DE4118938A1 - Rotationsschwingkolbenmotor - Google Patents
RotationsschwingkolbenmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Viertakt-Verbrennungsmotor, der
in Fahrzeugen oder stationären Anlagen einsetzbar ist.
Es sind Verbrennungsmotoren bekannt, die nach dem Prinzip des
Kreiskolbenmotors nach Wankel arbeiten. Diese weisen Nachteile
auf, wie komplizierte Teilfertigung und hohe Fertigungsgenau
igkeit, ungünstige Abdichtverhältnisse, hohe thermische Bela
stung des Kreiskolbens mit daraus resultierender Ölkühlung des
selben, Verdreifachung der Abtriebsdrehzahl gegenüber dem
Kreiskolben, damit entsprechende Verringerung des Abtriebs
momentes und erforderlicher großer Getriebeuntersetzung,
große Flammwege durch ungünstige Brennräume, keine vollkommene
Verbrennung durch zu kurze Brennzeit auf das Gasvolumen be
zogen, höherer Kraftstoffverbrauch.
Weiterhin sind Verbrennungsmotore bekannt, die nach dem Prin
zip des Rotationskolbenmotors arbeiten. Auch diese weisen Nach
teile auf, wie zu große Kolben und rotierende Massen, zu große
Rotationsdurchmesser, viereckige oder zum Teil auch gekrümmte
Zylinderbahnen und Kolbenabmessungen, zum Teil auch besondere
Auswuchtmaßnahmen für ruhigen Motorlauf, Notwendigkeit von
Ventil-, Schieber-, Schlitz- oder abgewandelte Gasaustausch
steuerungen, aufwendige Übertragungs- und Steuereinrichtungen
von der Kolbenbewegung zur Abtriebswelle sowie höherer Fer
tigungsaufwand.
Auch gegenüber herkömmlichen Viertakt-Verbrennungsmotoren sind
eine Reihe von Nachteilen zu verzeichnen. Diese sind:
Auf die Leistung bezogen, relativ große Abmessungen und Eigen massen der Triebwerksteile, durch die Schräglage des Pleuels zur Kolbenachse resultierende Seitenkräfte durch den Gasdruck auf die Führungsbahn des Hubkolbens, aufwendige Gasaustausch steuerungen, wie Ein- und Auslaßventile, Steuerschieber oder ähnliche Bauelemente mit den dazugehörigen Betätigungsorganen, durch die sich letztendlich Drosselverluste ergeben, höheren Materialeinsatz erfordern und bei hohen Drehzahlen ohne zusätz liche Einrichtungen zur Erhöhung des Ladedruckes, zur Ver ringerung des Liefergrades und damit zur Leistungseinbuße führen.
Auf die Leistung bezogen, relativ große Abmessungen und Eigen massen der Triebwerksteile, durch die Schräglage des Pleuels zur Kolbenachse resultierende Seitenkräfte durch den Gasdruck auf die Führungsbahn des Hubkolbens, aufwendige Gasaustausch steuerungen, wie Ein- und Auslaßventile, Steuerschieber oder ähnliche Bauelemente mit den dazugehörigen Betätigungsorganen, durch die sich letztendlich Drosselverluste ergeben, höheren Materialeinsatz erfordern und bei hohen Drehzahlen ohne zusätz liche Einrichtungen zur Erhöhung des Ladedruckes, zur Ver ringerung des Liefergrades und damit zur Leistungseinbuße führen.
