DE3711729A1

DE3711729A1 - Adjustable crankshaft which makes it possible to perform continuous adjustment of the stroke of piston machines during operation

Info

Publication number: DE3711729A1
Application number: DE19873711729
Authority: DE
Inventors: Josef Smidrkal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-27

Abstract

The subject-matter of the invention is an adjustable crankshaft. The invention belongs to the field of piston machines. The object of the adjustable crankshaft is to enable the stroke of piston machines to be adjusted from outside during the operation of the machines. With the adjustable crankshaft, machines such as pumps and compressors can be adjusted to the particular operating conditions. In the case of engines such as internal combustion engines, it is possible to exert a positive influence on the fuel consumption and exhaust characteristics. The adjustable crankshaft can be used both with single-cylinder and multi-cylinder machines. It is also possible to use a plurality of crankshafts in a single machine. <IMAGE>

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Kurbelwelle, die es ermöglicht, den Hub von Kolbenmaschinen während des Betriebes stufenlos zu verstellen.The invention relates to a crankshaft that enables the stroke of piston machines continuously adjustable during operation.

Aus der Möglichkeit den Hub von Kolbenmaschinen kontinuierlich verstellen zu können, ergibt sich der Vorteil, daß sich das Verdichtungsverhältnis der Maschinen dem jeweiligen Betriebszustand optimal anpassen läßt. Dieser Vor teil kann sowohl bei Kraft- als auch bei Arbeitsmaschinen genutzt werden.From the possibility to continuously adjust the stroke of piston machines to be able to, there is the advantage that the compression ratio of Machines can be optimally adapted to the respective operating state. This before some can be used with both power and work machines.

Bei Ottomotoren lassen sich der spezifische Kraftstoffverbrauch, sowie die Schadstoffkonzentration im Abgas mit den Hauptbestandteilen Kohlenoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxiden wesentlich reduzieren, wenn die Motoren mit etwa 20% Luftüberschuß betrieben werden. Der Betrieb eines Ottomotors mit einem Luftüberschuß dieser Größenordnung macht es allerdings erforder lich, das Verdichtungsverhältnis des Motors in Abhängigkeit von der Dreh zahl zu verändern. Dieses Problem läßt sich durch den Einsatz der verstell baren Kurbelwelle lösen.In gasoline engines, the specific fuel consumption and the Pollutant concentration in the exhaust gas with the main components carbon oxide, Reduce hydrocarbons and nitrogen oxides significantly when the engines be operated with about 20% excess air. Operation of a gasoline engine with an excess of air of this size, however, makes it necessary Lich, the compression ratio of the engine depending on the rotation change number. This problem can be adjusted by using the Detachable crankshaft.

Bei Kolbenpumpen und Kolbenverdichtern läßt sich die Förderleistung durch Verstellung des Kolbenhubes bei konstanter Drehzahl den jeweiligen Er fordernissen entsprechend regulieren.In the case of piston pumps and piston compressors, the delivery rate can be checked Adjustment of the piston stroke at constant speed the respective Er regulate accordingly.

Die Beschreibung und die zeichnerische Darstellung der Erfindung kennzeichnet lediglich den grundsätzlichen Aufbau und die Wirkungsweise der verstellbaren Kurbelwelle. Festigkeitsberechnungen, Dimensionierung und Werkstoffauswahl sind nicht Bestandteil dieses Latentantrages.The description and the graphic representation of the invention characterize only the basic structure and the mode of operation of the adjustable Crankshaft. Strength calculations, dimensioning and selection of materials are not part of this deferred application.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 6 erläutert. Es zeigtThe invention is explained with reference to the drawings Fig. 1 to Fig. 6. It shows

Fig. 1 Ausführungsform I, geeignet zur Übertragung großer Drehmomente, FIG. 1, I, suitable for transmitting large torques,

Fig. 2 Ausführungsform II, geeignet zur Übertragung kleinerer Drehmomente, Fig. 2 embodiment II, suitable for the transmission of small torques,

Fig. 3 Seitenansicht der Ausführungsform II, Fig. 3 side view of the embodiment II,

Fig. 4 Draufsicht der Ausführungsformen I und II, Fig. 4 top view of the embodiments I and II,

Fig. 5 Schnittansicht der Ausführungsformen I und II, Fig. 5-sectional view of the embodiments I and II,

Fig. 6 mögliche Ausführung einer Kolbenmaschine, bei der die verstellbare Kurbelwelle nach Ausführungsform I und II eingesetzt werden kann. Fig. 6 possible embodiment of a piston engine, in which the adjustable crankshaft according to embodiment I and II can be used.

