DE1000650B - Kolben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für Kolbenmaschinen mit einem durch die Schwenkbewegung der Pleuelstange betätigten Gesperre, durch welches ihm eine fortschreitende Drehbewegung um seine Achse erteilt wird.

Kolben dieser Gattung sind bekannt. So hat man vorgeschlagen, im Kolben einen mit ihm verbundenen Sperrzahnkranz anzuordnen und diesen, und mit ihm den Kolben, durch von der Schwenkbewegung der Pleuelstange bewegte Klinken weiterzuschalten und so den Kolben fortschreitend um seine Achse zu drehen. Bei jedem Eingreifen eines Gesperres dieser Art entsteht jedoch ein unzulässiger Stoß, und, wenn einmal die Drehbewegung des Kolbens um seine Achse aus irgendeinem Grunde verhindert sein sollte, so ist ein Bruch des Klinkengesperres unvermeidlich.

Man hat daher weiterhin vorgeschlagen, an Stelle eines fest eingreifenden, ein nur reibend eingreifendes Gesperre zu verwenden und hierfür zwei aufgeschlitzte, nach außen spannende Ringe zu verwenden!, die im Innern des Kolbenmantels reibenid anliegen und um die Achse des< Kolbens mittels der Schwenkbewegung der Pleuelstange hin- und hergedreiht werden. Die Schwenkbewegung greift nur an einen Ende des Ringes an, und die Reibungskraft, welche der Ring auf den ihn umgebenden Kolbenmantel ausübt, ist, wenn die Schwenkbewegung den Ring auf ihrem Hinweg vor sich hiru stößt, nach bekannten Gesetzen der Bandreibung größer, als wenn sie den Ring auf ihrem Herweg hinter sich her schleppt. Als Differenz der Kräfte des Hin- und des Herweges wird also eine den Kolben einsinnig um seine Achse drehende Reibungskraft wirksam.

Hierdurch wird nun zwar die Bruchgefahr beseitigt, es müssen aber dafür ständige Reibungsverluste sowie durch diese verursachte Energieverluste und Abnutzungen als Nachteile in Kauf genommen werden.

Zwecks Beseitigung auch dieser Nachteile wird nun gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß dem Kolben die Drehbewegung über ein federndes Zwischenglied erteilt wird, welches einem Widerstand des Kolbens gegen das Fortschreiten seiner Drehbewegung elastisch nachgibt.

Hierdurch wird erzielt, daß als Gesperre nunmehr auch ein fest eingreifendes Klemmgesperre oder sogar ein Klinkengesperre verwendet werden darf, ohne daß Stöße oder Brüche zu fürchten wären. Denn jeder Überschuß, um welchen die aus der Schwenkbewegung der Pleuelstange entnommene Energie über die an die Drehbewegung des Kolbens abgelieferte Energie etwa hinausgehen will, wird ja nunmehr in der Federung des Zwischengliedes gespeichert und von dieser entweder vergleichmäßigt an die Drehbewegung des Kolbens abgegeben oder aber, falls die Schwenkbewe-

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,
Winterthur (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm (Westf.), Drosselstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 30. Juni 1956

gung der Stange inzwischen ihren Richtungssinn schon umgekehrt haben sollte, an diese wieder zurückgeleitet. Es tritt somit weder ein nutzloser Energieverbrauch auf noch können die Kräfte unzulässig hoch werden, da ihr Höchstwert ja durch die Federkraft begrenzt ist, welche das federnde Zwischenglied ausüben wird, wenn in dem schon erwähnten Fall verhinderter Drehbewegung des Kolbens die Pleuelstange bis zum vollen Betrage ihrer Schwenkbewegung ausschlägt.

An Hand der Zeichnung werden Ausführttngsbeispiele der Erfindung beschrieben, und zwar zeigt

Fig. ι ein Ausführungsbeispiel, bei welchem als federndes Zwischenglied eine Schraubenfeder dient, gesehen in Richtung der Kurbelwelle des Motors, also senkrecht zur Ebene des Stangenausschlages ß, Fig. 2 einen Schnitt nach der Schnittlinie H-II der

Fig· ι,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Schnittlinie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem als federndes Zwischenglied eine Spiralfeder dient,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Schnittlinie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Schnittlinie VII-VII der Fig. 5,

Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel, bei welchem als federndes Zwischenglied Schraubenzugfedern dienen,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Schnittlinie IX-IX der Fig. 8.

In den Fig. ι bis 4 bezeichnet 1 die Pleuelstange, deren oberer, mit kugeliger Gleitfläche 2 versehener Kopf 3 zwischen den hohlkugelig bearbeiteten Lagerteilen 4 und 5 des außerdem noch aus dem· Kolbenkopf 6, dem Zwischenring 7 und dem Zahnkranz 8 zusammengesetzten Kolbens so gelagert ist, daiß die Pleuelstange 1 ihre Schwenkbewegung um den Winkel β ausführen und der Kolben sich hierbei frei um seine Achse drehen kann. * *

