Vorrichtung zur Umwandlung einer hin und her gehenden Bewegung in eine Drehbewegung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung einer hin und her gehenden Bewegung in eine drehende Bewegung und umgekehrt, bei der ein mit dem hin und her gehen den Maschinenteil zusammenwirkender Hubverdrän- ger und ein mit dem sich drehenden Maschinenteil verbundener, sich drehender Verdränger über einen mit Druckflüssigkeit gefüllten Raum verbunden sind und einer Bewegung des Hubverdrängers eine Bewe gung des sich drehenden Verdrängers zugeordnet ist.
Die Aufgabe, eine hin und her gehende Bewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln, ist eine der Grundaufgaben der Mechanik. Sie wird im allge meinen durch Anwendung des altbewährten Kurbel triebes gelöst. Bei diesem bildet bekanntlich das Pleuel das Kraftübertragungsglied zwischen dem hin und her gehenden Maschinenteil und dem Kurbel zapfen, beziehungsweise der Kurbelkröpfung des meist als Kurbelwelle ausgebildeten rotierenden Ma schinenteils.
Der bekannte mechanische Kurbeltrieb besitzt jedoch die Eigenart, dass jedem vollen Hin- und Hergang des hin und her gehenden Maschinen teils, beispielsweise des Kolbens einer Kolbenkraft- maschine, eine volle Umdrehung der Kurbelwelle zwingend zugeordnet ist. Dabei entspricht jeder Stel lung des hin und her gehenden Maschinenteils eine ganz bestimmte Stellung des sich drehenden Ma schinenteils. Darüber hinaus ist durch die Verbin dung des hin und her gehenden Maschinenteils mit dem sich drehenden Maschinenteil durch das Pleuel der mechanische Kurbeltrieb konstruktiv in eine vor gegebene Bauform gezwungen.
Beispielsweise muss bei einer Kolbenmaschine die Kurbelwelle eine ganz bestimmte Lage zu den Arbeitszylindern einnehmen. Selbstverständlich ist die zwingende Zuordnung von hin und her gehenden und sich drehenden Maschinen- teilen beim mechanischen Kurbeltrieb nicht immer erwünscht. Da in vielen Fällen der Maschinenbauer wegen dieser Eigenart des mechanischen Kurbel triebes in seiner konstruktiven Freiheit stark beein trächtigt ist, hat man auch schon nach Wegen ge sucht, um das sich drehende Maschinenteil konstruk tiv unabhängig von dem hin und her gehenden Ma schinenteil anordnen zu können.
Beispielsweise hat man anstelle von mechanischen Kraftübertragungs- mitteln auch schon Triebwerke verwendet, bei denen die Arbeit von der Antriebsmaschine zur Leistungs- verbraucherstelle hydraulisch oder pneumatisch über tragen wird.
So sind Triebwerke bekannt, bei denen der hin und her gehende Kolben einer Kolbenbrenn- kraftmaschine einen Kompressor antreibt, der Druck luft für einen nachgeschalteten, die Leistung abge benden Pressluftmotor liefert, oder auch beispiels weise Freiflugkolben-Brennkraftmaschinen, die eben falls Druckgas für eine das Drehmoment abgebende Sekundärmaschine erzeugen, wobei der Druck des Arbeitsmittels in Bewegungsenergie verwandelt wird. Bei allen diesen Maschinen kann zwar der hin und her gehende Maschinenteil weitgehend unabhängig von dem sich drehenden Maschinenteil angeordnet werden, indessen erfordern die bisher bekannten Antriebe dieser Art einen verhältnismässig hohen Bauaufwand.
Ausserdem ist ihr mechanischer Wir kungsgrad, der durch die Wirkungsgrade des Ver dichters und des Motors bestimmt wird, wesentlich geringer als der von Triebwerken mit rein mecha nischer Kraftübertragung durch einen Kurbeltrieb.
Es sind daher auch schon Vorrichtungen vorge schlagen worden, die unter Anwendung hydraulischer Mittel das Grundprinzip des altbewährten Kurbel triebes beibehalten, jedoch das die Bauart dieses Maschinenelements bestimmeende Pleuel durch eine Flüssigkeitssäule ersetzen, die die Kraftübertragungg zwischen dem hin und her gehenden und dem sich drehenden Maschinenteil bewirkt.
Bei diesen Vor- ,en zur Umwandlung einer hin und her ge- richtung henden Bewegung in eine drehende Bewegung ist ein mit dem hin und her aehenden Teil verbundener Hubverdränger mit einem Drehkolben oder sich dre henden Verdränger durch einen mit Flüssigkeit ge füllten Raum verbunden, wobei das Hubvolumen des Hubverdrängers gleich dem Hubvolumen des sich drehenden Verdrängers in dem gemeinsamen, die beiden Verdränger verbindenden und mit Flüssig keit gefüllten Raum ist.
Wie beim mechanischen Kurbeltrieb ist also bei dieser Vorrichtung, bei der der eine Verdränger der Bewegung des anderen Verdrängers infolge der Inkompressibilität der Flüssigkeit folgen muss, jeder Stellung des sich drehenden Verdrängers eine ganz bestimmte Stellung des Hubverdrängers zugeordnet und umgekehrt.
Da aber die Flüssigkeitssäule, über die die beiden Verdränger miteinander verbunden sind, im Gegensatz zum Pleuel bei dem mecha nischen Kurbeltrieb nur Druckkräfte und keine Zug kräfte übertragen kann, muss bei diesen Vorrichtun gen darauf geachtet werden, dass bei allen Betriebs stellungen die Verdränger gegen die Flüssigkeit ge drückt werden.
Praktisch haben diese Vorschläge bisher jedoch keinen Eingang in die Technik gefunden. Die vor liegende Erfindung zeigt nun einen neuen Weg zur hydraulischen übertragung von Kräften und Bewe gungen zwischen hin und her gehenden Maschinen teilen, der Vorrichtungen dieser Art praktisch erst realisierbar erscheinen lässt und dem bekannten me chanischen Kurbeltrieb gegenüber noch einen wesent lichen Vorteil bringt.
Die vorliegende Erfindung be- fasst sich vor allem mit der Aufgabe, die beim me chanischen K-urbeltrieb ebenso wie bei den oben er wähnten Vorrichtungen periodisch in ihrer Grösse und Richtung wechselnden Lagerbelastungen zu be seitigen und dadurch die Lager zu entlasten, auf denen der sich drehende Verdränger gelagert ist.
Die Erfindung besteht darin, dass die vom Hub- "e kolben <B>g</B> förderte Druckflüssigkeit in mindestens zwei Teilströme aufgespalten ist, die derart auf den Dreh kolben einwirken, dass sich die von der Druckflüssig- keit auf den sich drehenden Verdränger in radialer Richtung einwirkenden Druckkräften gegenseitig auf heben.
Der Drehkolben einer Vorrichtung nach der vor liegenden Erfindung ist vorzugsweise in einem Ge häuse gelagert, in dem durch geeignete Formgebung des Drehkolbens und des Gehäuses und durch die Verwendung von Dichtungselementen, die den Ring raum zwischen dem Drehkolben und dem Gehäuse aufteilen, Druckkammern gebildet werden, in denen beim Umlauf des Drebkolbens abwechselnd Druck- flüssfig,keit einströmt und verdrängt wird, wobei die Druckkammern die mit dem Druckraum eines Hub- verdrängers verbundenen Ecken eines gleichseitigen Vielecks bilden.
Die Zuführungsleitungen zu den Druckkammern sind hierbei vorteilhaft zwischen dem umlaufenden Verdränger und dem diesen aufnehmenden Gehäuse in dem Maschinenteil angeordnet, das die Dichtungs elemente aufnimmt.
Gemäss einem weiteren Schritt der Erfindung können mehrere parallele nebeneinander wirksam werdende Hubverdränger auf einen sich drehenden Verdränger einwirken. In manchen Fällen kann auch zweckmässig ein Hubverdränger mit mehreren sich drehenden Verdrängern in Wirkungsverbindung ste hen.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Erfindungsge 'genstandes sind die Druckkammern, aus denen die vom Hubverdränger verdrängte Druck flüssigkeit auf den sich drehenden Verdränger ein wirkt, in dem diesen umgebenden Gehäuse derart einander gegenüber angeordnet und mit dem Hub- verdränger verbunden, dass die auf den drehenden Verdränger einwirkenden axialen Druckkräfte sich gegenseitig aufheben.
Zweckmässig ist eine Vorrichtung nach der Er findung mit einer Einrichtung zum Kühlen der Druck flüssigkeit versehen.
Schliesslich können nach einem weiteren Schritt der Erfindung Mittel zum Ablassen der Druckflüssig keit vorgesehen sein. Durch Anwendung solcher Mit tel wird erzielt, dass die Vorrichtung nicht nur zur übertragung einer hin und her gehenden Bewegung in eine Drehbewegung oder umgekehrt, sondern dar über hinaus auch als Kupplung verwendet werden kann, weil nach Ablassen des Arbeitsmittels die Kraltübertragung zwischen hin und her gehendem und sich drehendem Maschinenteil entfällt.
