DE3623739A1

DE3623739A1 - Rotationsmotor mit desmo-steuerung

Info

Publication number: DE3623739A1
Application number: DE3623739A
Authority: DE
Inventors: Manfred Becker; Daniel Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: BECKER, MANFRED, 78467 KONSTANZ, DE
Priority date: 1985-08-06
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1988-01-21
Anticipated expiration: 2006-07-15
Also published as: DE3623739C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit in einem durch eine Gehäuseinnenwand begrenzten Innenraum eines Gehäuses drehbar gelagerter Trommel, welche mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei in den Gehäuseinnenraum eine Zündanlage eingreift, sowie ein Auslaß für Abgase und ein Einlaß für einen Kraftstoff (Benzin, Diesel oder Gas) ohne Ventile vorgesehen sind und wobei die Trommel, die Gehäusewand und in der Trommel radial bewegbar gelagerte Desmoflügel bei Drehung der Trommel in eine Drehrichtung Kammern mit veränderbarem Volumen bilden, wobei die Desmoflügel einerseits die Gehäuseinnenwand bestreichen, während sie andererseits zumindest eine Kurvenplatte ablaufen, nach P 35 28 139.1.

Der in der Hauptanmeldung P 35 28 139.1 niedergelegte Grundgedanke der Erfindung hat sich als realisierbar herausgestellt. Allerdings treten Probleme einmal bei der Führung der Desmoflügel und zum anderen bei der Abdichtung der Verbrennungskammern auf. Insbesondere bei höheren Drehzahlen genügt es nicht, wenn die Fliehkraft der Desmoflügel allein von stirnseitigen Kolbenringen aufgefangen wird. Diese unterliegen einem zu schnellen Verschleiß.

Weiterhin treten Probleme bezüglich der Abdichtung insbesondere in den Eckbereichen der Gehäuseinnenwand zum Desmoflügel bzw. zur Trommel hin auf.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, die Führung der Desmoflügel und die Abdichtung der Verbrennungskammern zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Kurvenplatte eine Führung zum Zwangsführen der Desmoflügel in radialer Richtung bildet.

Die aus der Hauptanmeldung P 35 28 139.1 bekannte Führung der Kurvenplatte selbst auf deren Umfangfläche bewirkt nur ein Abstützen der Desmoflügel zur Achswelle hin. In entgegengesetzter Richtung trifft der Desmoflügel auf die Gehäuseinnenwand und reibt an dieser Gehäuseinnenwand um so stärker, je höher die Fliehkraft, d. h. die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel ist. Die erfindungsgemäße Führung fängt auch diese Fliehkraft auf.

In einem einfachen Ausführungsbeispiel kann diese Führung eine Nut sein, in die ein Vorsprung am Desmoflügel eingreift. Die Nut verläuft in einer gleichmäßig beabstandeten Linie zur Oberkante der Kurvenplatte.

Bei einem verbesserten Ausführungsbeispiel soll die Führung als ein gleichfalls von der Oberkante der Kurvenplatte in regelmäßigem Abstand angeordneter Zwischenraum sein, dessen Weite veränderbar ist. Hierdurch wird es beim Betrieb des Motors möglich, Wärmeausdehnungen sowie Abnutzungen auszugleichen. Gleichzeitig kann der auf die Desmoflügel einwirkenden Fliehkraft besser entgegengewirkt werden. Außerdem können die Desmoflügel durch Gasdruck nicht zurückgedrückt werden.

Erfindungsgemäß besteht die Kurvenplatte aus einer äußeren und einer inneren Scheibe, wobei die äußere Scheibe mit einem randseitig angeformten 45°- Bord die innere Scheibe übergreift. Auf diese Weise wird ein Zwischenraum zwischen einer Leitfläche des Bordes und der Randkante der inneren Scheibe gebildet. Diese Leitfläche und die Randkante können zueinander geneigt verlaufen, wobei in diesem Fall der an dem Desmoflügel angeformte Vorsprung als ein 45°- Laufkegel ausgebildet ist. Die kegelstumpfartige Ausführung des Zwischenraums hat sich als günstig erwiesen, da sowohl Leitfläche als auch Randkante bei ihrer Lageveränderung besser auf den Laufkegel aufgleiten können.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung soll die Kurvenplatte selbst einen bordartigen Vorsprung aufweisen, der in einen im Desmoflügel vorgesehenen Kanal eingreift. Auch hier besteht bevorzugt die Kurvenplatte aus einer äußeren und einer inneren Scheibe, wobei die äußere Scheibe mit ihrem Bord die innere Scheibe übergreift und einen Teil des bordartigen Vorsprungs bildet. Auch die innere Scheibe hat einen Randbord, wobei zwischen den beiden Borden ein Zwischenraum mit einer veränderbaren Weite freigelassen wird. Auch dieser so geformte Vorsprung kann sich dem Kanal im Desmoflügel angleichen.