Mit Ziffern sind ausschließlich die Bauteile gekennzeichnet, die für die Be schreibung von wesentlicher Bedeutung sind. Only the components that are required for the Be writing are essential.

For execution I

Die Hohlwelle (6) ist im Gehäuse (7) drehbar gelagert. Das An- bzw. Abtriebs drehmoment der Kolbenmaschine wird über die Hohlwelle übertragen. In der Hohl welle ist die Stellwelle (5) drehbar gelagert. Bei Betrieb der Kolbenmaschine drehen sich beide Wellen gemeinsam. Die Führungsplatte (3) ist starr mit der Hohlwelle verbunden. In der Führungsplatte ist der Gleitstein (2) radial ver schiebbar angeordnet. Der Kurbelzapfen (1) ist in den Gleitstein eingesetzt und ragt in die Führungsnut der Stellplatte (4). Die Stellplatte ist fest mit der Stellwelle verbunden. Hohlwelle und Stellwelle sind über die Kupplung (8) miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt über Keilwellenprofile. Zwischen Stellwelle und Kupplung ist das Keilwellenprofil achsparallel ausgebildet. Zwischen Kupplung und Hohlwelle ist das Keilwellenprofil gegenüber der Achs richtung geneigt angeordnet. Wird die Kupplung in Achsrichtung verschoben, so verdrehen sich Hohlwelle und Stellwelle relativ zueinander. Durch die Anordnung der Führungsnut in der Stellplatte, welche aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird der Kurbelzapfen radial verschoben und das Maß der Exzentrizität wird verändert.The hollow shaft ( 6 ) is rotatably mounted in the housing ( 7 ). The input and output torque of the piston machine is transmitted via the hollow shaft. In the hollow shaft, the control shaft ( 5 ) is rotatably mounted. When the piston machine is operating, both shafts rotate together. The guide plate ( 3 ) is rigidly connected to the hollow shaft. In the guide plate, the sliding block ( 2 ) is arranged to slide radially ver. The crank pin ( 1 ) is inserted in the sliding block and protrudes into the guide groove of the setting plate ( 4 ). The setting plate is firmly connected to the setting shaft. Hollow shaft and control shaft are connected to each other via the coupling ( 8 ). The connection is made via spline profiles. The spline profile is formed axially parallel between the adjusting shaft and the coupling. Between the coupling and the hollow shaft, the spline profile is inclined with respect to the axis direction. If the coupling is moved in the axial direction, the hollow shaft and the actuating shaft rotate relative to one another. Due to the arrangement of the guide groove in the setting plate, which can be seen in FIG. 5, the crank pin is displaced radially and the degree of eccentricity is changed.

For execution II

Der Aufbau und die Funktion der Ausführung II entsprechen denen der Aus führung I bis auf die Verbindung von Hohl- und Stellwelle. Die Verbindung erfolgt über den Mitnehmerstift (8 a). Der Mitnehmerstift wird in der Stell welle in einer achsparallelen Nut geführt. In der Hohlwelle ist die Führungs nut für den Mitnehmerstift gegenüber der Achsrichtung geneigt angeordnet. Wird der Mitnehmerstift in Achsrichtung verschoben, so verdrehen sich Hohl welle und Stellwelle relativ zueinander. Der Mitnehmerstift ragt mit beiden Enden aus der Hohlwelle heraus und in den Stellring (9) hinein. Die Ver schiebung des Mitnehmerstiftes erfolgt über den Stellmechanismus mit den Teilen (10) und (11). Der grundsätzliche Aufbau ist aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich.The structure and function of version II correspond to those of version I except for the connection of the hollow and actuating shaft. The connection is made using the driver pin ( 8 a) . The driver pin is guided in the adjusting shaft in an axially parallel groove. In the hollow shaft, the guide groove for the driver pin is arranged inclined to the axial direction. If the driver pin is moved in the axial direction, the hollow shaft and the actuating shaft rotate relative to one another. The driver pin protrudes with both ends out of the hollow shaft and into the adjusting ring ( 9 ). The displacement of the driver pin takes place via the adjusting mechanism with the parts ( 10 ) and ( 11 ). The basic structure is shown in FIG. 2 and FIG. 3.

Claims

1. Adjustable crankshaft, which allows the stroke of pistons infinitely adjustable machines during operation. The Ver adjust by axially shifting a coupling.

2. Adjustable crankshaft as in claim 1, but this is done Adjustment by axially moving a driver pin.