Nach einem weiteren Schritt der Erfindung sind bei einer Vorrichtung, bei der mehrere Hubver- oranger auf einen sich drehenden Verdränger ar beiten, zwecks Umkehrung der Drehrichtung des sich drehenden Verdrängers Mittel zum Umschalten der Verbindungskanäle zwischen den auf den Dreh kolben arbeitenden Hubverdrängern und den Druck kammern im Drehkolbengehäuse vorgesehen.
Die Erfindun- ist insbesondere auch anwendbar, wenn<B>je</B> zwei Kolben einer Kolbenmaschine durch eine Kolbenstange verbunden sind, auf der in einem Verdrängergehäuse ein doppeltwirkender Hubkolben angeordnet ist, von dem Druckflüssigkeit den Druck kammern zwischen einem sich drehenden Verdränger und dem diesen aufnehmenden Gehäuse zugeführt wird.
Dabei bilden die Druckkammern zwischen Drehkolben und Drehkolbengehäuse, in denen beim Umlauf des Drehkolbens abwechselnd Druckflüssig keit einströmt und verdrängt wird und die von der von der einen Seite des doppeltwirkenden Hubkol bens geförderten Druckflüssigkeit beaufschlagt wer den, zweckmässig die Ecken eines gleichseitigen Viel- eckes, während die Druckkammern, die von der von der anderen Seite des doppeltwirkenden Hubkolbens Cre <B>g</B> förderten Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, ebenfalls in den Ecken eines gleichseitigen Vielecks angeordnet sind,
das um einen der Anzahl der Druck kammern entsprechenden Winkelbetrag gegenüber dem ersten Vieleck versetzt ist.
Dabei können Mittel zur hydraulischen Betäti gung der Ventile unter Verwendung der Druckflüssig keit des Triebwerkes vorgesehen sein. Als Kühlmittel für die Kolben der Brennkraftmaschine dient zweck mässig die Druckflüssigkeit des Triebwerkes. Auch können Mittel zur Brennstoffeinspritzung unter Ver wendung der Druckflüssigkeit des Triebwerkes vor handen sein.
Erfindungsgemäss können zur Verbindung von C, Drehkolben und Antriebswelle Steckkupplungen die nen, die die Einstellung einer beliebigen Winkel verstellung des Drehkolbens zur Abtriebswelle er möglichen. Dabei ist die Abtriebswelle zweckmässig in mehrere durch Steckkupplungen miteinander ver bundene Teile unterteilt, wobei auf der Abtriebs- welle angeordnete Drehkolben Teile der Steckkupp lungen bilden.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Fig. <B>1</B> eine Brennkraftmaschine mit einer Vor- richtunc, zur Umwandlung der hin und her gehenden Bewe-ung des Kolbens in eine Drehbewegung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. <B>3</B> einen Querschnitt durch einen umlaufenden Verdränger, dem die Druckflüssigkeit über die Welle zugeführt wird,
Fi- 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. <B>3</B> Fi#. <B>5</B> einen Querschnitt durch eine Vorrichtung, in der zwei Hubkolben auf einen Drehkolben wir ken, Fig. <B>6</B> einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. <B>5,</B> Fig. <B>7</B> einen Schnitt durch einen Teil der Vor- richtun- mit einem Drehkolben in abgewandelter Bauform,
Fig. <B>8</B> einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. <B>7,</B> Fig. <B>9</B> die Abwicklung des Drehkolbens nach Fig. <B>7</B> und<B>8</B> und seines Gehäuses mit dem Radius r, Fi-. <B>10</B> einen Querschnitt durch die Zweizylinder- 0 <B>U</B> gr ppe einer Brennkraftmaschine,
bei der zwei Ar beitskolben und ein von der Druckflüssigkeit be- aufschlagter doppeltwirkender Kolben auf einer ge meinsamen Kolbenstange angeordnet sind, Fig. <B>11</B> einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. <B>10,</B> Fig. 12 eine Ansicht auf das Mittelteil der Vor richtung nach Fig. <B>10</B> und<B>11,</B> Fig. <B>13</B> einen Gleitstein zur Abdichtung des in Fig. <B>10</B> und<B>11</B> dargestellten Drehkolbens,
<B>C</B> Fig. 14 einen Querschnitt durch den Gleitstein nach Fig. <B>13,</B> Fig. <B>15</B> in der linken Hälfte eine Ansicht der oberen und in der rechten Hälfte eine Ansicht der unteren, die Dichtungsleiste führende Seite des Gleit- steins nach Fig. <B>13</B> und 14, Fig. <B>16</B> eine Zweizylindergruppe eines umkehr gespülten Zweitaktmotors, bei dem sich die den Drehkolben abdichtenden Gleitsteine nicht in radia ler, sondern in axialer Richtung bewegen,
Fig. <B>17</B> einen Schnitt nach der Linie XVII-XVII in Fig. <B>16,</B> Fig. <B>18</B> einen Querschnitt durch eine Zweizylin- dergruppe eines ventilgesteuerten Zweitaktdieselmo- tors, Fig. <B>19</B> einen Schnitt nach der Linie XIX-XIX in Fig. <B>18,</B> Fig. 20 einen Schnitt durch eine Zweizylinder- gruppe einer Brennkraftmaschine,
deren Auslassven- tile von hydraulischen Mitteln gesteuert sind, Fig. 21 einen Schnitt nach der Linie XXI-XXI in Fig. 20, Fig. 22 einen Schnitt nach der Linie XXII-Y-XII in Fig. 20.
Bei der in Fig. <B>1</B> und 2 dargestellten Brennkraft- maschine ist mit<B>1</B> der Zylinder bezeichnet, der oben durch den Zylinderdeckel 2 abgeschlossen ist und in dem der Hubkolben<B>3</B> gleitet. Der Hubkolben be sitzt einen als Plunger ausgebildeten Ansatz 4, der in das Plungergehäuse <B>5</B> eintaucht.
Der Ringspalt zwischen dem Ansatz 4 des Hubkolbens<B>3</B> und dem oberen Teil des Plungergehäuses <B>5</B> ist durch eine Stopfbüchse<B>6</B> abgedichtet, die eine Dichtung<B>7</B> ge gen die entsprechenden Dichtungsflächen anpresst. Im Raum unterhalb des Hubkolbens<B>3</B> befinden sich in der Wandung des Zylinders<B>1</B> öffnungen <B>8,</B> die der Be- und Entlüftung des Zylinderraumes unter halb des Hubkolbens<B>3</B> beim Auf- und Abgang des Kolbens dienen.
Der Innenraum<B>9</B> des Plungerge- häuses <B>5,</B> in dem sich eine Druckflüssigkeit befindet, steht über eine Leitung<B>10</B> mit den Zuführungska nälen<B>11,</B> 12 und über diese mit den Druckräumen <B>13</B> und 14 bzw. <B>15</B> und<B>16</B> in einem Drehkolbenge- häuse <B>17</B> in Verbindung. In dem Drehkolbengehäuse <B>17</B> ist der Drehkolben<B>18</B> gelagert, der mit einem Keil<B>19</B> auf der Antriebswelle 20 befestigt ist.
Der Drehkolben<B>18</B> hat im Querschnitt -eine etwa ellip tische Form und gleitet mit seinen Flächen 21, die Teile einer kreiszylindrischen Fläche sind, die den gleichen Durchmesser wie der Innenraum des Ge häuses<B>17</B> hat, auf den hohlzylindrischen Innenflä chen des Drehkolbengehäuses <B>17.</B> Zwischen den ab geplatteten Seitenflächen 22 des Drehkolbens<B>18</B> und der inneren Umfangsfläche des Drehkolbenge- häuses <B>17</B> befinden sich im Querschnitt sichelartige freie Räume<B>23,</B> 24 die beim Umlauf des Drehkolbens wechselweise mit den Druckräumen<B>13,</B> 14 bezie hungsweise<B>15, 16</B> im Drehkolbengehäuse <B>17</B> in Verbindung kommen.
Der Drehkolben<B>18</B> wirkt fer ner mit den Dichtungselementen<B>25, 26, 27</B> und<B>28</B> zusammen, die gegen Druck von Federn<B>29, 30,</B> <B>31, 32</B> in im Gehäuse<B>17</B> eingearbeiteten Schlitzen <B>33,</B> 34,<B>35</B> und<B>36</B> radial verschieblich gelagert sind. In den sichelartigen freien Räumen<B>23,</B> 24 zwischen dem Drehkolben<B>18,</B> dem Drehkolbengehäuse <B>17</B> und den Dichtungselementen<B>25, 26, 27</B> und<B>28</B> bilden sich periodisch wechselnd die Druckräume, in denen der Druck der Druckflüssigkeit wirksam wird.