Die erfindungsgemäße Lösung eines Rotationsschwingkolben
motors besitzt keine der aufgeführten Nachteile der Vergleichs
motoren. Dieser Rotationsschwingkolbenmotor ist unkompliziert
im Aufbau und Herstellung und erfordert gegenüber den kon
ventionellen Viertakt-Verbrennungsmotoren ein geringeres Bau
volumen. Da jeder Kolben bei einer Umdrehung der Antriebs
trommel einen Arbeitstakt (Expansionshub) ausführt und nicht
erst nach jeder zweiten Umdrehung, ergibt sich bei diesem Motor
bei gleichem Hubvolumen die doppelte Leistung gegenüber einem
konventionellen Viertaktverbrennungsmotor. Da dieser Rota
tionsschwingkolbenmotor ohne jegliche Steuerteile für den
Gasaustausch auskommt, wie Ventile oder Steuerschieber, ent
fallen hier außerdem alle dadurch bedingten Drosselverluste.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotations
schwingkolbenmotor zu schaffen, der bei einfacher Fertigung
und Montage ein sehr günstiges Masse-Leistungsverhältnis
aufweist, ohne Ventile oder andere Steuereinrichtungen aus
kommt, einen optimalen Füllungsgrad der Hubzylinder ohne
Hilfseinrichtungen und eine hohe Kraftstoffausnutzung er
reicht, ohne besondere Auswuchtmaßnahmen einen ruhigen Lauf
gewährleistet, kombinierfähig und vielseitig einsetzbar ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in einem Motor
gehäuse, bestehend aus einem feststehenden mit Kühl- und
Schmiermittel führenden Kanälen versehenen Außenmantel, einem
vorderen Lagerdeckel, einem hinteren Lagerdeckel, einem Aus
zugkanal und einem Ausströmkanal, eine Arbeitseinheit und eine
Getriebeeinheit gelagert sind. Die Arbeitseinheit besteht aus
einer Antriebstrommel, einer äußeren Lagerplatte mit Abtriebs
wellenstumpf und einem inneren Lagerkörper mit zylindrischen
Bohrungen für die Lagerung der die Arbeitszylinder aufnehmenden
Schwingtraversen, in denen jeweils ein Kolben mit starr ange
brachter Kolbenstange, die über eine Doppelgabel in funktio
neller Verbindung mit einer Schwingwelle steht, gelagert ist.
Die Getriebeeinheit besteht aus einem Getriebegehäusemantel,
der fest mit dem inneren Lagerkörper verbunden ist und eine
äußere Lagerplatte mit einem Abtriebswellenstumpf aufweist,
in der ein Antriebszahnrad und zwei Zwischenzahnräder gelagert
sind u. eins davon über eine Öffnung im Getriebegehäusemantel
mit einem Innenzahnkranz am Außenmantel im Eingriff steht und
über einen Kurbelzapfen, ein Pleuel und einen Übertragungs
hebel mit der Schwingwelle in funktioneller Verbindung steht.
In einer Arbeitseinheit sind zwei oder vier Kolben angeordnet.
Im Motorgehäuse können mehrere Arbeitseinheiten hinterein
ander einseitig der Getriebeeinheit angeordnet sein, wobei bei
der Ausführung mit 2 Kolben jede folgende Arbeitseinheit um
90° versetzt angeordnet ist, in der Art, daß sämtliche Doppel
gabeln der Schwingwelle hintereinander in einer Flucht liegen.
Es können eine oder mehrere Arbeitseinheiten beidseitig der
Getriebeeinheit spiegelbildlich angeordnet sein, wobei ein
weiterer Kurbelzapfen um 90° versetzt auf der anderen Seite
des Antriebszahnrades angeordnet ist. Zwischen den einzelnen
Arbeitseinheiten oder zwischen einer Arbeitseinheit und einer
Getriebeeinheit kann eine, die Biegelänge der Antriebstrommel
verkürzende Lagerstelle im Außenmantel angeordnet sein. Es
können weiterhin mehrere Rotationsschwingkolbenmotore hinter
einander und/oder parallel oder sternförmig auf ein Abtriebs
element wirkend angeordnet sein.
Der Kolben weist eine in der Schwingebene verlaufende kreis
förmige Überhöhung des Kolbenkopfes mit einer mittigen, in
gleicher Ebene verlaufenden nutenförmigen Aussparung und eine
auf der Unterseite des Kolbens befindliche mittige Ausdrehung
zur festen Aufnahme der Kolbenstange auf. Der Innenraum der
Antriebstrommel kann beim Einsatz von zwei Kolben je Arbeits
einheit als Vorverdichterkammer ausgebildet sein, der über
Kanäle mit dem Ansaugkanal und den Zylinderräumen der Arbeits
zylinder in funktioneller Verbindung steht. Das Antriebs
zahnrad weist die halbe Zähnezahl des Innenzahnkranzes auf und
steht über zwei Zwischenzahnräder mit geringeren Zähnezahlen
als die des Antriebszahnrades mit dem Innenzahnkranz in funk
tioneller Verbindung.
