DE514780C - Axial-Kolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, bei welcher die Kolben mit einer Taumelscheibe verbunden sind - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftmaschinen, Pumpen o. dgl., die zu der Gattung der Axialoder Taumelmaschinen gehören. Dies sind Maschinen, bei denen die Achse der Kurbelwelle parallel zur Bewegungsrichtung der Kolben gelagert ist. Die Erfindung betrifft Maschinen oder Pumpen dieser Art, bei denen eine Taumelscheibe auf einem schrägen Teil der Kurbelwelle gelagert ist. Bei Maschinen oder Pumpen dieser Art wird der Kolbendruck derart auf die Taumelscheibe übertragen, daß letztere vor- und rückwärts schwingt, wodurch die Kurbelwelle in Umlauf versetzt wird. Die Maschine nach der Erfindung zeichnet sich insbesondere durch eine äußerst leichte und gedrängte Bauart aus, so daß sie insbesondere als Flugzeugmotor geeignet ist.

Es ist bereits bei Maschinen der beschriebenen Art vorgeschlagen worden, die Taumelscheibe dadurch an der Rückwärtsdrehung um die Kurbelwelle unter der Wirkung der erzeugten Drehkraft zu verhindern, daß ein doppelarmiges Stützglied gelenkig mit dem Umfang des Taumelkörpers und jedes Ende dieses Gliedes mit dem Maschinengehäuse verbunden ist. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß das Stützglied verhältnismäßig groß und schwer ist und einen großen Raum beansprucht. Diese Nachteile machen sich insbesondere bei Flugzeugmotoren bemerkbar, die so leicht und klein wie möglich sein sollen. Die bekannte Ausführungsform hat außerdem den weiteren Nachteil, daß die Taumelscheibe dadurch gestützt wird, daß sie an nur einem einzigen Punkt verankert ist.

Nach der Erfindung ist die Taumelscheibe mittels eines am Zylindergehäuse gelenkig verankerten Gliedes abgestützt, das an die Taumelscheibe an einer innerhalb deren Umfang liegenden Stelle gelenkig angeschlossen ist und im wesentlichen völlig innerhalb des Umfanges der Taumelscheibe liegt. Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die Taumelscheibe mittels des Stützgliedes an zwei Stellen gestützt ist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Kurbelwelle in einer Achse liegen, die quer zu dieser Welle gerichtet ist, während das Stützglied am Maschinengehäuse derart gelenkig gelagert ist, daß die Längsachse des Stützgliedes sowohl zu der Kurbelwelle als auch zu den Lagern für die Taumelscheibe senkrecht gerichtet ist.

Die Maschine nach der Erfindung zeigt den Vorteil, daß das Stützglied wenig Raum in Anspruch nimmt, ferner um seine Schwingachse ausbalanciert ist sowie nur ein geringes Tragheitsmoment um diese Achse hat.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Brennkraftmaschine dargestellt.

Fig. ι zeigt die Maschine in einem senkrechten Mittelschnitt. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, und Fig. 3 zeigt die sternförmige Taumelscheibe in Seitenansicht. Die Maschine, die insbesondere zur Verwendung in Flugzeugen bestimmt ist, besteht aus ία einem Gehäuse 1, in dem eine Kurbelwelle 2 in Rollen- und Kugellagern 3 gelagert ist. Die Kurbelwelle 2 hat einen schrägen Teil 4, um den zwei Hülsen 5 zwischen den Enden des schrägen Teils 4 und Bunden 6 gelegt sind. Auf den Hülsen 5 ist eine sternförmige Taumelscheibe 7 gelagert, die mit Rücksicht auf leichten Zusammenbau der Maschine nach der Linie A-A (Fig. 3) in zwei Hälften unterteilt ist. Die sternförmige Taumelscheibe 7 ist zur Gewichtsersparnis hohl ausgebildet. Um die Kurbelwelle 2 sind eine Anzahl Zylinder 8 parallel zu dieser Welle gelagert. Jeder Zylinder enthält einen Kolben 9, der mittels einer Kolbenstange 10 an das Ende eines der Arme der Taumelscheibe 7 angeschlossen ist. Das Gemisch aus Brennstoff und Luft wird durch die Leitung 11 zu einem zentralen Steuerraum 12 geleitet, der rings um die Kurbelwellen ange-• ordnet ist. Von diesem Raum 12 führen zylindrische Durchlässe 13, die von Einlaßventilen 14 gesteuert werden, zu den Zylindern 8. Der Auspuff erfolgt durch die mittels Ventile 16 gesteuerten Auslässe 15 hindurch.