Die Dichtungselemente<B>25, 26, 27</B> und<B>28</B> sind mit Kanälen versehen, durch die die in den Druck räumen befindliche Druckflüssigkeit in die Schlitze <B>33,</B> 34,<B>35</B> und<B>36</B> fliessen kann, in denen die Federn <B>29, 30, 31</B> und<B>32</B> angeordnet sind. Seitlich ist das Drehkolbengehäuse <B>17</B> mit Deckeln<B>38, 39</B> abge schlossen, die durch nichtdargestellte Zuganker mit dem Drehkolbencehäuse <B>17</B> fest verbunden sind und deren Stirnflächen 40, 41 mit den seitlichen Stirn flächen des Drehkolbens<B>18</B> nur so viel Laufspiel bilden, dass der Drehkolben<B>18</B> frei umlaufen kann.
Durch Wahl entsprechender Passungen kann erreicht werden, dass an diesen Flächen eine so weitgehende Dichtung hergestellt wird, dass nennenswerte Flüssig keitsverluste nicht auftreten. Erforderlichenfalls kön nen zusätzlich Dichtungsmittel vorgesehen werden. Die Antriebswelle 20 ist im übrigen nach aussen durch Stopfbüchsen 42, 43 mit Dichtungen 44, 45 abgedichtet.
Zur Erhöhung der Schwungmasse ist auf der Antriebswelle 20 eine Schwungscheibe 46 angebracht. Die Wirkunasweise dieser Vorrichtung ist fol- ,ende: Beim Arbeitshub der Brennkraftmaschine bewegt sich der Hubkolben<B>3</B> und mit ihm der plungerartige Ansatz 4 nach unten<B>'</B> wobei der Ansatz 4 die im Innenraum des Plunaerzylinders <B>9</B> befindliche Druck flüssigkeit über die Leitung<B>10</B> und die Zuführungs kanäle<B>11</B> und 12 in die Druckräume<B>13,</B> 14 bzw. <B><I>15,</I> 16</B> verdrängt.
Der hydrostatische Druck der Druckflüssigkeit wirkt nun auf den Drehkolben<B>18</B> und setzt ihn im Sinne des Pfeiles in Drehung. Hat nun der Drehkolben<B>18</B> eine Drehung von<B>90'</B> vollen det, so werden die Dichtungselemente<B>25</B> und<B>27</B> gegen den Druck der Federn<B>29</B> und<B>31</B> radial in die zugehörigen Schlitze<B>33</B> und<B>35</B> im Gehäuse<B>17</B> hineingeschoben, so dass die zylindrische Fläche 21 des Drebkolbens <B>18</B> mit der Innenwand des Gehäuses <B>17</B> abschliesst.
Gleichzeitig treten die Dichtungsele mente<B>26</B> und<B>28</B> in radialer Richtung aus den zugehörigen Schlitzen 34 und<B>36</B> des Gehäuses<B>17</B> heraus und bewirken ein Zurückdrängen des sich in den Druckkammern<B>23,</B> 24 befindlichen öles in den Innenraum<B>9</B> des Plungerzylinders <B>5.</B> Damit wird der plunc:"erartige Ansatz 4 und mit ihm der Kolben <B>3</B> der Brennkraftmaschine in die Ausgangsstellung zurückgeführt.
Der Rauminhalt der Druckräume im Drehkolben- gehäuse muss, wenn er vollkommen gefüllt ist, das heisst, wenn der Kolben<B>3</B> und der plungerartige Ansatz 4 den unteren Totpunkt erreicht haben, gleich dem aus dem Plungerzylinder <B>5</B> verdrängten Flüssigkeitsvolumen sein.
Ist aus den Druckräumen nach einer Drehung des Drebkolbens um<B>135'</B> ge genüber der in Fig. <B>1</B> dargestellten Stellung die gesamte Druckflüssigkeit wieder in den Innenraum des Plungerzylinders <B>5</B> zurückgefördert, so muss der Kolben<B>3</B> den oberen Totpunkt erreicht haben. Einer Umdrehung des Drehkolbens<B>18</B> entsprechen bei dieser Ausgestaltungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung also zwei volle Hin- und Hergänge des Hubkolbens.
Wie für alle hydrostatischen Antriebe gilt auch bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfin dung bei Vernachlässigung der Strömungs- und Rei bungsverluste, dass in jedem Augenblick für das durch den Kolben<B>3</B> im Zylinder<B>1</B> bestrichene Hub volumen, für das durch den plungerartigen Ansatz 4 .,
erzylinder <B>5</B> bestrichene Hubvolumen und im Plung für das vom Drehkolben jeweils gebildete und zu geordnete Volumen der Druckräume im Drehkolben- gehäuse das Integral aus der über dem Volumen aufgetragenen Druckfunktion das gleiche sein muss. Strömungs-, Reibungs- und Leckverluste bestimmen den Wirkungsgrad einer Vorrichtung nach der vor liegenden Erfindung.
Bei der in Fig. <B>3</B> und 4 dargestellten Ausfüh- rungsforrn des Drehkolbenteiles einer Vorrichtunc, nach der Erfindung läuft ein kreisrunder Drehkol ben 47 in einem Innenraum des Drehkolbengehäuses 48 um, der im Querschnitt eine ovale Form hat. In den auf der Antriebswelle 49 aufgesehrumpften Drehkolben 47 gleiten in Schlitzen<B><I>50, 51,</I> 52, 53</B> in radialer Richtung Dichtungselemente 54,<B><I>55,</I> 56</B> und <B>57,</B> die sich auf dem Drehkolben über nicht darge stellte Federn abstützen.
Die Dichtunaselemente 54,<B><I>55,</I> 56</B> und<B>57</B> teilen die sich zwischen dem im Querschnitt ovalen Innen raum, des Drehkolbengehäuses 48 und dem kreis zylindrischen Drehkolben 47 bildenden sichelartigen Hohlräume in vier Druckkammern, von denen die Druckkammern<B>59</B> und<B>61</B> über die Bohrungen<B>62</B> und<B>63,</B> den Ringkanal 64 und den Kanal<B>65</B> mit einem nicht dargestellten Hubverdränger und die Druckkammern<B>58</B> und<B>60</B> über die Bohrungen<B>67</B> und<B>68</B> den Ringkanal<B>69</B> und den Kanal<B>70</B> mit einem zweiten, nicht dargestellten Hubverdränger in Verbindung stehen.
Die Wirkungsweise dieser Vor richtung ist die gleiche wie die der in Fig. <B>1</B> und 2 dargestellten Vorrichtung.
Bei der in Fia. <B>5</B> und<B>6</B> dargestellten Ausfüh rungsform der Erfindung wirken ebenfalls zwei Hub- verdränger auf einen Drehkolben ein. Bei der dar gestellten Zweizylinderbrennkraftmaschine gleitet in dem Zylinder<B>71</B> der Kolben<B>72</B> und in dem<B>Zy-</B> linder<B>73</B> der Kolben 74. Dabei ist der Kolben<B>72</B> mit dem in dem Druckzylinder<B>75</B> gleitenden Hub kolben<B>76</B> und der Kolben 74 mit dem in dem Druck zylinder<B>77</B> gleitenden Hubkolben<B>78</B> verbunden, die ihrerseits auf einen Drehkolben<B>79</B> wirken. Dabei hat der Kolben<B>72</B> des Zylinders<B>71</B> den unteren Totpunkt erreicht, während der Kolben 74 im obe ren Totpunkt angelangt ist.
Die Druckräume<B>80</B> <U>und</U><B>81</B> der Zylinder<B>75</B> und<B>77</B> stehen über Leitun gen<B>82</B> und<B>83</B> und die Zweigleitungen 84,<B>85</B> be- ziü,ht,rigsweise <B>86, 87</B> mit den Zuführungskanälen<B>88,</B> <B>89</B> beziehungsweise<B>90, 91</B> des Drehkolbengehäuses <B>92</B> in Verbindung. Der Drehkolben<B>79</B> läuft in einem kreiszylindrischen Innenraum des Drehkolbengehäu- ses <B>92</B> uni. Er ist auf der Abtriebswelle <B>93</B> zentrisch gelagert und mit einem Keil 94 befestigt.