Die Arbeitszylinder können an ihren Enden mit Gleitschuhen
ausgeführt sein, die mit Gleitflächen der Kolbenstangen in
funktioneller Verbindung stehen. Im Bereich der Schmiermittel
abflußbohrungen können zusätzlich Schmiermittelsprühdüsen an
geordnet sein. Der vordere Lagerdeckel weist Bohrungen für
den Kühlmitteldurchfluß von einem angeschraubten Flansch mit
einem Anschlußstutzen auf.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen
Fig. 1 den Teilschnitt A-A nach Fig. 2 und den Teilschnitt
A′-A′ nach Fig. 3 eines Motorblockes;
Fig. 2 den Schnitt B-B nach Fig. 1 durch eine Arbeitsein
heit;
Fig. 3 den Schnitt C-C nach Fig. 1 durch die Getriebeein
heit;
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Arbeitseinheit mit
vier Kolben und Gleitführungen;
Fig. 5 den Schnitt D-D nach Fig. 4;
Fig. 6 den Schnitt D-D nach Fig. 4 mit zwei Kolben je
Arbeitseinheit.
Das Motorgehäuse besteht aus einem Außenmantel 1, der in axia
ler Richtung Kühl- und Schmiermittel führende Kanäle 2 im
Bereich der Arbeitseinheit aufweist. Im oberen Bereich der Ar
beitseinheit ist eine Zündkerze 3 und im unteren Bereich sind
ein Ansaugkanal 4 für das Kraftstoffluftgemisch und ein Aus
strömkanal 5 für die Abgase angeordnet. Weiterhin ist eine Ab
flußöffnung 6 für das Kühl- und Schmiermittel vorgesehen. Das
Motorgehäuse weist einen vorderen Lagerdeckel 7 und einen
hinteren Lagerdeckel 8 auf, in denen eine Antriebstrommel 9
drehbar gelagert ist. Der vordere Lagerdeckel 7 besitzt Boh
rungen 10 für den Kühlmitteldurchfluß sowie einen angeschraub
ten Flansch 11 mit einem Anschlußstutzen 12 für den Kühl- und
Schmiermittelzufluß. Die Arbeitseinheit besteht aus der An
triebstrommel 9, einer äußeren Lagerplatte 13 mit einem ange
schraubten Abtriebswellenstumpf 14 und einem inneren Lagerkör
per 15, der mit einem Getriebegehäusemantel 16 biege- und tor
sionssteif verbunden ist. Dieser besitzt eine äußere Lager
platte 17 mit einem Abtriebswellenstumpf 18. Die äußere Lager
platte 13 und der innere Lagerkörper 15 der Arbeitseinheit
weisen außer einer mittigen Bohrung für die Lagerung 19 einer
Schwingwelle 20 je vier um 90° versetzte Bohrungen für die La
gerung 21 der Schwingtraversen 22 auf. Der innere Lagerkörper
15 weist weiterhin vier zylinderförmige Ausfräsungen 23 für
die Abdichtung der Schwingtraversen 22 auf. Er hat Durchfluß
kanäle 24 für das Kühlmittel und Schmiermittelabflußbohrungen
25. An der Außenfläche des inneren Lagerkörpers 15 sind längs
und quer verlaufende Abdichtleisten 26 für die in den Schwing
traversen 22 angeordneten Arbeitszylinder 27 vorgesehen. Wei
terhin sind im inneren Lagerkörper 15 nach außen führende
Schmiermittelabflußbohrungen vorgesehen. Die Arbeitszylinder
27 weisen bei größeren Kräften in Verbindung mit höheren Dreh
zahlen und großen Abmessungen Gleitschuhe 28 zur besseren
Führung des Kolbens 39 und zur Verringerung der Kantenpressun
gen auf.
Die äußere Lagerplatte 13 ist mit dem inneren Lagerkörper 15
verschraubt und weist an ihrem Umfang Abdichtleisten 29 und
nach außen führende Schmiermittelabflußbohrungen auf. Der Ab
triebswellenstumpf 14 ist mit Schmiermittelzuführungsbohrungen
versehen. Die Schwingwelle 20 weist eine Doppelgabel 34 auf,
deren Gabelenden um 180° zueinander versetzt angeordnet sind.
