DE1184554B

DE1184554B - Piston engine with a straight-line toothed rack on two sides and with a crank mechanism used for starting and limiting the movement of the rack

Info

Publication number: DE1184554B
Application number: DEM49989A
Authority: DE
Inventors: Richard Muenzner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-08-05
Filing date: 1961-08-05
Publication date: 1964-12-31

Description

Kolbenkraftmaschine mit einer auf zwei Seiten verzahnten, geradlinig geführten Zahnstange und mit einem zum Anlassen sowie zur Begrenzung der Bewegung der Zahnstange dienenden Kurbeltrieb Bekannt sind Kolbenkraftmaschinen mit geradlinig geführten Zahnstangen, wobei die Zahnstangen in den Endstellungen teils federnd geführt werden oder auf Puffer aufschlagen und mit Zahnrädern abwechselnd im Eingriff stehen.Piston engine with a straight line geared on two sides guided rack and one for starting and limiting the movement the rack serving crank mechanism are known piston engines with rectilinear guided racks, whereby the racks are partly resilient in the end positions be guided or hit buffers and alternately meshed with gears stand.

Bekannt ist es ferner, daß bei Zahnstangenantrieb die hin- und herbewegten Zahnstangen mittels Zahnrad mit einem zum Anlassen sowie zur Begrenzung der Bewegung der Zahnstange dienenden Kurbeltrieb versehen sind, wobei die Kraft übertragenden Zahnräder nur in Teilumdrehungen versetzt werden. Bei direkter Verbindung der in Drehung versetzten Schwungmasse mit Kurbelantrieb wird die auf den Kolben einwirkende Treibkraft mittels Zahnstangen auf den Kurbeltrieb übertragen.It is also known that in the rack and pinion drive the reciprocating Toothed racks by means of a toothed wheel with one for starting as well as for limiting the movement the rack serving crank mechanism are provided, the power transmitting Gear wheels are only rotated in partial revolutions. With a direct connection of the in Rotation shifted centrifugal mass with crank drive acts on the piston Transferring the driving force to the crank mechanism by means of toothed racks.

Die Erfindung betrifft eine derartige Kolbenkraftmaschine, bei der demnach die geradlinig geführte, auf zwei Seiten verzahnte Zahnstange, die mit einem Kolben oder mit zwei einander gegenüberliegenden Kolben verbunden ist, durch einen Kurbelantrieb mit einem dauernd mit der Zahnstange im Eingriff stehenden Zahnrad beim Anlassen hin- und herbewegt und gleichzeitig in den Endstellungen bzw. in den Umkehrstellungen begrenzt wird. Hierbei werden zwei mit der Zahnstange dauernd im Eingriff stehende, sich hin- und herdrehende Zahnräder, die mit zwei gegensinnig wirkenden Freilaufkupplungen verbunden sind, derart in Drehbewegung versetzt, daß das Schwungrad mittels zwei ineinandergreifenden Stirnrädern immer nur in ein und dieselbe Drehrichtung getrieben wird.The invention relates to such a piston engine in which accordingly the straight-line rack toothed on two sides, which is connected to a Piston or is connected to two opposing pistons, by a Crank drive with a toothed wheel that is permanently engaged with the rack back and forth when starting and at the same time in the end positions or in the Reversals is limited. Here, two with the rack are constantly in Engaging standing, back and forth rotating gears with two opposing directions acting overrunning clutches are connected in such a way that the flywheel by means of two interlocking spur gears only in one and the same direction of rotation is driven.

Sobald die auf die Kolben einwirkende Explosiv-oder andere Treibkraft die Zahnstange hin- und hertreibt, wird die Treibkraft in bekannter Weise mittels der Zahnräder direkt auf das Schwungrad übertragen, so daß der Kurbeltrieb leer mitläuft, nur noch der Begrenzung der Bewegung der Zahnstange dient und nicht mehr kraftübertragend wirkt. Bei der Abschaltung der Treibkraft bzw. Abschaltung der Zündung läuft das Schwungrad im Freilauf weiter, so daß die Zahnstange mit Kolben sowie der Kurbeltrieb zum Stillstand kommen, jedoch kann der Motor während des Freilaufs des Schwungrades von neuem wieder angelassen werden. Durch die Erfindung ist es, möglich, eine höhere Leistung zu erzielen, die mit einem Kurbeltrieb allein nicht erreicht werden kann.As soon as the explosive or other propelling force acting on the pistons drives the rack back and forth, the driving force is means in a known manner the gears are transmitted directly to the flywheel so that the crank drive is empty runs along, only serves to limit the movement of the rack and nothing more acts force-transmitting. When switching off the driving force or switching off the Ignition, the flywheel continues to freewheel, so that the rack with piston as well as the crank drive come to a standstill, however, the motor can during freewheeling of the flywheel must be started again. Through the invention it is possible to achieve higher performance that cannot be achieved with a crank drive alone can be reached.

Gemäß der Erfindung ist das auf der einen Seite mit der zweiseitig verzahnten Zahnstange im Eingriff stehende große Zahnrad, das gleichzeitig mit dem zum Anlassen und zur Begrenzung der Bewegung der Zahnstange dienenden Kurbelantrieb in Verbindung steht, derart groß gewählt, daß die auf der gegenüberliegenden Seite der zweiseitig verzahnten Zahnstangc im Eingriff stehenden beiden kleineren kraftübertragenden Zahnräder bei jedem Arbeitsspiel mehr als eine volle Umdrehung machen, wodurch die Abnutzung der kraftübertragenden Zahnräder geringer ist als bei der bekannten Teilbewegung dieser Zahnräder. Ferner wird durch diese Anordnung ein größerer Kolbenhub bei kleinem Kolbendurchmesser mit weniger Umkehrstellungen bei jedem Arbeitsspiel erreicht.According to the invention that is on the one hand with the two-sided toothed rack meshing large gear that is simultaneously with the crank drive used to start and limit the movement of the rack is in connection, chosen so large that the one on the opposite side the two-sided toothed rackc meshing two smaller force-transmitting ones The gears make more than one full revolution with each working cycle, which causes the Wear of the power-transmitting gears is less than with the known partial movement these gears. Furthermore, this arrangement results in a larger piston stroke with a small one Piston diameter achieved with fewer reversed positions in each work cycle.