Äußere und innere Scheibe sollen in Richtung der Längsachse der Welle bewegbar gelagert sein, wobei ihre Führung durch im Gehäuse festgelegte Führungsstifte gewährleistet ist. Die äußere und innere Scheibe gleitet auf diesen Führungsstiften.

Ihre Bewegung wird bevorzugt durch Hydrostößel vorgenommen, welche in einer Stößelkammer im Gehäuse liegen und unter Öldruck stehen. Dieser Öldruck kann beispielsweise elektronisch im Verhältnis zur Fahrtgeschwindigkeit bzw. zur Motortemperatur und Drehzahl verändert werden.

In anderen Anwendungsfällen kann es genügen, wenn die Scheiben lediglich über Schraubenfedern oder zusätzlich zu einzelnen Hydrostößeln gegen das Gehäuse abgestützt sind.

Bei der Verbesserung der Abdichtung der Verbrennungskammern hat sich die eckig ausgebildete Gehäuseinnenwand als nachteilig erwiesen. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Gehäuseinnenwand querschnittlich halbkreisförmig gestaltet ist. Dieser Form müssen auch die Desmoflügel und die Oberfläche der Trommel angepaßt werden. Durch diese einfache Maßnahme entstehen keine Eckbereiche mehr, in denen die Abdichtung beispielsweise zwischen Desmoflügel und Gehäuseinnenwand nur sehr schwer zu bewerkstelligen ist. Die Abdichtung wird jetzt durch eine auf der Umfangfläche des Desmoflügels angeordneten Dichtleiste bewirkt. Bevorzugt liegt diese halbkreisförmige Dichtleiste in einer Nut und stützt sich gegen Federn, beispielsweise gegen Blattfedern ab. Diese Blattfedern besorgen ein Andrücken der Dichtleiste an die Gehäuseinnenwand.

Die Desmoflügel werden in Führungskanälen in der Trommel geführt. Auch diese Führungskanäle müssen abgedichtet werden. Hierzu sind im Führungskanal in einem Abstand zur Oberfläche der Trommel ebenfalls halbkreisförmige Dichtlippen vorgesehen, welche beispielsweise unter Federdruck gegen die Desmoflügel gepreßt werden.

Damit fehlt nur noch die seitliche Abdichtung der Trommel zur Gehäuseinnenwand. Hierzu sind Dichtringe, gegebenenfalls federgelagert, vorgesehen. Diese Dichtringe müssen einer Wärmeausdehnung der Trommel folgen können. Sie bestehen deshalb aus einzelnen Teilen, die sich gegenseitig an ihren Berührungsstellen überlappen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsge mäßen Motor in schematisierter Darstellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Motor nach Fig. 1 entlang Linie II-II;

Fig. 3 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Mo tors entsprechend Fig. 1 entlang Linie III-III;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen vergrößerten Aus schnitt des Motors aus Fig. 1;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Aus schnitts aus dem Längsschnitt nach Fig. 2;

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Aus schnitts aus Fig. 2 in einer weiteren Aus führungsform.

Ein Motor R weist gemäß Fig. 1 eine Hauptwelle 1 auf, auf welcher eine Trommel 2 kraftschlüssig angeordnet und gegebenenfalls über nicht gezeigte seitliche Flanschen verbunden ist. Beide Teile bilden einen Rotor innerhalb eines Gehäuses 4, wobei in der Trommel 2 radial beweglich gelagerte Desmoflügel 3 eine Gehäuse innenwand 12 bestreichen. Andernends von der Gehäusein nenwand 12 gleiten die Desmoflügel 3 auf gestrichelt dargestellten Kurvenplatten 8, deren Formgebung derje nigen der Gehäuseinnenwand 12 angepasst ist, so daß die Desmoflügel bei Drehung mit der Trommel 2 immer an der Gehäuseinnenwand 12 entlangstreichen. Auf diese Weise entstehen zwischen den einzelnen Desmoflügeln 3 ge schlossene Kammern 9.

