-
Antriebsmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit kurbelwellenfreier
Kraftübertragung (Zusatz zu P 21 34 584.6) Die Erfindung betrifft eine Antriebsmaschine,
insbesondere Brennkraftmaschine mit einer kurbelwellenfreien Kraftübertragung mit
einem zylindrischen Gehäuse, einer in das zylindrische Gehäuse eingesetzten Zylinderlaufbuchse
und einem in der Zylinderlaufbuchse hin- und hergehenden Kolben nach Patent P 21
34 584.
-
Die in der Patentanmeldung P 21 34 584.6 offenbarte Brennkraftmaschine
weist ein zylindrisches Gehäuse mit einer Zylinderlaufbuchse und einem darin hin-
und hergehenden Kolben auf. Der Kolben besitzt zwei einander diametral gcgenüberliegende
und radial nach außen abstehende Bolzen die durch einen endlosen, in der Abwicklung
wellenförmigen Schlitz in der Zylinierlaufbuchse hindurchgreifen. Der wellenförmige
Schlitz in der Zylinderlaufbuchse wird durch zwei in axiales Abstand vonei.nander
angeordnete Hälften e.i.ner Zylinderlaufbuchse gebildet. Die Enden der durch den
wellenförmigen Schlitz hindurchgreifenden Bolzen greifen i.n je.
-
weils eine Axialnut am Innenumfang eines das zylindrische Gehäuse
umgebenden Zahnkranzes ein. Wemi der Kolben in herkömmlicher Weise durch die Verbrem-lung
eines Luft-/Kraftstoffgemisches hin- und herbewegt wird, gleiten die vom Kolben
radial abstehenden Bolzen längs des wellenförmigen Schlitzes bzw. längs der wellenförmigen
Bahn, so daß der Kolben während seines Hubes in Drehung versetzt wird. Die Drehbewegung
des Kolbens wird über die von ihm radial abstehenden Bolzen auf den das zylindrische
Gehäuse umgebenden Zahnkranz übertragen. Die Drehbewegungen des Zahnkranzes können
in herkömmlicher Weise über bekarnite Zahntriebe über herkömmliche Getriebe auf
die Antriebsachsen eines Kraftfahrzeuges übertragen werden.
-
Die hin- und hergehenden Bewejingen des Kolbens werden somit durch
die Zwangsfülirung der radial vom Kolben ab stehenden Bolzen in der wellenförmigen
Bahn der Zylinderlaufbuchse in Drehbewegungen umgewandelt. Die wellenförmige Bahn
der Zylinderlaufbuchse muß daher die vom hin- und hergehenden Kolben ausgeübten
Kräfte aufnehmen. Wenn die Berührflächen zwischen den vom Kolben radial abstehenden
Bolzen und der wellenförmigen Bahn gering sind, treten einerseits sehr hohe Flächenpressungen
auf und besteht andererseit.s die Gefahr, daß die Zylinderlaufbuchse unter ungünstigen
Betriebsbedingungen zu Abstützaufgaben herangezogen wird. Beim Auftreten von hohen
Flächenpressungen wesen an die Werkstoffe sehr hohe Anforderungen gestellt und Verschleißerscheinungen
begünstigt. Wenn die Zylinderlaufbuchse zu Abstützaufgaben herangezogen wird, kann
eine einseitige Abnutzung der Zylinderlaufbuchse auftreten, welche den lichten Kreisquerschnitt
der Zylinderlaufbuchse verändert und damit die Laufeigenschaften und den Wirkungsgrad
der Brennkraftmaschine verschlechtert, da zwischen Kolben und Zylinderlaufbuchse
ein
unzulässiges Spiel. entstanden ist.
-
Es sollte daher bei. einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten
Art dafür gesorgt werden, daß die Slä.chenprecsungen in den Berührflächen zwischen
den vom Kolben radial abstehenden Bolzen und der wellenförmigen Bahn stark herabgesetzt
werden und die Zylinderlaufbuchse frei von Abstützaufgaben gehalten wird.
-
Dies wird bei einer 3rennkraftmaschille der eingangs genannten Art,
bei welcher der Kolben einander diametral gegenüberliegende und radial abstehende
Bolzen aufweist, die durch eine endlose kulissenartige, wellenförmige Bahn in der
Zylinderlaufbuchse hindurchgreifen und mit einem die Zylinderlaufbuchse umgebenden,
im zylindrischen Gehäuse drehbar gelagerten Zalmkranz drehfest, jedoch axial verschieblich
gelagert sind, und bei welcher der Zahnkranz mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch
erreicht, daß die radial abstehenden Bolzen an ihrem lNiß"punkt einen kalottenförmigen
Ansatz aufweisen und die wellenförmige Bahn zur gleitenden Aufnahme des kalottenförmigen
Ansatzes entsprechend ausgestaltet ist.
-
Wenn der Fußpunkt der vom Kolben radial abstehenden Bolzen kalottenförmig
ausgebildet ist und der kalottenförmige Ansatz der Bolzen in einer entsprechend
ausgestalteten wellenförmigen Bahn gleitend geführt ist, werden die Berührungsflächen
zwischen den vom Kolben radial abstehenden Bolzen und der wellenförmigen Bahn wesentlich
größer. Hierdurch wird die Flächenpressung in den Berüiflächen wesentlich verringert
und der Verschleiß der aufeinander gleitenden Teile staik herabgesetzt. Gleichzeitig
wird der Kolben durch die kalottenförmigen Ansatze der radial abstehenden
Bolzen
und die entsprechende Ausgestaltung der wellenförminen Bahn geführt, so daß die
Zylinderlaufbuchse frei von Abstützaufgaben ist. Hierdurch kann ein Verschleiß der
Zylinderlaufbuchse wesentlich vermindert werden.