In dem Maschinengehäuse 1 ist mittels eines Gliedes 18 ein Stabilisierungskörper gelagert, der durch eine in eine Gabel endende, eine konische Bohrung aufweisende Stange 17 gebildet ist. Das Glied 18, das eine die Lagerfläche bildende zylindrische Bohrung aufweist, ist außen kugelförmig gestaltet, so daß es in einen kugelförmigen Sitz eingefügt werden kann. Dieser Sitz ist teilweise durch das Gehäuse ι Und teilweise durch eine am Gehäuse 1 befestigte Kappe ig gebildet. Infolgedessen kann das Stütz- oder Stabilisierungsglied 17 frei um seine Längsachse und in jeder beliebigen Richtung schwingen, außerdem kann es auch in der Längsrichtung etwas gleiten. Die Gabel des Stütz- oder Stabilisierungsgliedes 17 trägt Ansätze 20, die in Lager 21 der auf diese Weise mittels Zapfen abgestützten Taumelscheibe 7 eingefügt sind. Die Achse der zapfenartigen Ansätze 20 verläuft im rechten Winkel zum schrägen Teil 4 der Kurbelwelle 2 und geht durch den Mittelpunkt der Kröpfung der Kurbelwelle, also durch einen Punkt hindurch, in dem sich die Achsen der Kurbelwelle 2 und des schrägen Teils 4 dieser Welle schneiden.

Obgleich das nicht gabelförmige Ende des Stütz- oder Stabilisierungsgliedes theoretisch in einem völlig zylindrischen Lager ruhen kann, das die Schwingbewegung dieses Gliedes um seine Längsachse ermöglicht, ist es doch in der Praxis in Hinblick auf unvermeidbare Ungenauigkeiten bei der Herstellung zweckmäßig, solche zylindrischen Lager im Gehäuse 0. dgl. in den oben beschriebenen Kugelschalen zu lagern, damit unnötige Beanspruchungen innerhalb der Maschine vermieden sind.

Jede Schubstange ίο ist mit dem Ende des zugehörigen Armes der sternförmigen Taumelscheibe 7 mittels eines Zapfens 22 verbunden, der in einer Bohrung 23 des Armes ruht und in eine runde Nut eines Zapfens 24 eingreift, an dem das Ende der Schubstange 20 angelenkt ist. Die beiden Zapfen sind mittels eines Verbindungsstückes 25 zusammengehalten. Infolge Anordnung der Nut sind die Zapfen 24 in ihrer Stellung durch die Zapfen 22 gesichert. Diese Verbindung ermöglicht daher eine Relativbewegung zwischen der Schubstange und dem Arm in zwei verschiedenen Ebenen. Mittels der Zapfen 22 und 24 ist jede Schubstange 10 in ähnlicher Weise an ihren Kolben 9 angeschlossen.

Um eine wirksame Schmierung der Maschine zu ermöglichen, ist die Kurbelwelle 2 hohl ausgebildet. Zum gleichen Zweck ist der Hohlraum der Kurbelwelle mittels Leitungen und Durchlässe mit den Gelenkverbindungen der Schubstange 10 verbunden. Das Öl wird der hohlen Kurbelwelle natürlich unter Druck zugeführt.