Eine Bohrung 6 bildet einen Einlaß für ein Kraftstoff gemisch, eine weitere Bohrung 5 einen Auslaß für Ver brennungsrückstände. Mit 10 ist eine Zündkerze und mit 11 die Drehrichtung der Hauptwelle 1 nebst Trommel 2 in dem Gehäuse 4 bezeichnet. Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch den Motor R nach Fig. 1, wobei jedoch das Gehäuse 4 in seinen Außenkonturen nicht elliptisch sondern rund oder quadratisch ausge bildet ist. Die Welle 1 läuft in Lager 13, welche im Gehäuse 4 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungs beispiel weist sie eine stumpfe Verbindung zu der Trommel 2 auf. Im Rahmen der Erfindung ist jedoch auch daran gedacht, die Welle zweiteilig auszubilden und je weils mit einem Flansch seitlich an die Trommel 2 anzu legen. Im Längsschnitt verbirgt sich der größte Teil der Trommel 2 hinter dem Desmoflügel 3 und ist ge strichelt dargestellt. Zu erkennen ist, daß die Trommel 2 mit einer kreisbogenförmigen Oberfläche 14 teilweise die in gleicher Form ausgehöhlte Gehäuseinnenfläche 12 bestreicht. Die Desmoflügel werden in Führungskanälen 15 in der Trommel 2 geführt. Zur Gehäuseinnenwand 12 weist die Trommel 2 jeweils beidseits federgelagerte Dichtringe 16 auf. Diese Dichtringe 16 sind unten näher beschrieben. Auch der Desmoflügel 3 hat eine entspre chend der Gehäuseinnenwand 12 geformte Umfangfläche 17, welche, wie nachstehend beschrieben, mit einer Dicht leiste 18 belegt ist.

Beidseits bildet der Desmoflügel 3 eine Schulter 20 aus, welche auf den Kurvenplatten 8 gleiten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht jede Kurven platte 8 aus einer äußeren Scheibe 21, welche mit einem Bord 22 eine innere Scheibe 23 überragt. Zur inneren Scheibe 23 hin geneigt bildet der Bord 22 eine Leitflä che 24, welcher entgegengeneigt zu der äußeren Rand kante 25 der inneren Scheibe 23 verläuft. In den kegel stumpfartig geformten Zwischenraum 27 zwischen Leit fläche 24 und Randkante 25 wird ein Laufkegel 26 gehalten, der mit dem Desmoflügel 3 verbunden ist. Der Laufkegel 26 wird beim Umlauf der Trommel 2 bzw. der Welle 1 in dem Zwischenraum 27 zwischen Leitfläche 24 und Randkante 25 zwangsgeführt. Da dieser Zwischenraum 27, wie in Fig. 1 dargestellt, immer im gleichen Abstand vom Umfang der Kurvenplatte 8 verläuft, wird ein Gleiten der Desmoflügel 3 entlang der Gehäuseinnenwand 12 gewährleistet. Dies wird insbesondere aus Fig. 3 sichtbar, in welcher der Desmoflügel 3 voll ausgefahren dargestellt ist. Die äußere Scheibe 21 und die innere Scheibe 23 sind in Richtung der Längsachse A der Welle 1 bewegbar gelagert. Hierzu dienen Führungsstifte 30, welche fest mit dem Gehäuse 4 verbunden sind, aber gleitend in die innere Scheibe 23 bzw. äußere Scheibe 21 eingreifen. Durch die Bewegbarkeit der inneren Scheibe und der äußeren Scheibe kann der Zwischenraum 27 und damit die Führung für den Laufkegel 26 in gewissen Umfang verändert werden. Hierdurch ist es möglich, Ausdehnungen, Schrumpfungen oder Abnutzungen der Desmo flügel oder sonstige Passungenauigkeiten auszugleichen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bewirkt ein unter Öldruck stehender Hydrostößel 31 in einer entsprechen den Stößelkammer 32 die entsprechende axiale Bewegung der äußeren Scheibe. Die innere Scheibe 23 steht dage gen unter dem Druck einer Schraubenfeder 33. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch auch, an Stelle der Schraubenfeder 33 einen weitern Hydrostößel vorzusehen. Der entsprechende Öldruck für den Hydrostößel kann über eine Ölpumpe gesteuert werden.