Der Dreh kolben<B>79</B> hat eine Gestalt, die der des in Fig. <B>1</B> und 2 dargestellten Drehkolbens<B>18</B> entspricht, und wirkt mit vier jeweils um<B>90'</B> zueinander versetzten Dichtungsschiebern<B>95, 96, 97</B> und<B>98</B> zusammen, die in entsprechenden Schlitzen im Gehäuse<B>92</B> ra dial zum Drehkolben<B>79</B> durch den Druck von Fe dern<B>99</B> und den diesen Druck überlagernden Flüssig keitsdruck der durch nicht dargestellte Kanäle in die erwähnten Kammern gelangenden Druckflüssig keit gegen die Umfangsfläche des Drehkolbens ange drückt werden.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. <B>1</B> und 2 ist das Drehkolbengehäuse seitlich durch Deckel,<B>100, 101,</B> abgeschlossen, die durch nicht dargestellte Spannschrauben mit dem Gehäuse <B>92</B> verbunden sind. Die Antriebswelle<B>93</B> ist gegen das Innere des Gehäuses durch Stopfbüchsen 102, <B>103</B> und Dichtungen 104 und<B>105</B> abgedichtet. Eine Schwungscheibe<B>106</B> auf der Antriebswelle<B>93</B> dient zur Aufrechterhaltung des notwendigen Gleichförmig- keitsgrades des Drehkolbens<B>79.</B>
Bei der in Fig. <B>5</B> und<B>6</B> gezeigten Stellung des Drehkolbens<B>79</B> und der Hubkolben<B>76</B> und<B>78</B> ist die vom Hubkolben<B>76</B> verdrängte Druckflüssigkeit in die mit den Zuführun-skanälen <B>88</B> und<B>89</B> ver bundenen Druckkammern gefördert worden, während die Druckflüssigkeit aus den mit den Kanälen<B>90</B> und<B>91</B> verbundenen Druckkammern über die Zweig leitungen<B>86</B> und<B>87</B> und die Leitung<B>83</B> in den Druckraum<B>81</B> des Zylinders<B>77</B> verdrängt worden ist. Das Volumen der Druckkammern entspricht da bei dem durch die Hubkolben verdrängten Hub volumen.
Dreht sich beispielsweise infolge der in der Schwungscheibe<B>106</B> gespeicherten Energie der Dreh kolben<B>79</B> im Sinne des Pfeiles weiter, so wird die Druckflüssigkeit aus den mit den Zuführungskanälen <B>88</B> und<B>89</B> verbundenen Druckkammern an den Dichtungselementen<B>96</B> und<B>98</B> abgestreift und in den Hubzylinder<B>75</B> zurückgedrückt.
Gleichzeitig wird beim Abwärtshub <U>des</U> Hubkolbens<B>78</B> Druck- flüssigkeit g aus dem Zylinder 77 in die mit den Zuführungskanälen<B>90</B> und<B>91</B> verbundenen, nun mehr um<B>901</B> verdreht sich bildenden Druckkammern gedrückt. Nach einer Drehung des Drehkolbens<B>79</B> um<B>901</B> ist das gesamte Hubvolumen des Zylinders <B>77</B> in diese Druckkammern eingetreten.
Dabei steht der Hubkolben<B>78</B> im unteren und der Hubkolben <B>76</B> im oberen Totpunkt.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass Flüssigkeitsverluste, die durch unvoll- ständige Abdichtun <B>g</B> des Drehkolbens entstehen, bei spielsweise aus dem System des Hubkolbens<B>76</B> nur in das System des Hubkolbens<B>78</B> gelangen können und umgekehrt. Da die beiden Zylinder<B>75</B> und<B>77</B> einem Drehkolben zugeordnet sind, werden die Leck- verluste für beide Zylindereinheiten praktisch die gleichen sein und sich gegenseitig weitgehend aus gleichen.
Im Fällen, in denen eine verhältnismässig grosse Erwärmung der Druckflüssigkeit erfolgt, können die Zylinder<B>75</B> und<B>77</B> oder die Leitungen<B>82</B> und<B>83</B> mit Kühleinrichtungen versehen sein.
Auch kann der Drehkolben<B>79</B> und/oder das Drehkolbengehäuse <B>92</B> eine besondere Kühleinrich tung besitzen. In manchen Fällen kann es zur Er zielung einer verlustarmen Bauart der gesamten Vor- richtun- zweckmässig sein, die Hubverdränger auch in das Gehäuse des sich drehenden Verdrängers ein zubauen, um möglichst 'kurze und damit verlustarme Verbindungsleitungen zwischen den Hubverdrängem und dem sich drehenden Verdränger zu erhalten.
Als Druckflüssigkeit wird zweckmässig<B>öl</B> oder eine sonstige Flüssigkeit mit guten Schmiereigenschaften gewählt, wobei die Kompressibilität der Druckflüssi- keit und zur Verringerung der hin und her gehenden Massen auch das spezifische Gewicht möglichst klein sein sollen.
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind so ausgebildet, dass sich die Hohlräume in den Schlitzen, die in dem Dreh- kolbengehäuse oder dem Drehkolben angebracht sind und sich hinter den Dichtungselementen bilden, beim Herausgleiten der Dichtung elemente aus diesen Schlitzen vergrössern und mit ','s Druckflüssigkeit fül- len. Dadurch geht aber ein Teil des Flüssigkeitsvo lumens,
das zur Arbeitsleistung von den Hubkolben verdrängt wird, zur Leistung von Nutzarbeit ver loren, wodurch der Wirkungsgrad ungünstig beein- flusst wird. Diese ungünstige Wirkungsgradbeeinflus sung wird bei dem in Fig. <B>7, 8</B> und<B>9</B> dargestellten Ausführungsbeispiel des Drehkolbenteiles einer Vor richtung nach der Erfindung vermieden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist mit<B>107</B> das Drehkolbengehäuse bezeichnet, das auf der Innen seite radial angeordnete Einfräsungen <B>108</B> besitzt, in denen<B>je</B> zwei Dichtungselemente<B>109, 110</B> gleiten. Diese Dichtungselemente gleiten aber bei diesem Aus führungsbeispiel nicht in radialer Richtung, sondern in axialer Richtung des Drehkolbens.
Der Drehkolben besteht aus zwei Teilen<B>111</B> und 112, die durch nicht dargestellte Zuganker fest mit einander verbunden und auf der Welle<B>113</B> mit einer Passfeder 114 befestigt sind. In die Teile<B>111</B> und 112 des Drehkolbens sind Taschen eingefräst, und zwar in der Weise, dass der axiale Abstand der senkrecht zur Achse stehenden Begrenzungs wandung dieser Taschen von der gegenüberliegenden Wandung jeweils gleich gross ist. Die in axialer Rich tung im Drehkolbengehäuse <B>107</B> verschieblich ange- ordneten Dichtungselemente<B>109, 110</B> passen genau zwischen die beiden zur Achse senkrechten Begren zungsflächen der eingefrästen Taschen.
Bei einem Umlauf des Drehkolbens<B>111</B> und 112 sind die Dichtungselemente durch die aus den Taschen ge bildeten Führungen gezwungen, in axialer Richtung hin und her zu gleiten. Dabei wird die Bewegung der Dichtungselemente nicht durch eine Federkraft eingeleitet und zusätzlich noch durch den Flüssigkeits druck hervorgerufen, sondern lediglich durch die Ge staltung der Führungsbahnen beim Umlauf des Dreh kolbens herbeigeführt.
Wie aus der in Fig. <B>9</B> dar gestellten Abwicklung des Drehkolbens ersichtlich ist, werden aber auch hier zwischen dem Drehkolben- gehäuse <B>107,</B> dem Drehkolben<B>111,</B> 112 und den Dichtungselementen<B>109, 110</B> Druckkammern<B>116</B> gebildet, in die die Druckflüssigkeit eines nicht dar gestellten Hubverdrängers einströmt und aus der nach beendetem Arbeitshub infolge der Weiterbewegung des Drehkolbens die Druckflüssigkeit wieder zurück gedrückt wird.
Dabei sind die Druckkammern<B>116</B> immer gleichzeitig mit der Druckflüssigkeit eines Hubverdrängers und die benachbarten Druckkam- mein <B>117</B> mit der eines anderen Hubverdrängers be- aufschlagt, wodurch wieder erreicht werden kann, dass Leckverluste weitgehend ausgeschaltet werden. Auf derart ausgebildete sich drehende Verdränger können sowohl zwei als auch mehrere Hubverdränger einwirken.
Das Drehkolbengehäuse <B>107</B> ist ebenfalls mit Deckeln<B>118, 119</B> geschlossen, die durch nicht dar gestellte Zuganker mit diesem derart verbunden sind, dass sie an den Dichtungsflächen 120, 121 voll kommen dichten, dem Drehkolben<B>111,</B> 112 jedoch ein ausreichendes Laufspiel belassen. Gegenüber dem Drehkolbengehäuse <B>107</B> muss aber auch der Dreh kolben<B>111,</B> 112 selbst ein möglichst kleines Lauf spiel mit ausreichender Dichtungswirkung haben.
Während man beim mechanischen Kurbeltrieb in bezug auf den Verlauf der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Hubgliedes und des Pleuels des Kurbeltriebes durch das sogenannte Stangenverhält nis, das heisst, durch das Verhältnis der Länge des Pleuels zum Hub des hin und her gehenden Teils fest gelegt ist, kann man bei den Ausführungsformen von Drehkolben und Drehkolbengehäusen durch die Formgebung der Druckkammern oder Taschen die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverhältnisse bei einer Vorrichtung nach der vorliegenden Er findung in gewissen Grenzen willkürlich ändern.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. <B>7</B> bis<B>9</B> unter liegt der Ablauf der Geschwindigkeits- und Beschleu nigungsverhältnisse allerdings einem gewissen Zwang, weil die in das Drehkolbengehäuse <B>107</B> eingefrästen Taschen nicht nach einer sinusförmigen Kurve ver laufen und weil aus konstruktiven Gründen die Spit zen des Kurvenverlaufs abgeschnitten sind.
