DE215949C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE A7L· GRUPPECLASS A7L GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. März 1907 ab. Patented in the German Empire on March 9, 1907 .

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln zweier Wellen und zur stufenweisen Änderung der Geschwindigkeit, mit welcher die Drehbewegung durch die Vermittlung von Luftmassen übertragen wird, die in Zylindern arbeiten, welche gleichzeitig mit einer der Trans^ missionswellen umlaufen und auf Kolben wirken, die mit der anderen Welle durch Schubstangen und Kurbeln verbunden sind.The invention relates to a device for coupling two shafts and for stepwise Change in the speed at which the rotary motion is achieved through the mediation of air masses that work in cylinders that work simultaneously with one of the Trans ^ Mission waves revolve and act on pistons, which are connected to the other shaft by push rods and cranks are connected.

ίο In bekannten Vorrichtungen dieser Art arbeitet jeder Zylinder immer als Luftverdichter, indem er die Luft bei Atmosphärendruck einsaugt und, nachdem er sie verdichtet hat, durch eine in ihrer Weite veränderliche Öffnung nach außen wieder zurückdrückt. Diese fortgesetzte Verdichtungsarbeit hat starke Erwärmung und Abnutzung der Maschine zur Folge, abgesehen von den bedeutenden Energieverlusten.ίο Works in known devices of this type Each cylinder always acts as an air compressor by sucking in the air at atmospheric pressure and, after it has compressed it, through it pushes back an opening that is variable in its width to the outside. This continued Compaction work results in excessive heating and wear and tear on the machine of significant energy losses.

Nach vorliegender Erfindung arbeitet nun jeder Zylinder abwechselnd als Verdichter und als Verdünner in der Weise, daß die durch die Ausdehnung entstehende Kälte die Wärme ausgleicht, welche durch Druck erzeugt wird, wodurch der. Zylinder und Kolben. stets dieAccording to the present invention, each cylinder now works alternately as a compressor and as a thinner in such a way that the cold created by the expansion dissipates the warmth compensates, which is generated by pressure, whereby the. Cylinder and piston. always the

Temperatur der Umgebung beibehält. Überdies soll nach Angabe des Erfinders der Wirkungsgrad eines jeden Zylinders verdoppelt werden, so daß die Abmessungen des Getriebes bedeutend verringert werden können.Maintains ambient temperature. In addition, according to the inventor, the efficiency of each cylinder can be doubled so that the dimensions of the gearbox can be significantly reduced.

Zu dem Zwecke werden je zwei Zylinder, deren Kolben in entgegengesetztem Sinne arbeiten, durch eine in ihrer Weite regelbare Öffnung miteinander verbunden, so daß die Luft oder ein anderes Gas, welches in dem einen Zylinder zusammengedrückt wird, mehr oder weniger leicht durch besagte Öffnungen hindurchtreten kann, um die Verdünnung, welche in dem benachbarten Zylinder hervorgerufen, wird, zu vermindern, wodurch man nach Willkür die zu übertragende Kraft verringern kann. Es ergibt sich daraus, daß, wenn dieser Durchgang geöffnet ist, die miteinander in Verbindung stehenden Zylinder von derselben Luftmasse erfüllt bleiben, was sehr vorteilhaft ist, da die fortgesetzte Erneuerung der Luft den Zylindern viel Staub zuführen würde. Überdies ist jedes Zylinderpaar mit einer einzigen Regelvorrichtung versehen, . deren Durchlaß Öffnung wegen der großen Druckunterschiede auf beiden Seiten verhältnismäßig klein sein kann. Die Kolben der beiden angrenzenden Zylinder sind mit unter einem Winkel von 180° verkeilten Kurbeln verbunden, was für die Gleichgewichtsbedingungen bezüglich der Drücke auf die Welle und der Trägheitskräfte sehr vorteilhaft ist.For this purpose, every two cylinders, whose pistons work in opposite directions, connected to one another by an opening which can be regulated in its width, so that the air or another gas which is in the one Cylinder is compressed, more or less easily pass through said openings can, in order to reduce the dilution which is caused in the adjacent cylinder, will, to reduce, whereby one can reduce the power to be transmitted at will can. It follows that when this passage is opened, they communicate with each other standing cylinders remain filled with the same air mass, which is very advantageous, since the continued renewal of the air would add a lot of dust to the cylinders. Besides each pair of cylinders is provided with a single control device,. their passage opening can be relatively small because of the large pressure differences on both sides. the The pistons of the two adjacent cylinders are wedged at an angle of 180 ° Connected cranks what for the equilibrium conditions regarding the pressures on the Shaft and inertial forces is very beneficial.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man einen Fliehkraftregler auf die Verschluß teile der Drosselöffnungen in der Weise einwirken läßt, daß der Verschlußteil,. welcher so lange geschlossen bleibt, als die Belastung normal ist, sich schrittweise in dem Maße öffnet, wie die zunehmende Belastung die Geschwindigkeit des Motors verringert. Der Widerstand beim Luftdurchgange wird alsdann vermindert, und die Kraftmaschine kann schneller umlaufen als der getriebene Teil, so daß die Geschwindigkeitsabnahme der Kraftmaschine nur sehr schwach sein kann, was mit Rücksicht auf deren Leistung vorteilhaft ist.Another feature of the invention is in that you have a governor on the shutter parts of the throttle openings in the Wise lets act that the closure part. which remains closed as long as the Load is normal, gradually opening as the load increases the speed of the motor is reduced. The resistance in the passage of air is then reduced, and the engine can rotate faster than the driven part, so that the deceleration of the engine can only be very weak what is advantageous with regard to their performance.