-
Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine
mit einem hin- und hergehenden Kolben mit radial abstehenden Bolzen, Fig. 2 eine
Darstellung der besonderen Ausgestaltung der vom Kolben radial abstehenden Bolzen.
-
Die in Figur 1 dargestellte Brennkraftmaschine weist ein aus zwei
Hälften bestehendes zylindrisches Gehäuse 1 mit xühlräumen 2 auf. Die Teilebene
des zylindrischen Gehäuses steht in rechtem Winkel zu dessen Längsachse. Das zylindrische
Gehäuse 1 ist mit einer Zylinderlaufbuchse 3 verstehen, in weleher ein Doppelkolben
4 mit in üblicher Weise eingesetzten Kolbenringen 5 hin- und herbeweglich gelagert
ist. Die in herkömmlicher Weise in die Arbeitsräume 6 führenden Rin'aßund. Auslaßleitungen
für die Zufuhr eines Luft-/Kraftstoffgemisches und das Ausstoßen des Abgases sowie
in die Arbeitsräume 6 reichende Zündkerzen und Vorwärmeinrichtungen für Benzin-
bvw. Dieselmotore sind in der Zeichnung nicht daxgestellt.
-
Die Zylinderlaufbuchse 3 besteht aus zwei, axial hintereinander liegenden
Hälften, die voneinander in axialem Abstand
liegen und zwischen
sich eine um den ganzen Umfang verlaufende, endlose kulissenartige Führungsbahn
7 einschließen.
-
In der Abwicklung hat die kulissenartige Führungsbahn d.ie Form von
zwei gleichen, hintereinander liegenden Wellen Die Führungsbahn 7 hat somit zwei
Wellenberge und zwei Wellentäler, wobei die beiden Wellenberge und die beiden Wellentäler
einander diametral gegenüberliegen.
-
Der Doppelkolben 4 weist in der Höhe seines Schwerpunktes zwei diametral
gegenüberliegende und radial abstehende Bolzen 8 auf, welche durch die kulissenartige
Führungsbahn hindurchgreifen und von der Bahn radial nach außen abstehen.
-
Die freien Enden der radial abstehenden Bolzen greifen in Axialnuten
12 eines das zylindrische Gehäuse 1 umgebenden Zahnkranzes 10 ein. Die Axialnuten
12 befinden sich am Innenumfang des Zahnkranzes 10 und erstrecken sich über die
gesamte Breite des Zahnkranzes. Die Bolzen 8 sind in den Axialnuten 12 des Zahnkranzes
10 verschiebbar gelagert.
-
Der das zylindrische Gehäuse 1 umgebende Zahnkranz 10 kämmt mit einem
Ritzel 15, das mit einer Antriebswelle 14 fest ve -keilt ist. Die Antriebswelle
14 steht in herkömmlicher Weise mit einem Getriebe des Kraftfahrzeuges in Verbindung.
-
Wenn der Doppelkolben 4 in herkömmlicher Weise durch die Verbrennung
eines IJuft-/lrLraftstofigemisches hin- und. herbewegt wird, werden die beiden radial
vom Kolben abstehenden Bolzen 8 in der kulissenartigen Führiingsbahn 7 zwangsgeführt,
so dåL der Kolben 4 wahrend einer hin- und hergehenden Bewegung in Umdrehung versetzt
wird. Da die Bolzen 8 in die Axialnuten 12 des Zahnkranzes 10 eingreifen und in
den Axialnuten 12 axial verschieblich gelagert sind, wird die Drehbewegung des Kolbens
4 auf den Zahnkranz 10 übertragen.
-
Der Zahnkranz 10 gibt die Drehbewegungen über das Ritzel 15 an die
Antriebswelle 14 weiter.
-
Wie am besten in Figur 2 zu sehen ist, weisen die vom Kolben 4 radial
abstehenden Bolzen 8 an ihrem Fußpunkt einen kalottenförmigen Ansatz 30 auf. Die
kalottenförmigen Ansätze 30 sind in entsprechenden Ausnehmungen 31 in den beiden
Hälften der Zylinderlaufbuchse 3 geführt. Wie aus Figur 1 zu sehen ist, sind die
einander zugekehrten Enden der beiden Hälften der Zylinderlaufbuchse 3 mit einer
verstärkten Wanddicke versehen, damit in der kulissenartigen Fühiungsbahn 7 eine
den kalottenförmigen Ansätzen entsprechende, um den gesamten Umfang der Führungsbahn
7 verlaufende Ausnehmung gebildet werden kann. Durch die kalottenförmigen Ansätze
an den Fußpunkten der radial vor Kolben abstehenden Bolzen und die entsprechend
ausgestaltete Führungsbahn 7 wird die Berührfläche zwischen den Bolzen 8 und der
Führungsfläche 7 wesentlich größer, so daß die Flächenpressung in der Berührfläche
wesentlich vermindert werden kann. Aufgrund der geringeren Flächenpressung wird
auch die Beanspruchung der Teile wesentlich herabgesetzt, wodurch die Anforderungen
an den Werkstoff niedriger angesetzt werden können. Gleichzeitg wird durch diese
Anordnung eine gute Führung des Kolbens errecht, so daß die Zylinderlaufbuchse frei
von Führungsaufgaben und damit einem geringeren Verschleiß ausgesetzt ist.