In Fig. 4 wird die Abdichtung der Kammer 9 gegenüber der Trommeloberfläche 14, der Gehäuseinnenwand 12 sowie dem Desmoflügel 3 gezeigt. Die Trommel 2 be streicht einmal mit dem Dichtring 16 die Gehäuseinnen wand 12 randseitig. Wärmeausdehnungen können in gewissem Umfang dadurch aufgefangen werden, daß der Dichtring 16 durch eine Trennlinie 35 unterbrochen ist, welche so ausgestaltet ist, daß der eine Teil des Dichtrings mit einem Auflager 36 auf einer Schulter 37 des anderen Teils des Dichtrings 16 aufliegt und zwi schen Auflager 36 und Schulter 37 eine abdichtende Gleitlinie 38 gebildet wird. Den Zusammenhalt beider Teile des Dichtrings bewirkt beispielsweise eine Schraubenfeder 39.

Zum Desmoflügel 3 hin verläuft unterhalb der Umfang fläche 17 der Trommel 2 in dem Führungskanal 15 eine weitere Dichtlippe 40, welche über Schrauben- oder Blattfeder 41 halbkreisförmig gegen den Desmoflügel 3 gedrückt wird.

Schlußendlich ist die kreisbogenförmige Dichtleiste 18 auf dem Desmoflügel 3 zu erkennen. Auch diese Dichtlei ste 18 soll federgelagert sein, so daß immer ein An drücken an die Gehäuseinnenwand 12 gewährleistet ist.

In den Fig. 5 und 6 sind zwei Ausführungsbeispiele der Kurvenplatte 8 und 8 a gegenübergestellt. Dabei stellt Fig. 5 die Vergrößerung der Anordnung nach den Fig. 2 und 3 dar. Genauer gezeigt ist der Hydrostößel 31 in der Stößelkammer 32. Dieser Hydro stößel ist mit einem Gewinde 43 in die äußere Scheibe 21 eingesetzt. Bei Beaufschlagung mit Öl wird der Hydrostößel 31 aus dem Gehäuse 4 getrieben und bewegt so die äußere Scheibe 21. Diese äußere Scheibe 21 weist zusätzlich eine Ausnehmung 24 auf, durch welche die Schraubenfeder 33 die innere Scheibe 23 angreifen kann. Dies bedeutet, daß sich die innere Scheibe 23 über die Schraubenfeder 33 gegen das Gehäuse 4 abstützt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 weist dagegen der Desmoflügel 3 a einen Kanal 45 auf, in welchen teil weise der Bord 22 a der äußeren Scheibe 21 und ein wei terer aus der inneren Scheibe 23 a herausgeformter Bord 46 eingreift. Bord 22 a und 46 bilden einen axialen Zwi schenraum 47, dessen Größe veränderbar ist.

In diesem Ausführungsbeispiel durchgreift der Hydro stößel die äußere Scheibe 21 und ist mit seinem Gewinde 43 in der inneren Scheibe 23 a festgelegt. Den Hydrostößel 31 umgibt eine Schraubenfeder 48, welche versenkt im Gehäuse 4 liegt und sich gegen die äußere Scheibe 21 abstützt.