Es wäre aber beispielsweise möglich, den in das Drehkolben- aehäuse <B>107</B> einaefrästen Taschen annähernd die <B>C C</B> Form einer Sinuskurve zu geben, wenn die Dichtungs- schieber <B>109, 110</B> teleskopartig ausgebildet werden oder aber, wenn an ihren Stirnflächen eingesetzte Dichtungsleisten längsverschieblich und federnd ange ordnet sind, die beim Umlauf des Rotors mehr oder weniger weit hervortreten und/oder auf der dichten den Stirnseite gegenüberliegenden Seite mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt werden.
Wenn in dem Rohrleitungssystem zwischen dem Hubverdrän-er der Vorrichtun- und dem Drehkol ben Mittel zum Ablassen der Flüssigkeit vorgesehen sind, kann die Vorrichtung gleichzeitig auch als Kupplung benutzt werden. An- und Abtrieb können dann durch Ablassen der Druckflüssigkeit voneinan der getrennt werden.
Das Abschalten wird zweck mässig selbsttätig durch direkt oder indirekt gesteuerte Schnellschlussventile erfolgen, beispielsweise derart, dass durch ein an beliebiger Stelle sitzendes Kontakt manometer oder Kontaktthermometer ein elektroma gnetisches Pressluftventil gesteuert wird und mit der so gesteuerten Pressluft nun wiederum ein Schnell- schlusshubventil für die Flüssigkeit beaufschlagt wird. Kolbenfresser können dann praktisch nicht mehr auf treten, da das Kontaktmanometer rechtzeitig ein Abschalten gefährdeter Zylindereinheiten einleiten würde.
Dadurch erhöht sich die Betriebssicherheit des Motors, und die Wartung wird einfacher. Ausser dem können Kurbelkammerexplosionen nicht mehr auftreten, da keine mit öldämpfen gefüllten Hohl räume vorhanden sind. Das Abschalten einzelner Zylinder oder Zylindergruppen ist bei einem Motor mit mechanischem Kurbeltrieb und Kurbelwelle nicht möglich. Bei einer Brennkraftmaschine nach der vor liegenden Erfindung kann demgegenüber ein solches Abschalten vor allem aber im Teillastbetrieb vor genommen und dadurch erreicht werden, dass die im Betrieb verbleibenden Zylinder möglichst immer im Gebiet wirtschaftlichen Brennstoffverbrauchs ar beiten.
Durch Umschalten der Verbindungsleitungen zwischen parallel arbeitenden Druckkammern des Drehkolbens und ihren Hubverdrängern kann im übrigen auch die Drehrichtung des Drehkolbens um gekehrt oder aber dessen Drehrichtung bestimmt werden, wenn aus einer beliebigen Stellung der Vor richtung angefahren werden soll.
Bei der in Fig. <B>10, 11</B> und 12 dargestellten Brennkraftmaschine gleiten in den Zylindern 122 und<B>123</B> die Kolben 124 und<B>125,</B> die mit dem in dem Zylinder<B>126</B> gleitenden, doppeltwirkenden Hub kolben<B>127</B> über die gemeinsame Kolbenstange<B>128</B> verbunden sind. Die Zylinder 122 und<B>123</B> sind mit Zylinderdeckeln<B>129</B> und<B>130</B> abgeschlossen und mit Kühlmänteln <B>131, 132</B> versehen.
Da gleichgültig ist, ob es sich bei der dargestellten Brennkraftmaschine um einen Viertakt- oder einen Zweitaktmotor han delt oder, ob der Motor ventil- oder schlitzgesteuert ist, sind die Ein- und Auslassorgane nicht dargestellt.
Ein Ansatz des Zylinders<B>126</B> bildet das den Drehkolben<B>133</B> aufnehmende Drehkolbengehäuse 134 in dem radial zur Abtriebswelle <B>135,</B> auf der der Drehkolben mittels einer Passfeder <B>136</B> befestigt ist, vier schieberartige Dichtungselemente<B>137, 138,</B> <B>139</B> und 140, die in Schlitzen 141, 142, 143 und 144 gleiten und den Ringraum zwischen dem Drehkolben <B>133</B> und dem Drehkolbengehäuse 134 in vier Druck kammern 145, 146, 147 und 148 aufteilen, von denen die Druckkammern 145 und 147 durch Kanäle 149 und die Druckkammern 146 und 148 durch Kanäle <B>150</B> miteinander verbunden sind.
Die beiden Druck räume<B>151</B> und<B>152</B> des Zylinders<B>126,</B> die über die Kanäle<B>153</B> beziehungsweise 154 mit den Druck kammern 145 und 147 beziehungsweise 146 und 148 in Verbindung stehen, sind durch Stopfbüchsen <B>155</B> beziehungsweise<B>156</B> abgedichtet. Das Drehkol- bengehäuse 134 ist seitlich durch die Deckel<B>157</B> und<B>158</B> abgeschlossen, die durch nicht dargestellte Zuganker gegen das Drehkolbengehäuse 134 ver spannt sind.
Die Wirkungsweise des Triebwerks dieser Brenn- kraftmaschine ist folgende: Wenn in dem Zylinder 122 eine Verbrennung stattgefunden hat und das Verbrennungsgas explo diert, wirken die Verbrennungsgase auf den Kolben 124 und über die Kolbenstange<B>128</B> auf den doppelt- wirkenden Hubkolben<B>127,</B> wodurch die Kraft auf die Druckflüssigkeit im Druckraum<B>152</B> des Zylin ders<B>126</B> übertragen wird. Die Druckflüssigkeit dringt durch den Kanal 154 in die Druckkammer 148 und weiter durch die Kanäle<B>150</B> im Deckel<B>158</B> in die Druckkammer 146. Dadurch wird der Drehkolben in Richtung des eingezeichneten Pfeiles bewegt.
Gleichzeitig drückt der Drehkolben die Druckflüssig keit aus den Druckkammern 145 und 147 über die Kanäle 149 im Deckel<B>157</B> und den im Dreh- kolbengehäuse 134 eingearbeiteten Kanal<B>153</B> in den Druckraum<B>151</B> des Zylinders<B>126,</B> wodurch das Gas in dem Zylinder<B>123</B> verdichtet wird. Bei einem Vier taktmotor muss bei der dargestellten Stellung aller dings nicht unbedingt eine Verdichtung der Frisch- luftladung erfolgen, vielmehr kann auch ein Aus- schieben der Verbrennungsgase stattfinden und die Verdichtung in diesem Zylinder dann beim nächsten Hubspiel erfolgen.
Zur Aufrechterhaltung der not wendigen Gleichförmigkeit der Drehbewegung dient die Schwungscheibe<B>159.</B> Dadurch, dass hier ein doppeltwirkender Hubkolben für die Druckflüssig keit verwendet wird, der auf beiden Seiten gleiche wirksame Flächen aufweist, die ständig beaufschlagt sind, ist die Lage auch der Kolben der beiden Brenn- kraftzylinder zueinander und relativ zum Drehkolben in jedem Augenblick bestimmt. Ein Abheben des Kolbens von der Druckflüssigkeit kann nicht mehr eintreten. Ein Verbrennungsmotor kann sich nun aus zwei oder beliebig vielen derartigen Zylinder paaren zusammensetzen.
Dabei ist es gleichgültig, ob ein solcher Motor nach dem Zweitakt- oder nach dem Viertaktverfahren arbeitet, weil bei Anwendung dieser Ausführungsform der Erfindung ohne Anwen dung besonderer Hilfsmittel die Kolben des Ver brennungsmotors ein Ansaugen der Verbrennungsluft oder des Brennstoffluftgemisches durchführen kön nen.
In den Fig. <B>13,</B> 14 und<B>15</B> ist ein als Gleit- stein ausgebildetes Dichtungselement, wie es bei spielsweise bei dem in den Fig. <B>10</B> bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet werden kann, darge stellt. Der Gleitstein<B>160</B> trägt die Dichtungsleiste <B>161.</B> Ausserdem sind in ihn die Kanäle<B>162</B> einge arbeitet, die durch die Bohrungen<B>163</B> mit der einge frästen Tasche 164 verbunden sind. In diese Tasche 164 ist ein Bauteil<B>165</B> eingesetzt, das über eine Blattfeder<B>166</B> einen Ventilkörper<B>167</B> trägt. Das Bauteil<B>165</B> ist mit Durchbrüchen<B>168</B> versehen.