Jedes Gabelende hat eine Aufnahmebohrung 35; 36 für den gelen
kigen Anschluß der Kolbenstangen 38 mit Kolben 39 über einen
Verbindungsbolzen 40. Die Kolbenstangen 38 können auch zusätz
liche Gleitflächen 37 aufweisen. Die Verbindung zwischen der
Kolbenstange 38 und dem Kolben 39 ist starr. Der Kolben 39
besitzt außer den Kolbenringen 41 zur Abdichtung eine in der
Schwingebene verlaufende kreisförmige Überhöhung des Kolben
kopfes mit einer mittigen, in gleicher Ebene verlaufenden
nutenförmigen Aussparung. Auf der Unterseite des Kolbens 39
befindet sich eine Ausdrehung. Die Schwingwelle 20 steht über
einem fest auf ihr angeordneten Übertragungshebel 42 und einem
an ihm gelagerten Pleuel 43 mit einem Kurbelzapfen 44 an einem
Antriebszahnrad 31 in gelenkiger Verbindung, das in der äußeren
Lagerplatte 17 gelagert ist. Durch eine Öffnung 30 im Getriebe
gehäusemantel 16 steht das Antriebszahnrad 31 über zwei Zwischen
zahnräder 32 mit einem Innenzahnkranz 33 am feststehenden Außen
mantel 1 im Eingriff.
Die Schwingwelle 20 kann auch im Bereich der Kolbenstangen 38
geteilt ausgeführt sein und entweder durch zwei Verbindungs
bolzen 40 durch Schrauben und Gegenstücke (siehe Fig. 5) oder
durch die Ausführung jeder Schwingwellenhälfte mit je einem
fest angeordneten Kurbelbolzen ausgeführt und um 180° zuein
ander versetzt angeordnet, zusammengepreßt und verschraubt
sein (siehe Fig. 6). Zwischen den Schwingwellenhälften ist
dann auf Wellenmitte ein Zwischenrohr 45 eingefügt.
Die Wirkungsweise des Rotationsschwingkolbenmotors ist wie
folgt:
Nach dem Anlassen des Rotationsschwingkolbenmotors, bei dem die Antriebstrommel 9 in eine rechte Drehbewegung versetzt wird, wird das durch den Ansaugkanal 4 angesaugte Kraftstoff luftgemisch des im Zündpunkt befindlichen Arbeitszylinders 27 mittels der Zündkerze 3 gezündet und der Expansionshub des dazugehörigen Kolbens 39 eingeleitet. Dabei wird die Schwing welle 20 über die starr mit dem Kolben 39 verbundene Kolben stange 38 um 90° hin- bzw. zurückbewegt. Da die Doppelgabel 34 der Schwingwelle 20 für jede Arbeitseinheit aus zwei um 180° versetzten Gabeln besteht und jedes Gabelgelenk mit zwei Kolben 39 in funktioneller Verbindung steht, werden bei diesem Vorgang diese vier Kolben 39 gleichzeitig in eine translatori sche Bewegung versetzt, wobei sich ihre Massenkräfte gegensei tig aufheben. Die gegenüberliegenden Kolben 39 bewegen sich entweder nach außen oder nach innen. Gleichzeitig werden die Schwingtraversen 22, in denen die Kolben 39 in einem Arbeits zylinder 27 gelagert sind, ebenfalls in eine wechselnde Drehbe wegung versetzt. Da jeder Takt einem Drehwinkel der Antriebs trommel 9 von 90° ausmacht, erfolgt bei der Anordnung von einer Antriebseinheit mit vier Arbeitszylindern 27 für jeden der vier Kolben 39 bei einer Umdrehung der Antriebstrommel 9 ein Arbeitstakt (Expansionshub). Die Abgase werden durch den Aus strömkanal 5 ausgestoßen. Es ergeben sich daraus bei Rechts drehung der Antriebstrommel 9 die beim Viertaktmotor bekannten Arbeitszyklen in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Antriebstrom mel 9, und zwar:
Nach dem Anlassen des Rotationsschwingkolbenmotors, bei dem die Antriebstrommel 9 in eine rechte Drehbewegung versetzt wird, wird das durch den Ansaugkanal 4 angesaugte Kraftstoff luftgemisch des im Zündpunkt befindlichen Arbeitszylinders 27 mittels der Zündkerze 3 gezündet und der Expansionshub des dazugehörigen Kolbens 39 eingeleitet. Dabei wird die Schwing welle 20 über die starr mit dem Kolben 39 verbundene Kolben stange 38 um 90° hin- bzw. zurückbewegt. Da die Doppelgabel 34 der Schwingwelle 20 für jede Arbeitseinheit aus zwei um 180° versetzten Gabeln besteht und jedes Gabelgelenk mit zwei Kolben 39 in funktioneller Verbindung steht, werden bei diesem Vorgang diese vier Kolben 39 gleichzeitig in eine translatori sche Bewegung versetzt, wobei sich ihre Massenkräfte gegensei tig aufheben. Die gegenüberliegenden Kolben 39 bewegen sich entweder nach außen oder nach innen. Gleichzeitig werden