Positionszahlenliste 1 Welle
2 Trommel
3 Desmoflügel
4 Gehäuse
5 Auslaß
6 Einlaß
7
8 Kurvenplatten
9 Kammern
10 Zündkerze
11 Drehrichtung
12 Gehäuseinnenwand
13 Lager
14 Oberfläche von 2
15 Führungskanäle
16 Dichtringe
17 Umfangfläche
18 Dichtleiste
19
20 Schulter
21 äußere Scheibe
22 Bord
23 innere Scheibe
24 Leitfläche
25 Randkante
26 Laufkegel
27 Zwischenraum
28 Umfang
29
30 Führungsstifte
31 Hydrostößel
32 Stößelkammer
33 Schraubenfeder
34
35 Trennlinie
36 Auflager
37 Schulter
38 Gleitlinie
39 Schraubenfeder
40 Dichtlippe
41 Federn
42
43 Gewinde
44 Ausnehmung
45 Kanal
46 Bord
47 Zwischenraum
48 Schraubenfeder
A Längsachse von 1
R Motor

Claims

1. Verbrennungsmotor mit in einem durch eine Gehäuseinnenwand begrenzten Innenraum eines Gehäuses drehbar gelagerter Trommel, welche mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei in den Gehäuseinnenraum eine Zündanlage eingreift, sowie ein Auslaß für Abgase und ein Einlaß für einen Kraftstoff vorgesehen sind und wobei die Trommel, die Gehäusewand und in der Trommel radial bewegbar gelagerte Desmoflügel bei Drehung der Trommel in eine Drehrichtung Kammern mit veränderbarem Volumen bilden, wobei die Desmoflügel einerseits die Gehäuseinnenwand bestreichen, während sie andererseits zumindest eine Kurvenplatte ablaufen, nach P 35 28 139.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenplatte (8) eine Führung (27, 22 a, 46) zum Zwangsführen der Desmoflügel (3) in radialer Richtung bildet.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (27) eine Nut ist, in die ein Vorsprung (26) am Desmoflügel eingreift.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (27) ein Zwischenraum ist, dessen Weite veränderbar ist.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenplatte (8) aus einer äußeren und einer inneren Scheibe (21, 23) besteht, wobei die äußere Scheibe (21) mit einem Bord (22) die innere Scheibe (23) über greift und der Zwischenraum (27) zwischen einer Leitfläche (24) des Bordes (22) und der Randkante (25) der inneren Scheibe (23) gebildet ist.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß Leitfläche (24) und Randkante (25) zueinander geneigt verlaufen.

6. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Desmoflügel (3) beidseits Laufkegel (26) festgelegt sind, welche in die Führung (27) eingreifen.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Führung aus einem der Kurvenplatte (8 a) angeformten bordartigen Vorsprung (22 a, 46) besteht, der in einen im Desmoflügel (3) vorgesehenen Kanal (45) eingreift.

8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß der Vorsprung aus einem einer äußeren Scheibe (21) angeformten Bord (22 a) und einem einer inneren Scheibe (23 a) angeformten Bord (46) besteht, welche zwischen sich einen in der Weite veränderbaren Zwischenraum (47) bilden.

9. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere und innere Scheibe (21, 23, 23 a) in Richtung der Längsachse (A) der Welle (1) bewegbar gelagert sind.

10. Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die äußeren und inneren Scheiben (21, 23 a, 23) an im Gehäuse (4) festgelegten Führungsstiften (30) geführt sind.

11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, daß mit der äußeren und/oder inneren Scheibe (21, 23 a, 23) ein Hydrostößel (31) verbunden ist, der in einer Stößelkammer (32) in dem Gehäuse (4) unter veränderbarem Druck steht.

12. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß sich die äußere und/oder innere Scheibe (21, 23 a, 23) über eine Schraubenfeder (48, 48 a) gegen das Gehäuse (4) abstützt.

13. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseinnenwand (12), die Umfangfläche (17) der Desmoflügel (3) und die Oberfläche (14) der Trommel (2) halbkreisförmig gerundet sind.

14. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Umfangfläche (17) mit einer federgelagerten Dichtleiste (18) belegt ist.

15. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge kennzeichnet, daß sich die Trommel (2) innerhalb des Führungskanals (15) über eine federgelagerte Dichtlippe (40) gegen den Desmoflügel (3) abstützt.

16. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gehäuseinnenwand (12) und der Trommel (2) seitlich Dichtringe (16) angeordnet sind.

17. Verbrennungsmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dichtring (16) Trennlinien (35) vorgesehen sind, wobei ein Dichtringteil mit einem Auflager (36) eine Schulter (37) des anderen Dichtringteiles übergreift und bei Wärmeausdehnung gegen die Kraft einer Schreubenfeder (39) gleitet.