Au sserdem weist der Gleitstein<B>160</B> zwei Bohrungen <B>169</B> und<B>170</B> auf. Der Gleitstein wirkt wie 'folgt: In die beiden Bohrungen<B>169</B> und<B>170</B> sind nicht dargestellte Schraubenfedern eingesetzt, die da für sorgen, dass die Dichtungsleiste<B>161</B> immer auf dem Drehkolben aufliegt, so dass zwei benachbarte Druckkammern durch den Gleitstein bei einsetzender Bewegung der Maschine getrennt sind. Durch die Kanäle<B>162</B> kann nun jeweils die Druckflüssigkeit aus der Druckkammer, die den höheren Druck hat, einströmen, den Ventilkörper<B>167</B> abheben und dabei gleichzeitig den Durchtritt zu der Druckkammer mit geringerem Druck verschliessen.
Dieser Zustand wird durch die Wirkungsweise des Ventilkörpers<B>167,</B> der an der Blattfeder<B>166</B> befestigt ist, immer derart auf rechterhalten, dass sich in den Bohrungen<B>168,</B> das heisst auf der Rückseite des Gleitsteines, die der Seite mit der Dichtungsleiste gegenüberliegt, stets der höhere Druck der Druckflüssigkeit der beiden benachbarten Kammern einstellt, was für ein siche res Abdichten des Gleitsteines auf dem Drehkolben notwendig ist.
In Fig. <B>16</B> und<B>17</B> ist eine Gruppe von zwei Zylindern eines grossen, umkehrgespülten Zweitakt- Schiffsdiesehnotors, der vorzugsweise mit Heizöl be trieben wird, dargestellt. Bei diesem Motor gleiten in den Zylinderlaufbüchsen <B>171</B> und<B>172</B> die Kolben <B>173</B> und 174, die über die Kolbenstangen<B>175</B> und <B>176</B> mit den Hubkolben<B>177</B> und<B>178</B> des hydrosta tischen Triebwerks verbunden sind. Die Hubkolben <B>177</B> und<B>178</B> gleiten in zylindrischen Bohrungen <B>179</B> und<B>180,</B> die in das mit einer Grundplatte<B>181</B> versehene Drehkolbengehäuse <B>182</B> eingearbeitet sind.
In dem Drehkolbengehäuse <B>182</B> ist der Drehkolben <B>183</B> gelagert, der mit in axialer Richtung gleitenden Dichtungselementen versehen ist. Der Drehkolben <B>183</B> ist auf der Antriebswelle 184 mittels einer Pass- feder <B>185</B> befestigt. Er kann aber auch beispielsweise durch eine Steckverbindung nach Art einer Bogen- zahnkupplung mit der Antriebswelle verbunden sein. Mit<B>186, 187, 188</B> und<B>189</B> sind die als Dichtungs elemente dienenden Gleitsteine bezeichnet, die<B>je-</B> weils zwei benachbarte Druckkammern zu beiden Seiten des Drehkolbens gegeneinander abdichten.
Die Bohrungen<B>179</B> und<B>180</B> sind durch die Stopfbüchsen<B>190</B> und<B>191</B> verschlossen. Oberhalb der Stopfbüchsen<B>190</B> und<B>191</B> sind noch zwei weiter-- Stopfbüchsen<B>192</B> und<B>193</B> angeordnet, die dafür sorgen, dass Verbrennungsrückstände des Heiz öles, die in die Spülluftkästen 194 und<B>195</B> eintreten, nicht die Stopfbüchsen<B>190</B> und<B>191</B> und die in sie eintretenden Kolbenstangen<B>175</B> und<B>176</B> verunreini gen.
Die Gehäuse<B>196</B> und<B>197</B> bilden nicht nur einen Teil der Spülluftkästen 194 und<B>195,</B> sondern in ihrem oberen Teil auch die Kühlräume<B>198</B> und<B>199</B> für das Kühlwasser. Die Zylinderlaufbüchsen <B>171</B> und<B>172</B> sind durch die Zylinderdeckel 200 und 201 abgeschlossen. Auf der Antriebswelle 184 sitzt die Schwungscheibe 202. Das Drehkolbengehäuse <B>182,</B> das die zwei Hub- und den Drehkolben aufnimmt, ist seitlich durch die Deckel<B>203</B> und 204 verschlos sen.
In den Deckeln<B>203</B> und 204 sind die Stopf büchsen<B>205</B> und<B>206</B> vorgesehen, die das Gehäuse gegen die Antriebswelle 184 abdichten, so dass die Druckflüssi,o",keit nicht austreten kann.
Bei der dargestellten Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff durch hydraulische Mittel eingespritzt. In der rechten Hälfte der Maschine ist eine Brenn stoffpumpe<B>207</B> dargestellt, die durch Druckflüssig keit in der Bohrung<B>180</B> betätigt wird, wenn der Hubkolben<B>178</B> den unteren Totpunkt erreicht hat. Der Kolben<B>208</B> der Brennstoffpumpe<B>207</B> fördert dann den in den durch die Rückschlagventile <B>209,</B> 210 abgesperrten Druckraum 211 befindlichen Brennstoff über die Leitung 212 zur Einspritzdüse <B>213.</B> Bei der in der linken Hälfte der Maschine dargestellten Brennstoffpumpe 214 ist diese mit der Einspritzdüse<B>215</B> vereinigt und auf dem Zylinder deckel 200 aufgesetzt.
Die Brennstoffpumpe 214 ist über die Leitung<B>216</B> mit der Bohrung<B>179</B> ver bunden.
Die Wirkungsweise dieser Brennkraftmaschine ist folgende: Wenn in dem Verbrennungsraum<B>227</B> eine Zün dung erfolgt, wird die Kolbenkraft des Kolbens<B>173</B> über die Kolbenstange<B>175</B> auf den Hubkolben<B>177</B> des hydrostatischen Triebwerks übertragen. Der Hub kolben<B>177</B> erzeugt in der Bohrung<B>179</B> einen über- druck der Druckflüssigkeit, die durch den Kanal<B>228</B> in die hier nicht dargestellten Druckkammern geleitet wird, die zwischen dem Drehkolbengehäuse <B>182</B> und den Drehkolben<B>183</B> gebildet werden. Dadurch wird der Drehkolben in Drehung versetzt und gleichzeitig wird aus den Druckkammern<B>229</B> die Druckflüssig keit über die Kanäle<B>230</B> in die Bohrung<B>180</B> ge drückt.
Die Folge ist ein Anheben des Hubkolbens <B>178</B> und über die Kolbenstange<B>176</B> ein Aufwärts gang des Kolbens 174 in der Zylinderlaufbüchse <B>172,</B> wodurch die Verdichtung der neuen Zylinder ladung erfolgt.
Wenn der Hubkolben<B>177</B> den unteren Totpunkt erreicht hat, wird der Druck der über die Leitung <B>216</B> in den Druckraum<B>217</B> der Brennstoffpumpe 214 eingeströmten Flüssigkeit so gross, dass der Kol ben<B>218</B> gegen den Druck der Feder<B>219</B> nach unten geführt wird und hierbei über die Einspritzdüse<B>215</B> den über eine Leitung 220 angesaugten Brennstoff in den Verbrennungsraum der Zylinderlaufbüchse einspritzt.
In gleicher Weise wirkt die Brennstoffpumpe <B>207</B> beim Abwärtsgang des Kolbens 174 und des Hubkolbens<B>178,</B> das heisst, der Kolben<B>208</B> der Brennstoffpumpe<B>207</B> drückt gegen die Feder 221 den in dem Druckraum 211 der Drennstoffpumpe <B>207</B> befindlichen Brennstoff zur Einspritzdüse<B>213</B> und über diese in den Verbrennungsraum in der Zylinderlaufbüchse <B>172.</B>
Im Drehkolbengehäuse <B>182</B> sind Mittel zum Nachfüllen und Ablassen von Druckflüssigkeit dar gestellt. Der Ablasshahn 222 dient zum Ablassen von Druckflüssigkeit, während der Hahn<B>223</B> zum<B>Ab-</B> sperren der Leitung 224 dient, in der eine Pumpe <B>225</B> eingeschaltet ist, die Druckflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter<B>226</B> ansaugt und bei geöffnetem Hahn in die Innenräume des Triebwerkes fördert.
In den Fig. <B>16</B> und<B>17</B> sowie in den Fig. <B>18</B> und<B>19</B> sind aufgeladene Schiffsdieselmotoren dar gestellt, bei denen der Ladedruck immer mindestens so gross ist, dass die Hubkolben mit Sicherheit gegen die Druckflüssigkeit gedrückt werden und ein<B>Ab-</B> heben vermieden wird. Beim Anlassen eines solchen Motors mit Druckluft können aber beim Einsetzen der Bewegung ein oder mehrere Kolben einer Mehr- zylindennaschine so stehen, dass das Anlassluftventil bereits geschlossen ist.
