with the possibility of their interaction being arranged in guides ( 900 ) and the bearings of the crankshaft ( 100 ) being displaceable Belradien the working wave are located along the course.