Ferner ist mit dem Drückluftwechselgetriebe die mechanische Ausrückvorrichtung . einerFurthermore, the mechanical release device is with the compressed air change gear. one

Klauen- oder anderen Kupplung verbunden, um die Abnutzung der Zylinder und Kolben. während der Ausrückung des Druckluftgetriebes zu vermeiden.Claw or other clutch connected to wear and tear on the cylinders and pistons. to be avoided during the disengagement of the compressed air gear.

In ähnlichen Vorrichtungen begnügt man sich zur Entkupplung damit, die drosselbaren Durchlässe vollkommen zu öffnen; wegen der verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkeit der Treibwelle und der getriebenen Welle bewegenIn similar devices it is enough to decouple the throttled ones Passages open completely; because of the different rotation speed of the Move the drive shaft and the driven shaft

ίο sich die Kolben alsdann sehr schnell in ihren Zylindern, woraus sich eine starke Abnützung ergibt. Diese Unzuträglichkeit wird nunmehr dadurch vermieden, daß man die getriebene Welle mechanisch entkuppelt; nunmehr bewegen sich die Kolben nicht mehr in den Zylindern, weil ihre Reibung in denselben im Verhältnis zu der sehr schwachen Reibung, welche der Drehbewegung der Welle in der mechanischen Kupplung entgegenwirkt, sehr groß ist. , Letztere wird vorzugsweise für veränderliche Drehrichtung eingerichtet.
. Die Erfindung besteht also im wesentlichen in einer Vorrichtung, in welcher die Erwärmung und Abnutzung der Zylinder, der Kolben und der anderen Teile des Getriebes durch den Arbeitsgang in den Zylindern, durch deren Ausgleichung und durch die Abstellbarkeit der Kolbenbewegung in bezug auf die Zylinder zur Zeit der Ausrückung bedeutend vermindert wird.ίο the pistons then move very quickly into their cylinders, which results in heavy wear. This inconvenience is now avoided by mechanically decoupling the driven shaft; now the pistons no longer move in the cylinders because their friction in them is very great in relation to the very weak friction which counteracts the rotational movement of the shaft in the mechanical coupling. The latter is preferably set up for a variable direction of rotation.
. The invention consists essentially in a device in which the heating and wear of the cylinders, the pistons and the other parts of the transmission by the operation in the cylinders, by their compensation and by the ability to switch off the piston movement in relation to the cylinder at the time the disengagement is significantly reduced.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:In the drawings, an embodiment of the invention is shown, namely shows:

Fig. ι einen Längsschnitt durch das Getriebe, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Zylinder.Fig. Ι a longitudinal section through the transmission, Fig. 2 is a cross section through the cylinder.

Auf der Motorwelle 1 ist eine Trommel oderOn the motor shaft 1 is a drum or

ein Gehäuse 3 starr befestigt, welches sich aus vier Zylinderpaai~en 4 und 5 zusammensetzt.a housing 3, which is made up of four pairs of cylinders 4 and 5, is rigidly attached.