Beim Einsetzen der Drehbe wegung, des Drebkolbens infolge der Beaufschlagung einiger Zylinder mit Druckluft ist dann nicht sicher gestellt, dass auch die Kolben ausreichend rasch in Bewegung kommen, die nicht durch Druckluft be- aufschlägt sind. Um dies zu gewährleisten, sind zum Beispiel bei dem in Fig. <B>16</B> und<B>17</B> dargestellten Motor die Hubkolben<B>177</B> und<B>178</B> als Differential kolben ausgebildet, und diese bilden auf ihrer Rück seite zylindrische Hubräume, die in Fig. <B>16</B> mit <B>231</B> und<B>232</B> bezeichnet sind.
Diese Hubräume wer den beim Anlassen des Motors ebenfalls mit Druck luft oder einer Druckflüssigkeit beaufschlagt, wo durch ein sicheres Anliegen der Hubkolben an der Druckflüssigkeit auch während des Anlassvorganges sichergestellt ist. Die Zufuhr von Druckluft oder Druckflüssigkeit auf die Rückseite der Hubkolben <B>177</B> und<B>178</B> kann nach Inbetriebsetzuno, des Motors abgesperrt werden. In Sonderfällen, beispielsweise bei einem Schiffsmotor, kann dann dieser Raum zur Erzeu-ung von Pressluft für die Anlassluftbehälter zeitweise herangezogen werden.
Bei der in Fig. <B>18</B> und<B>19</B> dargestellten Zwei- zylindergruppe handelt es sich um einen Teil eines aufgeladenen, gleichstromgespülten grossen Zweitakt- Schiffsdieselmotors, der vorzugsweise mit Heizöl be <B>im</B> trieben werden soll.
Bei diesem Ausführungsbeispiel findet ein Dreh kolben Verwendung, dessen Wirkungsweise die gleiche ist wie in dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. <B>10</B> bis 12 beschrieben ist. Die Kolbenstangen sind bei diesem Ausführungsbeispiel als Plunger aus gebildet.
In den beiden Zylinderlaufbüchsen <B>233,</B> 234 gleiten die Kolben<B>235</B> und<B>236,</B> die mit den Kolben stangen<B>237</B> und<B>238</B> verbunden sind, die die Plun- ger, das heisst die Hubkolben des hydrostatischen Triebwerkes, bilden. Die Kolbenstangen<B>237</B> und <B>238</B> dringen in die Zylinder<B>239</B> und 240 ein, die in dem Gehäuse 241, in dem gleichzeitig der Dreh kolben 242 gelagert ist, eingearbeitet sind. Der Dreh kolben 242 ist durch einen Keil 243 mit der Antriebs welle 244 verbunden.
Ferner gleiten in radialen Schlitzen 245, 246, 247 und 248 des Gehäuses 241 die als Gleitsteine ausgebildeten Dichtungsele mente 249,<B>250, 251</B> und<B>252.</B> Unterhalb der Zy- linderlaufbüchsen <B>233</B> und 234 sind die Stopfbüchsen <B>253</B> und 254 angeordnet, die von den Kolbenstangen <B>237</B> und<B>238</B> die Verbrennungsrückstände des Heiz- öles abstreifen. Die Kolbenstangen<B>237</B> und<B>238</B> sind ausserdem durch die Stopfbüchsen<B>255</B> und <B>256</B> gegen das Gehäuse 241 abgedichtet.
Die Bau teile<B>257</B> und<B>258</B> tragen die Zylinderlaufbüchsen <B>233</B> und 234 und bilden in ihrem Oberteil die Kühl mäntel<B>259</B> und<B>260</B> für die Wasserkühlung, in ihrem unteren Teil die Spülluftkästen <B>261</B> und<B>262</B> der Brennkraftmaschine. Die Zylinderlaufbüchsen <B>233</B> und 234 sind durch die Zylinderdeckel<B>263</B> und 264 verschlossen.
Zur Aufrechterhaltung der geforderten Gleichförmigkeit der Drehbewegung dient die Schwungscheibe <B>265.</B> Das Gehäuse 241, das die Kolbenstangen<B>237</B> und<B>238</B> und den Drehkolben 242 aufnimmt, ist seitlich durch die Deckel<B>266</B> und<B>267</B> verschlossen, die mit Stopfbüchsen<B>268</B> und<B>269</B> versehen sind, die zur Abdichtung der Antriebswelle 244 dienen.
Die Lagerung der Antriebswelle kann, wie in allen anderen Ausführungsbeispielen in bekannter Weise ausgeführt sein.
Die Wirkunasweise dieser Vorrichtung ist fol- im gende: Wenn im Verbrennungsraum<B>270</B> eine Zündung erfolgt, wird über den Kolben<B>235</B> die Kolbenstange <B>237</B> in den Zylinder<B>239</B> hineingedrängt. Die Druck flüssigkeit dieses Zylinders strömt in die Zuleitungs kanäle<B>271, 272, 273</B> und 274 und versetzt den Drehkolben 242 in Drehung. Da bei dem dargestell ten Ausführungsbeispiel der Drehkolben und die beiden Kolben der Verbrennungskraftmaschine in ihren Totpunktlagen dargestellt sind, ist hier nicht festgelegt, in welcher Richtung der Drehkolben sich nun drehen wird.
Die Drehbewegung, muss also ent weder durch die Schwungscheibe<B>265</B> oder durch ein anderes Zylinderpaar eingeleitet und damit fest gelegt werden. Denkt man sich die Drehbewegung in einer beliebigen Richtung verlaufend, so wird aus den Druckkammern<B>275</B> und<B>276</B> die Druckflüssig keit über die Kanäle<B>277, 278, 279</B> und<B>280</B> in den Zylinder 240 gefördert. Die Kolbenstange<B>238</B> wird damit aus dem Zylinder 240 herausgetrieben und mit ihr der Kolben<B>236</B> nach oben geführt. Da- durch wird die Verdichtung der Luftladung in dem durch die Laufbüchse 234, den Kolben<B>236</B> und den Zylinderdeckel 264 gebildeten Zylinder herbei geführt.
Bei der in Fig. 20 dargestellten Brennkraftma- schine gleiten wiederum in Zylinderlaufbüchsen <B>281,</B> <B>282,</B> die in den Zylindergehäusen<B>283,</B> 284 ange ordnet und durch Zylinderdeckel<B>285, 286</B> ver schlossen sind, die Kolben<B>287, 288,</B> die mit plunger- artigen Ansätzen<B>289, 290</B> in Bohrungen<B>291, 292</B> im Drebkolbengehäuse <B>293</B> eintauchen.
Die plunger- artigen Ansätze<B>289, 290</B> sind mit Dichtungen 294, <B>295</B> gegen das Drehkolben(rehäuse <B>293</B> und Dichtun gen<B>296, 297</B> gegen die Spülluftkästen <B>298, 299</B> der Zylindergehäuse<B>283,</B> 284 abgedichtet. Im Dreh- kolbengehäuse <B>293</B> ist die Antriebswelle gelagert, die aus drei Teilstücken<B>300, 301, 302</B> nach den Er fordernissen des Baukastenprinzips unterteilt ist.
Auf den Enden der einzelnen Teilstücke<B>300, 301, 302</B> der Antriebswelle sind Aussenverzahnungen<B>303,</B> 304, <B>305</B> und<B>306</B> angeordnet, deren Verzahnung ballig ausgeführt ist und deren Zahnköpfe ebenfalls ge wölbt sind. Die Aussenverzahnungen<B>303,</B> 304,<B>305</B> und<B>306</B> wirken mit entsprechenden Innenverzahnun gen von Kupplungsmuffen <B>307, 308</B> zusammen, die die Wellenteile<B>300, 301, 302</B> miteinander verbin den.
Die besondere Gestaltung der Verzahnung ge stattet eine gewisse Winkelversetzung der Wellen teile<B>300, 301, 302,</B> gegeneinander für alle in Frage kommenden Zylinderzahlen und Zündfolgen einer Motorenbaureihe. Auch ermöglicht diese Verzahnung eine axiale Verschiebung dieser Wellenteile gegen einander. Bei Anwendung axial nachgiebiger Kupp lungen zur Verbindung von Drehkolben und An triebswelle kann diese im übrigen auch infolge ver änderter Temperatur Längenänderungen erfahren, ohne dass die in den auf dem Fundament festgelegten Gehäuse laufenden Drehkolben dabei eine axiale Verschiebung erfahren.
Dies ist gerade bei grossen und langen Motoren wegen der notwendigen seit lichen Abdichtungen der Drehkolben gegen den ho hen Flüssigkeitsdruck besonders wichtig. Die Kupp lungsmuffen<B>307, 308</B> dienen gleichzeitig als Dreh kolben, die in den Räumen<B>309, 310</B> im Drehkolben- gehäuse <B>293</B> umlaufen. Zwischen der Wandung der Räume<B>309, 310</B> und den als Drehkolben dienenden Kupplungsmuffen<B>307, 308</B> werden gewöhnlich par- rallel zueinander wirkende Druckkammern gebildet, von denen die in Fig. 20 sichtbaren Druckkammern über die Kanäle<B>311, 312</B> miteinander in Verbin dung stehen.