die Schwingtraversen 22, in denen die Kolben 39 in einem Arbeits zylinder 27 gelagert sind, ebenfalls in eine wechselnde Drehbe wegung versetzt. Da jeder Takt einem Drehwinkel der Antriebs trommel 9 von 90° ausmacht, erfolgt bei der Anordnung von einer Antriebseinheit mit vier Arbeitszylindern 27 für jeden der vier Kolben 39 bei einer Umdrehung der Antriebstrommel 9 ein Arbeitstakt (Expansionshub). Die Abgase werden durch den Aus strömkanal 5 ausgestoßen. Es ergeben sich daraus bei Rechts drehung der Antriebstrommel 9 die beim Viertaktmotor bekannten Arbeitszyklen in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Antriebstrom mel 9, und zwar:
0°- 90°: Zündung - Arbeitstakt (Expansionshub)
90°-180°: Ausschieben des Verbrennungsgases
180°-270°: Ansaugen des frischen Arbeitsgases
270°-360°: Verdichten des Arbeitsgases.
90°-180°: Ausschieben des Verbrennungsgases
180°-270°: Ansaugen des frischen Arbeitsgases
270°-360°: Verdichten des Arbeitsgases.
Die ständig um 90° wechselnde Drehbewegung der Schwingwelle
20 wird über den mit ihr durch ein Zahnwellenprofil torsions
steif verbundenen Übertragungshebel 42 und den kurzen Pleuel
43 der Getriebeeinheit auf das Antriebszahnrad 31 mit Kurbel
zapfen 44, das über zwei Zwischenzahnräder 32 in funktioneller
Verbindung mit einem fest im Außenmantel 1 angeordneten Innen
zahnkranz 33 steht, übertragen. Damit wird die wechselnde Dreh
bewegung der Schwingwelle 20 in eine gleichmäßig drehende Bewe
gung des Antriebszahnrades 31 und damit der gesamten Antriebs
trommel 9 umgesetzt. Um zu erreichen, daß bei einer Viertelum
drehung der Antriebstrommel 9 ein voller Schwinghub der Schwing
welle 20 erreicht wird, muß die Zähnezahl des Innenzahnkran
zes 33 doppelt so groß wie die des Antriebszahnrades 31 sein.
Damit beträgt die Drehzahl der Antriebstrommel 9 nur die
Hälfte der des Antriebszahnrades 31 bei gleichzeitiger Ver
doppelung des Abtriebsdrehmomentes. Die Verringerung der Dreh
zahl der Antriebstrommel 9 hält die Zentrifugalkräfte der
Kolben 39 und übrigen Schwingmassen in Grenzen. Die Lagerung
des Antriebszahnrades 31 erfolgt wie die der Zwischenzahnrä
der 32 in der äußeren Lagerplatte 17 des Getriebegehäuseman
tels 16. Im Bereich des Antriebszahnrades 31 und der Zwischen
zahnräder 32 sind Öffnungen 30 im Getriebegehäusemantel 16 vor
gesehen. Um Unwuchten auszuschließen, weisen der Übertragungs
hebel 42 und das Antriebszahnrad 31 entsprechende Gegenmassen
auf. Die Ausgleichmasse für das Antriebszahnrad 31 und der Zwi
schenzahnräder 32 mit den dazugehörigen Lagerungen befindet
sich an der äußeren Lagerplatte 17 des Getriebegehäusemantels
16. Die sich ergebenden Drehschwingungen werden bei richtiger
Dimensionierung der in Betracht kommenden Bauteile vollständig
ausgeglichen, da die wechselnde Drehbewegung der Kolben
39 mit ihren Schwingtraversen 22 stets der der Schwingwelle 20
mit ihrem Übertragungshebel 42 entgegengerichtet ist. Die Mas
senkräfte, die durch die wechselnde Drehbewegung der bewegten
Bauteile innerhalb der Arbeitseinheit in ihren Endlagen ent
stehen, werden zu einem Teil zum Komprimieren des Arbeitsgases
eines Arbeitszylinders 27 je Arbeitseinheit bei jeder Drehbe
wegung genutzt. Die Zündung des Arbeitsgases eines Arbeits
zylinders 27 erfolgt hier auch wie bei anderen Verbrennungs
motoren zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades vor dem Er
reichen des oberen Totpunktes bzw. der 90° Drehbewegung. Der
Gasdruck innerhalb des Arbeitszylinders 27 erzeugt durch die
wechselnde Drehbewegung der Schwingtraverse 22 und seiner da
durch freiwerdenden gekrümmten Abdichtfläche einerseits und
durch die dem Gasdruck ausgesetzten Ringfläche der Schwingtra
verse 22 andererseits positive und negative auf die Antriebs
trommel 9 wirkende Drehmomente. Diese Wirkungen werden jedoch
im Getriebeteil des Motors durch das aus der Kraftübertragung
des Übertragungshebels 42 mittels Pleuel 43 auf das Antriebs
zahnrad 31 erzeugte positive oder negative Moment auf die An
triebstrommel 9 wieder aufgehoben.