In diesen können sich die Kolben 6 und 7 bewegen, die mittels der Schubstangen 8 mit den Kurbelzapfen 9 und 10 einer gekröpften Welle 11 verbunden sind, welche auf den Verlängerungen der Wellen 1 und 2 gelagert ist. Das eine Ende der gekröpften Welle 11 ruht mittels eines Kugellagers 12 auf der Verlängerung der Motorwelle; das andere Ende ist lose auf der Welle 2 gelagert und mit einer Kupplungsscheibe verbunden, durch welche die Welle 11 mit der Welle 2 gekuppelt werden kann.In this, the pistons 6 and 7 can move, which by means of the push rods 8 with the Crank pins 9 and 10 of a cranked shaft 11 are connected, which on the extensions of shafts 1 and 2 is mounted. One end of the cranked shaft 11 rests by means of a ball bearing 12 on the extension of the motor shaft; the other end is loose on the Shaft 2 mounted and connected to a clutch disc through which the shaft 11 can be coupled to shaft 2.

Jeder Kolben hat eine seitliche öffnung 13, welche zeitweise mit einem entsprechenden, in dem Zylinder ausgesparten Kanal 14 in Verbindung steht,, und zwar, wenn der Kolben am Ende seines Außenhubes angelangt ist. Die Zylinderwände sind ebenfalls mit seitlichen Öffnungen 15 versehen, welche nach außen führen und von den Kolben nicht bedeckt werden, wenn diese ihre innere Endstellung ein-Each piston has a side opening 13, which are temporarily connected to a corresponding channel 14 recessed in the cylinder stands, when the piston has reached the end of its outer stroke. the Cylinder walls are also provided with side openings 15, which to the outside and are not covered by the pistons when they reach their inner end position

: nehmen.: to take.

■ Zwischen Zwei nebeneinanderliegehden Zylindern 4 und 5 ist ein Durchgang 16 eingerichtet, der durch einen Verschluß 17 in Gestalt eines Hahnes, Schiebers, einer Klappe oder eines Ventils weiter oder enger gemacht werden kann. Die vier Verschlüsse 17 werden gleichzeitig mittels eines Gleitringes 18 und der Schubstangen 19 eingestellt. Die Verstellung kann mit Hilfe eines von Hand bewegten Hebels 20 oder selbsttätig durch Vermittlung des Winkelhebels 21 durch einen von der Kraftmaschine bewegten Fliehkraftregler erfolgen, indem der Regler bei größerer Antriebsgeschwindigkeit sich hebt und somit den Winkelhebel nach oben bzw. links dreht, während er sich bei Verringerung der Antriebsgeschwindigkeit senkt und den Hebel 21 in entgegengesetzter Richtung dreht.■ Between two adjacent cylinders 4 and 5, a passage 16 is set up by a closure 17 in the form a tap, gate valve, flap or valve can be made wider or narrower can. The four closures 17 are simultaneously by means of a sliding ring 18 and the Push rods 19 set. The adjustment can be made with the help of a manually moved lever 20 or automatically through the mediation of the angle lever 21 by one of the engine moving centrifugal governor take place by turning the governor at a higher drive speed rises and thus turns the angle lever upwards or to the left, while it rotates when the drive speed is reduced lowers and the lever 21 rotates in the opposite direction.

Die dargestellte Ausrückvorrichtung besteht aus einer mit Klauen versehenen Muffe 23, welche auf einem vierkantigen. Teil der getriebenen Welle 2 verschiebbar angeordnet ist und mit der auf der Welle 11 befestigten Muffe 24 in Eingriff kommen kann. Um die Drehrichtung ändern zu können, ist darüber auf einer vierkantigen Vorgelegewelle 25 ein kleines Zahnrad 26 befestigt und ein Zahnrad 27 verschiebbar gelagert. Unterhalb des Rades 26 steht mit diesem in Eingriff ein auf seiner am Gehäuse festen Achse lose drehbares Zwischenrad 28. Die Kupplungsmuffe 23 ist mit einem Zahnkranz 29 versehen, während die Kupplungsscheibe 24 auf der Welle 11 als Zahnkranz 30 ausgebildet ist.The release device shown consists of a clawed sleeve 23, which on a square. Part of the driven shaft 2 is slidably arranged and with the sleeve 24 fixed on the shaft 11 can come into engagement. To the direction of rotation to be able to change is a small gear on a square countershaft 25 above 26 attached and a gear 27 slidably mounted. Below the wheel 26 is with This is engaged by an idler gear 28 that is loosely rotatable on its axis fixed on the housing. The coupling sleeve 23 is provided with a ring gear 29, while the coupling disc 24 is formed on the shaft 11 as a ring gear 30.