Ferner sind die Druckkammern über den Kanal<B>313</B> mit einer das Drehkolbengehäuse <B>293</B> quer durchdringenden Bohrung 314 verbunden, während die beim Umlauf der als Drehkolben die nenden Kupplungsmuffen<B>307, 308</B> um<B>90'</B> ver setzt zu den vorgenannten Druckkammern sich bü- denden Druckkammern über die Kanäle<B>315</B> und <B>316</B> mit der Bohrung 314 in Verbindung stehen. In der Bohrung 314 gleitet ein Kolbenschieber<B>317,</B> dessen Kolben<B>318, 319, 320</B> mit der Wandung der Bohrunc, 314 dicht abschliessen.
Bei der mit aus-e- zogenen Linien gezogenen Stellung des Kolbenschie bers<B>317</B> ist die Bohrung<B>291</B> mit dem Kanal<B>313</B> verbunden, während die Bdhrung <B>292</B> mit den Kanälen<B>315</B> und<B>316</B> verbunden. ist. In der in gestrichelten Linien dargestellten Stellung ist die Bohrung<B>291</B> mit den Kanälen<B>315</B> und <B>316</B> und die Bohrung<B>292</B> mit dem Kanal<B>313</B> verbunden. In den Kanälen<B>315</B> und<B>316</B> sind leit- schaufelartia lk',ühlelemente <B>321, 322</B> eingebaut, de ren Innenräumen über Kanäle<B>323,</B> 324 Kühlflüssig keit zu- beziehunasweise abgeführt wird.
Hierdurch wird die zwischen den plungerartigen Ansätzen<B>289,</B> <B>290</B> und den als Drehkolben ausgebildeten Kupp lungsmuffen<B>307, 308</B> pendelnde Druckflüssigkeit ge kühlt.
In den Zylinderdeckel<B>285, 286</B> sind die Ventil gehäuse<B>325, 326</B> eingesetzt, auf denen Druckzy linder<B>327, 328</B> angeordnet sind. Diese Druckzy linder sind über Leitungen<B>329, 330</B> mit den Boh rungen<B>291, 292</B> verbunden, und zwar ist der Druck zylinder<B>327</B> über die Leitung<B>330</B> mit der Bohrung <B>292</B> und der Druckzylinder<B>328</B> über die Leitung <B>329</B> mit der Bohrung<B>291</B> verbunden.
In den Druckzylindern<B>327, 328</B> gleiten gegen den Druck von Federn<B>331, 332</B> Kolben<B>333,</B> 334, die Teile der Ventile<B>335, 336</B> sind. Die Federn <B>331, 332</B> können selbstverständlich auch durch ge eignete hydraulische Mittel ersetzt sein.
Die Wirkungsweise dieses Triebwerkes ist fol gende.
Beim Niedergehen des plungerartigen Ansatzes <B>290</B> wird aus der Bohrung<B>292</B> über die Leitung <B>330</B> Druckflüssigkeit in den Druckzylinder<B>327</B> ge fördert, wodurch der Kolben<B>333</B> bei Erreichen eines .,keitsdruckes das Ventil<B>335</B> öff- bestimmten Flüssig net. Entsprechend wirkt der Kolben 334 beim Nieder- Cr gen Ansatzes<B>289</B> in der Boh- gang des plungerarti, <B>C g</B> rung <B>291</B> auf das Ventil<B>336.</B>
Bei der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung des Kolbenschiebers<B>317</B> wird zunächst beim Niedergang des plungerartigen Ansatzes<B>290</B> Druck flüssigkeit aus der Bohrung<B>292</B> über die Kanäle <B>315, 316</B> in die Innenräume des DrehkolbengeWäuses <B>293</B> -Cfördert. Durch Verschieben des Kolbenschie bers<B>317</B> in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung kann erreicht werden, dass beim Niedergang des plungerartigen Ansatzes<B>290</B> Druckflüssigkeit aus der Bohrung<B>292</B> über den Kanal<B>313</B> in das Dreh kolben<B>g</B> ehäuse <B>293</B> gefördert wird.
Dadurch kann die Drehrichtung der Antriebswelle<B>300</B> bei vorge- Pbener Kolbenbewegung umgekehrt werden.
Die Erfindung eignet sich vornehmlich zur An wendung bei grossen Motoren, beispielsweise bei Schiffshauptmotoren, die ohne Getriebe direkt die Schiffssehraube antreiben. Derartige Motoren erhal ten, bestimmt durch die Schraubendrehzahl für op timalen Wirkungsgrad und die als Erfahrungswert für Dauerbetrieb festliegende mittlere Kolbenge- Z, schwindigkeit, sehr grosse Abmessungen und b2i Mo toren hoher Leistung sehr grosse Gewichte.
Abgesehen von dem Raumbedarf eines so schwe ren Motors, ist die Montage eines solchen Motors infolge der hohen Gewichte der einzelnen Motoren- bauteile ausserordentlich erschwert.
Zwar kann bei Anwendung des bekannten Kur beltriebes die Kurbelwelle unterteilt werden, jedoch sind einer solchen Unterteilunc, Grenzen gesetzt.<B>Ab-</B> gesehen davon, sind die in einzelne Teilstücke un terteilten Kurbelwellen für sich noch recht schwer.
Besondere Schwierigkeiten treten auf, wenn bei einem grossen Motor an der Kurbelwelle ein Schaden behoben werden muss. Führt das zum Ausbau der Kurbelwelle, muss nämlich der ganze Motor abge baut werden, da die Kurbelwelle im Unterteil des Motors lic-t. Die Fol-e ist ein wochen- oder -ar monatelanger Ausfall des Schiffes mit den damit verbundenen sehr hohen Unkosten.
Bei einem Kur- belwellenbruch auf hoher See fällt darüberhinaus die Hauptantriebsmaschine aus, das Schiff wird manöver unfähig und muss abgeschleppt werden.
Be Anwendung des bekannten Kurbeltriebes sind ferner der Anwendung des Baukastenprinzips bei der Motorenherstellung enge Grenzen gesetzt.
Bei Ausstattun- von Verbrennungsmotoren mit Vorrichtungen gemäss der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Baukastenprinzip ohne weiteres fol- C Crerichtig für den ganzen Motor durchgeführt wer- den. Dem kommt entgegen,
dass die Drehkolben der Vorrichtun- symmetrisch aufgebaut sind und dass auf einer einfachen Welle die symmetrischen Dreh kolben nicht durch Gegengewichte ausgeglichen wer den müssen.
Durch die Verwendung eines Drehkolbens, bei dem einer Umdrehung zwei oder mehrere Arbeits spiele des zugeordneten Hubkolbens entsprechen, er gibt sich eine Untersetzuilg der Abtriebsdrehzahl. Dies ist gleichbedeutend mit einer Herabsetzung des Leistungsgewichtes bei vorgegebener Abtriebsdreh- zahl. In vielen Fällen, beispielsweise bei Schiffshaupt- motoren, bedeutet das einen grossen Vorteil. Bei Motoren, die schneller laufen als die Schraube, kann nämlich das für gross-- Leistungen sehr teuere und störungsanfällige Getriebe eingespart werden.
Ferner lässt sich selbst beim Dieselmotor ein sehr ruhiger und sehr ausgeglichener Lauf erreichen. Infolge der wenn auch sehr geringen, aber immer hin vorhandenen Kompressibilität der Druckflüssig keit wird der namentlich beim Dieselmotor so un angenehme Zündschlag weitgehend abgefangen.
Wichtig ist bei der Verbindung einer Kolben- brennkraftmaschine mit einem Triebwerk nach der vorliegenden Erfindung noch die Sicherstellung der stellungsmässigen Zuordnung von Hub- und Dreh kolben während des Betriebes und vor dem Start. Da eine mechanische Verbindung hierfür nicht be steht und der Gleichlauf durch Flüssigkeitsverluste und Temperaturänderung des flüssigen Kraftüber- tragungsmittels, wie auch durch Temperaturänderun- gen der das flüssige Kraftübertragungsmittel führen den Bauteils gestört werden kann, soll die Volumen änderung der Druckflüssigkeit möglichst unmittelbar ausgeglichen werden können.
Zu diesem Zweck kön nen sowohl mechanische, vom Hubkolben und vom Drebkolben beeinflusste Steuerorgane als auch elek trische oder auch elektromechanische Steuerungsor gane, die den Ölausgleich steuern, Verwendung fin den.
Einem vollen Hub des Hubverdrängers muss nicht notwendig eine Viertelumdrellung des sich drehenden Verdrängers zugeordnet sein. Bei Anwendung einer entsprechenden Anzahl von Druckkammern kann vielmehr der einem Hub entsprechende Drehwinkel des sich drehenden Verdrängers ein beliebiger Teil der Gesamtumdrehuna des sich drehenden Verdrän- im gers sein.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann bei spielsweise auch als Bauteil eines Kolbenverdichters Verwendung finden.