Die Zeichnung zeigt in A b b. 1 die Seitenansicht dieser Maschine und A b b. 2 die Maschine in Draufsicht, wobei die Freilaufkupplungen im Schnitt zu erkennen sind.The drawing shows in A b b. 1 the side view of this machine and A b b. 2 the machine in plan view, with the overrunning clutches in section can be recognized.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Durch eine Drehbewegung der Kurbelscheibe 1 auf der Welle 18 wird beim Anlassen die auf zwei Seiten verzahnte, mit Kolben verbundene Zahnstange 2 mittels eines im Eingriff mit ihr stehenden großen Zahnrades 3 sowie mittels eines Kurbelarms 4, beide fest auf einer Welle 5 sitzend, und mittels einer Kurbelstange 6 mit Kurbelzapfen 7 und 8 hin- und herbewegt und in ihren Umkehrstellungen begrenzt. Hierdurch werden zwei auf der anderen Seite mit der zweiseitig verzahnten Zahnstange 2 im Eingriff stehende kleinere Zahnräder 9 und 10, die auf Wellen 11 und 12 lose sitzen, abwechselnd in Zinks-und Rechtsdrehung versetzt.The operation of the machine is as follows: When the crank disk 1 rotates on the shaft 18 , the toothed rack 2, which is toothed on two sides and connected to the piston , is both firmly opened by means of a large gear wheel 3 and a crank arm 4 in engagement with it a shaft 5 seated, and moved back and forth by means of a connecting rod 6 with crank pins 7 and 8 and limited in their reversal positions. As a result, two smaller toothed wheels 9 and 10, which are in engagement on the other side with the toothed rack 2 on both sides and which are loosely seated on shafts 11 and 12, are alternately set in zinc and clockwise rotation.

Durch die Verbindung der gegensinnig kraftübertragend wirkenden selbsttätigen Freilaufkupplungen 13 und 14 auf den Wellen 11 und 12 mit den sich hin- und herdrehenden Zahnrädern 9 und 10 werden die auf den Wellen 11 und 12 fest sitzenden und miteinander im Eingriff stehenden Stirnräder 15 und 16 sowie das mit der Welle 11 fest verbundene Schwungrad 17 immer in ein und dieselbe Drehrichtung getrieben.Through the connection of the opposing force-transmitting automatic overrunning clutches 13 and 14 on the shafts 11 and 12 with the back and forth rotating gears 9 and 10 , the spur gears 15 and 16, which are firmly seated on the shafts 11 and 12 and are in engagement with one another, as well as the with the shaft 11 firmly connected flywheel 17 always driven in one and the same direction of rotation.

Eine auf die Kolben einwirkende Explosiv- oder andere Treibkraft wird demnach direkt durch die zweiseitig verzahnte Zahnstange 2 mittels der Zahnräder 9 und 10 in Verbindung mit den selbsttätigen Freilaufkupplungen 13 und 14 auf die Stirnräder 15 und 16 sowie auf das Schwungrad 17 übertragen, so daß der zum Anlassen dienende Kurbelantrieb, der nicht direkt mit dem Schwungrad 17 in Verbindung steht, nur noch leer mitläuft. Bei den Freilaufkupplungen 13 und 14 werden auf beiden Seiten der Zahnräder 9 und 10 angeordnete und lose auf Gewinde sitzende Mutterscheiben dauernd durch schwache, in den Abbildungen nicht eingezeichnete Federn an die Zahnräder 9 und 10 schraubenartig angedrückt, so daß beim Mitnehmen der Wellen 11 und 12 nur ein kleiner Schlupf auftreten kann, der sich jedoch nicht nachteilig, sondern zum Vorteil auswirkt, weil damit die auf das Schwungrad 17 einwirkenden Stöße gedämpft werden.An explosive or other driving force acting on the piston is therefore transmitted directly through the double-sided toothed rack 2 by means of the gears 9 and 10 in connection with the automatic overrunning clutches 13 and 14 to the spur gears 15 and 16 and to the flywheel 17 , so that the crank drive serving for starting, which is not directly connected to the flywheel 17 , only runs idle. In the case of the overrunning clutches 13 and 14 , on both sides of the gears 9 and 10 , nut washers that are loosely seated on the thread are constantly pressed helically to the gears 9 and 10 by weak springs, not shown in the figures, so that when the shafts 11 and 12 are taken along only a small slip can occur, which is not disadvantageous, but rather advantageous, because it dampens the shocks acting on the flywheel 17.

Claims

Claim: piston engine, z. B. for explosive gas and air mixtures, for steam or for water, with a straight-line toothed rack on two sides that meshes with two gears that rotate back and forth and one for starting and limiting the crank mechanism serving to move the rack is provided, which is connected to a reciprocating gear wheel which meshes with one side of the double-sided toothed rack, characterized in that the crank mechanism (4, 6, 7, 8) connected and with one side of the two-sided toothed rack (2) meshing gear (3) is designed with a larger diameter than the two gears intended for power take-off (9 and 10), which are more with each work cycle than make a full turn. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 084 271; Swiss Patent No. 189 717; French Patent No. 984 871; U.S. Patent No. 1,271,569.