Die Muffe 23 und das Zahnrad 27 sind durch einen zweiarmigen Hebel 31 so untereinander verbunden, daß durch die Drehung dieses Hebels 31 mit Hilfe seines Stellarmes 32 eine gleichzeitige Verschiebung der Kupplungsmuffe 23 und des Zahnrades 27 erfolgt, und zwar ist die Muffe 23 bei der Mittelstellung II des Hebels 32 außer Eingriff mit der Kupplungsscheibe 24, und die Verbindung zwischen den Wellen 2 und 11 ist unterbrochen. Wird dagegen der Schalthebel 32 auf I. gestellt, so kommen die Kupplungsscheiben 23 und 24 miteinander in Eingriff, und die Bewegung wird unmittelbar von der Welle 11 auf die getriebene Welle 2 übertragen. Stellt man den Hebel 32 dagegen auf III, so kommt das Zahnrad 27 mit dem Zahnrad 30 und das Zahnrad 29 mit dem Zwischenrad 28 in Eingriff, so daß die Bewegung der Welle 11 auf die Vorgelegewelle 25 und von dem Rad 26.mit Hilfe des Trieblings 28 und des Zahnkranzes 29 der Muffe 23. auf die Welle 2, aber mit der der vorhergehenden entgegengesetzten Drehrichtung übertragen wird.The sleeve 23 and the gear 27 are by a two-armed lever 31 so with each other connected that by the rotation of this lever 31 with the help of its actuating arm 32 a simultaneous Displacement of the coupling sleeve 23 and the gear 27 takes place, namely the Sleeve 23 in the middle position II of the lever 32 out of engagement with the clutch disc 24, and the connection between shafts 2 and 11 is broken. If, on the other hand, the Shift lever 32 is set to I. The clutch disks 23 and 24 come into contact with one another Engagement, and the movement is immediate from the shaft 11 to the driven shaft 2 transfer. If, on the other hand, the lever 32 is set to III, the gear 27 comes with the Gear 30 and gear 29 with the intermediate gear 28 in engagement, so that the movement the shaft 11 to the countershaft 25 and from the wheel 26 with the help of the pinion 28 and the Toothed ring 29 of the sleeve 23 on the shaft 2, but with that of the previous opposite Direction of rotation is transmitted.

Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende :The mode of operation of the gearbox is as follows:

Vorausgesetzt, der Hebel 32 befinde sich in einer der Kupplungsstellungen I oder III, die Welle 2 habe einen Widerstand zu überwinden, · und die Ventile 17 seien geschlossen. VersetztProvided that the lever 32 is in one of the clutch positions I or III, the Shaft 2 has a resistance to overcome, and the valves 17 are closed. Relocated

Claims

X 4 S Ή H ⁰IX 4 S Ή H ⁰ I.

you now rotate the drive shaft ι and consider one of the cylinder pairs 4 and 5, in which the pistons have reached the end of their stroke, so prevails in these cylinders Atmospheric pressure, mediated by the current position of the openings 13 and 15. As a result of the rotation of the drum 3 with the shaft ι slide the pistons in the cylinders, and the openings 13 and 15 are closed.

The further movement of the pistons has a dilution of the air in the cylinder 4 and a compression in the adjacent cylinder 5 result, but just like the resistance that the both pistons have to be overcome during their adjustment, from the position of the connecting valves 17, which passages establish between the two cylinders, depends. the The diameters of the pistons are set in such a way that the sum of all resistances suffices' um the pistons and the shafts 11 and 2 with in the To pull rotary motion of the cylinder, d. H. to let it run along when wave 2 hits its suffers greatest resistance. Preferably, the dimensions can also be chosen so that that in the driving position compression and thinning in a pair of cylinders approximately is the same (e.g. 0.8 kg per square centimeter), so that the forces which act on the cones, form a couple and the counter-effects in the camps of the Shaft, 11 equal and reduced to a minimum are.