Der maximal zu erzielende Überdeckungsgrad eines Rotations
schwingkolbenmotors entspricht dem eines Vierzylinder-Otto-
Viertaktmotors. Dieser kann jedoch durch Hintereinander- oder
Parallelanordnung mehrerer Rotationsschwingkolbenmotoren belie
big erhöht werden.
Bezugszeichen
1 Außenmantel (feststehend)
2 Kanal
3 Zündkerze
4 Ansaugkanal
5 Ausströmkanal
6 Abflußöffnung
7 vorderer Lagerdeckel
8 hinterer Lagerdeckel
9 Antriebstrommel
10 Bohrung
11 Flansch
12 Anschlußstutzen
13 äußere Lagerplatte
14 Antriebswellenstumpf
15 innerer Lagerkörper
16 Getriebegehäusemantel
17 äußere Lagerplatte
18 Abtriebswellenstumpf
19 Lagerung
20 Schwingwelle
21 Lagerung
22 Schwingtraverse
23 Ausfräsung
24 Durchflußkanal
25 Schmiermittelabflußbohrung
26 Abdichtleiste
27 Arbeitszylinder
28 Gleitschuh
29 Abdichtleiste
30 Öffnung
31 Antriebszahnrad
32 Zwischenzahnrad
33 Innenzahnkranz
34 Doppelgabel
35 Aufnahmebohrung
36 Aufnahmebohrung
37 Gleitfläche
38 Kolbenstange
39 Kolben
40 Verbindungsbolzen
41 Kolbenring
42 Übertragungshebel
43 Pleuel
44 Kurbelzapfen
45 Zwischenrohr
2 Kanal
3 Zündkerze
4 Ansaugkanal
5 Ausströmkanal
6 Abflußöffnung
7 vorderer Lagerdeckel
8 hinterer Lagerdeckel
9 Antriebstrommel
10 Bohrung
11 Flansch
12 Anschlußstutzen
13 äußere Lagerplatte
14 Antriebswellenstumpf
15 innerer Lagerkörper
16 Getriebegehäusemantel
17 äußere Lagerplatte
18 Abtriebswellenstumpf
19 Lagerung
20 Schwingwelle
21 Lagerung
22 Schwingtraverse
23 Ausfräsung
24 Durchflußkanal
25 Schmiermittelabflußbohrung
26 Abdichtleiste
27 Arbeitszylinder
28 Gleitschuh
29 Abdichtleiste
30 Öffnung
31 Antriebszahnrad
32 Zwischenzahnrad
33 Innenzahnkranz
34 Doppelgabel
35 Aufnahmebohrung
36 Aufnahmebohrung
37 Gleitfläche
38 Kolbenstange
39 Kolben
40 Verbindungsbolzen
41 Kolbenring
42 Übertragungshebel
43 Pleuel
44 Kurbelzapfen
45 Zwischenrohr
Claims (12)
1. Rotationsschwingkolbenmotor,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Motorgehäuse, bestehend
aus einem feststehenden mit Kühl- und Schmiermittel füh
renden Kanälen (2) versehenen Außenmantel (1), einem vorde
ren Lagerdeckel (7), einem hinteren Lagerdeckel (8), einem
Auszugkanal (4) und einem Ausströmkanal (5), eine Arbeits
einheit, bestehend aus einer Antriebstrommel (9), einer
äußeren Lagerplatte (13) mit Abtriebswellenstumpf (14) und
einem inneren Lagerkörper (15) mit zylindrischen Bohrungen
für die Lagerung der die Arbeitszylinder (27) aufnehmenden
Schwingtraversen (22), in denen jeweils ein Kolben (39) mit
starr angebrachter Kolbenstange (38), die über eine Doppel
gabel (34) in funktioneller Verbindung mit einer Schwing
welle (20) steht, gelagert ist und eine Getriebeeinheit,
bestehend aus einem Getriebegehäusemantel (16), der fest
mit dem inneren Lagerkörper (15) verbunden ist und eine
äußere Lagerplatte (17) mit einem Abtriebswellenstumpf (18)
aufweist, in der ein Antriebszahnrad (31) und zwei Zwischenzahn
räder (32) gelagert sind und eins davon über eine Öffnung
(30) im Getriebegehäusemantel (16) mit einem Innenzahnkranz