Die Drehbewegung wird dent-Kolben mittels der in seinen Zahnkranz 8 eingreif enden" beiden Kegel-Zahnräder 8 erteilt, welche drehbar auf den Zapfen 10 sitzen, die in fester Verbindung mit dem durch Schrauben 11 am oberen Pleuelstangenkopf 3 befestigten Außenring 12 des Klemmgesperres stehen. Als Klemmgesperre dient ein Freilauf bekannter Bauart: Der Außenring 12 nimmt also, wenn die Pleuelstange 1 ihn in der in Fig. 4 mit einem Pfeil bezeichneten Richtung schwenkt, mittels der Roll· körper 13 den Innenring 14 mit und spannt dadurch die einerseits in der Ausnehmung 15 des Innenringes und andererseits am Kegelzahnrad 9 befestigte Schraubenfeder 16 an. Die so auf das Kegelzahnrad9 und den Zahnkranz 8 wirkende Federspannung erteilt dem Kolben eine Drehbeschleunigung um seine Achse. Unter der Wirkung der fortschreitenden Drehung des Kolbens sowie der Verlangsamung, des Stillstandes und schließlich der Umkehr der Schwenkbewegung der Stange erlischt dann die Federspannung wieder, so daß sich der Freilauf löst und der Innenring 14 frei in der in Fig. 4 durch den Pfeil bezeichneten Richtung weiterläuft, während der Außenring 12 in der dem Pfeil entgegengesetzten Richtung durch die Stange ι zurückgeschwenkt wird. Unterdessen treibt der zweite gegenüberliegende Freilauf die Drehung des Kolbens an, so daß sich die beiden Freiläufe in ihrer Wirkung abwechseln.

Die Schraubenfeder 16" ist so gewählt, daß sie eine Verdrehung ihrer Enden um dem vollen Winkel ß, um den die Stange 1 ausschlägt, verträgt, ohne daß umzulässige Kräfte entstehen. Sollte also irgendein Umstand ein Weiterdrehen des Kolbens unmöglich machen, so kann auch dann kein-Teil des die Kolbendrehung verursachenden Mechanismus unzulässig hoch belastet werden.

In den Fig. S bis 7 bezeichnet wiederum 1 die Pleuelstange, 2 die kugeligen Gleitflächen des oberen Pleuelstangenkopfes 3, ferner 4 und 5 die hohlkugeligen Lagerteile des außerdem noch aus dem Kolbenkopf 6, dem Zwischenring 7 und dem Zahnkränz 8 zusammengesetzten, hier in größerem Maßstab als in den Fig. 1 bis 4 gezeichneten Kolbens.

Die Drehbewegung wird dem Kolben mittels der in seinen Zahnkranz 8 wie in Fig. 2 eingreifenden beiden Kegelzahnräder 17 erteilt, von denen· hier nur eines gezeichnet ist. Dasselbe sitzt drehbar auf dem Zapfen 18, der in fester Verbindung mit dem durch Schrauben 11 am oberen Pleuelstangenkopf 3 befestigten Außenring 19 des Klemmgesperres' steht. Der Außenring 19 nimmt, wenn die Pleuelstange 1 ihn in der im Fig. 6 mit einem Pfeil bezeichneten Richtung schwenkt, mittels der Rollkörper 13 den Innenring 20 mit.

Mit ihrem äußeren Ende 21 greift die Spiralfeder 22 in diesen Innenring 20 ein und mit ihrem inneren Ende 23 in das. Kegelrad 17. Dieses besitzt außerdem eine Nase 24 (Fig. 5 und 7), die in einer Aussparung 25 (Fig. 7) des Innenringes 20 spielen kann und dort als Anschlag für eine der Spiralfeder 22 beim Einbau erteilte Vorspannung dient. Die Nase 24 entfernt sich somit während des Betriebes erst dann von ihrem Gegenschlag im der Aussparung 25, wenn die vom Klemmgesperre übertragene Drehkraft die der Spiralfeder 22 beim Einbau erteilte Vorspannung übersteigt. Dk Aussparung 25 erlaubt aber der Nase 24 einen Winkelausschlag, der größer ist als der Ausschlag β (s. Fig. 1) der Pleuelstange 1, so daß auch dann,, wenn irgendein Umstand ein Weiterdrehen des Kolbens unmöglich machen sollte, kein Teil des seine Drehung antreibenden Mechanismus unzulässig hoch beansprucht wird, vielmehr dann die Spiralfeder 22 einfach um den Betrag/? des Stangenausschlages hin- und zurückfedert.

In Fig. 8 und 9 wird die Drehbewegung dem aus den Stücken 4 bis S zusammengesetzten Kolben mittels der in seinem Zahnkranz 8 wie in Fig. 2 eimgreifenden beiden Kegelzahnräder 2,6 erteilt, von denen hier nur eines gezeichnet ist. Dasselbe sitzt drehbar auf dem Zapfen 27, der in fester Verbindung mit dem durch Schrauben 11 am oberen Pleuel-Stangenkopf 3 befestigtem Federgehäuse 28 steht. Die Federn 29 sind auf Zug vorgespannt eingebaut und sind paarweise einerseits mit dem Federgehäuse 28 und andererseits mit dem Außenring 30 des Klemmgesperres verbunden, der, wenn die Pleuelstange 1 das Federgehäuse 28 in der auf ihm in Fig. 9 mit einem Pfeil bezeichneten Richtung schwenkt, mittels der Rollkörper 13 die als Innenring des Klemmgesperres dienende Nabe des Kegelzahnrades 26 mitnimmt. Um zu erzielen, daß alle Rollkörper 13 zugleich angreifen, werden sie mittels kleiner Federn 31 ständig mit einer geringen Kraft an ihre keilförmige Klemmbahn hineingedrückt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kolben für Kolbenmaschinen mit einem durch die Schwenkbewegung seiner Pleuelstange betätigten Gesperre, durch welches ihm eine fortschreitende Drehbewegung um seine Achse erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ihm die Drehbewegung über ein federndes Zwischenglied erteilt wird, welches einem Widerstand des Kolbens gegen das Fortschreiten seiner Drehbewegung elastisch nachgibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 740/226 12.56