When the valves are closed, the shaft 2 will assume the same speed as the Wave i. If, however, the valves 17 are opened, the compression or dilution takes place the air in the cylinders as a result of the passage of compressed to diluted air reduced, and the pistons could move in the cylinders while the same

. early shaft 2 rotates at a slower speed than shaft 1.

At the end of each piston stroke that dilutes the air, the openings 15 are uncovered and let air pass through to restore atmospheric pressure. Simultaneously the passage 13 of the piston in the adjacent cylinder opens the corresponding channel 14 and allows the excess of compressed air to escape. On the following hub, the Piston that previously diluted the air, now it is higher than atmospheric pressure condense and vice versa. So each cylinder serves as a thinner and as a compressor, so that it maintains its temperature compared to the outside temperature.

; The further the valves 17 are opened, the easier the pistons can move, and the speed transmitted to the shaft 2 decreases. Are the Closures fully open, no more force is transmitted. To get a To avoid useless friction of the pistons in the cylinders, one decouples the shafts 11 and 2, by moving the lever 32 to position II. Because the shaft 11 has less frictional resistance in their bearings as the pistons in the cylinders provides, so will. the shaft 11 rotate as fast as shaft 1, and the pistons are no longer in the cylinders slide until you have the sleeve 23 again with the sleeve 24 or the wheel 27 with the ring gear 30 engages. . .

The connection of the regulator 22 to the valves 17 closes the channels 16 at normal drive speed and the gradual opening when reducing the speed, i.e. if the load increases for the purpose already stated.

If it is an explosion engine 8, the hand lever 20 is preferred connected to a shaft 33 and thereby with the control device of the carburetor to simultaneously with the closing of the passages 17 the gasification and consequently the engine power to be able to increase. If the device is used in a motor vehicle, it switches a universal joint between the crankshaft and the mechanical release device, in order to avoid that the shaft is stressed by changes in shape of the carriage frame. It will also be advantageous to have screw wings on the rotating housing between the cylinders 34 to be arranged, which for cooling not only the cylinders 4 and 5, but also serve the prime mover, etc.

Instead of four pairs of cylinders, you can of course arrange a different number. One can also perform the adjustment of the valves in a different way, as well as the storage of the Shafts 1, 11 and 2, and can be mechanical Replace the coupling device with any other corresponding one. The arrangement of the openings 13, 14 and 15 can also be appropriately replaced by a different distribution of air through which a free connection at the end of each piston stroke for some time is established between the atmosphere and the cylinder interior.

Godfather nt-A ν Proverbs:

i. Compressed air gear with device for progressive change of speed, characterized in that the two · * see the bottom of each cylinder and the chamber enclosed by the piston by a suitable balancing device at the end of each stroke is brought into contact with the atmosphere for a short time, so that • the same piston compresses air masses starting from atmospheric pressure

λ Λ 5 λ Λ 5

and afterwards can be stretched while the heat generated by the compression due to the The cold that occurs during expansion is compensated for.

2. Compressed air transmission according to claim i, characterized in that the compensation happens through the piston itself with the help of side holes (15) in the cylinder, which are opened at the inner end of the piston stroke, and through an opening (13) in the piston, which at the outer End of the piston stroke with a channel (14) in the cylinder in connection.

3. Compressed air transmission according to claim 1 and 2 with pistons arranged in pairs and connected by a crank pin offset at an angle of 180 °, characterized in that two connected cylinders (4 and 5), the pistons of which move in opposite directions, Arranged side by side in pairs and connected by a transverse channel (16), the opening of which can be changed manually by an adjustable valve (17), so that part of the air compressed by one piston is used to compress the air trapped in the adjacent cylinder Air passes into these and at the same time the speed of the driven shaft can be changed at will.
•

4. Compressed air transmission according to claim 1 and 3, characterized in that the Throttle valves (17) are connected to a centrifugal governor operated by the engine is driven that he automatically the passage cross section of the air in proportion decreased to increase speed. 4c

5. Compressed air transmission according to claim 1 to 4, characterized in that in connection with explosion engines, a hand lever (20) simultaneously controls the carburetor control device and the throttle valve (17) is used to increase the gasification when the throttle valves (17) are closed narrow.

1 sheet of drawings.