(33) am Außenmantel (1) im Eingriff steht und über einen
Kurbelzapfen (44), ein Pleuel (43) und einen Übertragungs
hebel (42) mit der Schwingwelle (20) in funktioneller Ver
bindung steht, angeordnet sind.
2. Rotationsschwingkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in einer Arbeitseinheit zwei oder vier Kolben
(39) angeordnet sind.
3. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere oder mehrere Arbeitseinheiten hinterein
ander einseitig der Getriebeeinheit im Motorgehäuse ange
ordnet sind, wobei bei der Ausführung mit zwei Kolben (39),
jede folgende Arbeitseinheit um 90° versetzt angeordnet
ist in der Art, daß sämtliche Doppelgabeln 34 der Schwing
welle (20) hintereinander in einer Flucht liegen.
4. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere Arbeitseinheiten beidseitig der Ge
triebeeinheit spiegelbildlich angeordnet sind, wobei ein
weiterer Kurbelzapfen (44) um 90° versetzt auf der ande
ren Seite des Antriebszahnrades (31) angeordnet ist.
5. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den einzelnen Antriebseinheiten oder zwi
schen einer Arbeitseinheit und einer Getriebeeinheit eine,
die Biegelänge der Antriebstrommel (9) verkürzende Lager
stelle (9) im Außenmantel (1) angeordnet ist.
6. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Rotationsschwingkolbenmotore hintereinander und/
oder parallel oder sternförmig auf ein Abtriebselement wir
kend, angeordnet sind.
7. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (39) eine in der Schwingebene verlaufende
kreisförmige Überhöhung des Kolbenkopfes mit einer mittigen,
in gleicher Ebene verlaufenden nutenförmigen Aussparung und
eine auf der Unterseite des Kolbens (39) befindliche mittige
Ausdrehung zur festen Aufnahme der Kolbenstange (38) auf
weist.
8. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenraum der Antriebstrommel (9) beim Einsatz von
zwei Kolben (39) je Arbeitseinheit als Vorverdichterkammer
ausgebildet ist, der über Kanäle mit dem Ansaugkanal (4) und
den Zylinderräumen der Arbeitszylinder (27) in funktioneller
Verbindung steht.
9. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Antriebszahnrad (31) die halbe Zähnezahl des Innen
zahnkranzes (33) aufweist und über zwei Zwischenzahnräder (32)
mit einer geringeren Zähnezahl als die des Antriebszahnrades
(31) mit dem Innenzahnkranz (33) in funktioneller Verbindung
steht.
10. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitszylinder (27) an ihren inneren Enden Gleit
schuhe (28) aufweisen, die mit Gleitflächen (37) der Kol
benstangen (38) in funktioneller Verbindung stehen.
11. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich im Bereich der Schmiermittelabflußbohrungen
(25) Schmiermittelsprühdüsen angeordnet sind.
12. R.S.-Motor nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der vordere Lagerdeckel (7) Bohrungen (10) für den
Kühlmitteldurchfluß von einem angeschraubten Flansch (11)
mit einem Anschlußstutzen (12) aufweist.
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