Beim Betrieb der Maschine wird die durch die in jedem Zylinder stattfindende Explosion erzeugte Kraft als reine Druckkraft längs der Schubstange auf das Ende des Armes der sternförmigen Taumelscheibe 7 übertragen. Infolgedessen taumelt diese Scheibe um die Zapfen 20 und nimmt unbehindert von dem Stabilisierungskörper die in Fig. 1 veranschaulichte Lage ein. Diese Schwing- oder Taumelbewegung der Scheibe 7 versetzt die Kurbelwelle in Umlauf. Hierauf folgt eine weitere Schwingung der Taumelscheibe 7 um die Achse des in dem Lager 18 schwingenden Stützgliedes 17. Dieser Stützoder Stabilisierungskörper 17 verhindert jedoch die Taumelscheibe 7 daran, zusammen mit der Kurbelwelle umzulaufen. Infolgedessen besteht nicht die Gefahr, daß sich die ganze Einrichtung festklemmt. Ein besonderer Vorteil der Maschine nach der Erfindung besteht darin, daß das Ende des Armes der sternförmigen Taumelscheibe 7 in der Mitte des Hubes das größte Bestreben zeigt, aus seiner Bahn herauszugehen und infolgedessen die Taumelscheibe in Drehung zu versetzen, da dann der auf das Ende des Armes wirkende Druck nicht parallel zu dem schrägen Teil der Kurbelwelle gerichtet ist. Bei Beginn des Hubes ist der Druck genau parallel zu dem schrägen Teil der Kurbelwelle gerichtet, so daß bei Beginn des Hubes, bei-

spielsweise infolge Vorzündung, keine plötzlichen Beanspruchungen von dem Stütz- oder Stabilisierungsglied aufzunehmen sind.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die veranschaulichte und beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die Erfindung ist z. B. auch bei Pumpen oder Kompressoren und auch bei anderen Kraftmaschinen als Brennkraftmaschinen und auch dann anwendbar, wenn es ίο sich um Pumpen oder Kompressoren handelt, deren Welle ortsfest gelagert ist und deren Zylinder um diese Welle umlaufen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Axial-Kolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, bei welcher die Kolben mit einer Taumelscheibe verbunden sind, die auf einem schrägen Kurbelzapfen gelagert und mit einem die Taumelscheibe an der Drehung mit der Kurbelwelle verhindernden Stützglied verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied als Stange (17) ausgebildet ist, die an einem Ende im Innern der Taumelscheibe (7) gelagert und mit ihrem anderen, äußeren Ende im Gehäuse (1) der Maschine verankert ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (7) mit einem mittleren Hohlraum den schrägen Kurbelzapfen (4) umschließt und das Stütz

glied (17) innerhalb des Hohlraumes verankert ist.

3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (7) mit ausgehöhlten Armen ausgerüstet ist und in der Mitte einen Hohlraum aufweist und daß jeder dieser kegelförmigen Arme mit seiner Grundfläche mit beiden Enden des schrägen Kurbelzapfens (4) verbunden ist, während die Spitzen der Arme mittels auf zentral und rechtwinklig zum schrägen Kurbelzapfen liegenden Zapfens (22) an Verbindungsstangen (10) angeschlossen sind.

4. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (17) an seinem inneren Ende gabelförmig ausgebildet und mit dieser Gabel an der Taumelscheibe (7) innerhalb des Hohlraums derselben befestigt ist.

5. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei welcher die Kolbenstangen mit der Taumelscheibe durch Kugelgelenke verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kugelgelenke aus einem Paar Gelenkzapfen (22,24) bestehen, deren sich nicht schneidende Achsen rechtwinklig zueinander verlaufen, wobei einer dieser Zapfen (24) eine Aussparung aufweist, die sich der zylindrischen Oberfläche des anderen Zapfens (22) derart anpaßt, daß der eine Zapfen das unmittelbare Lager für den anderen Zapfen bildet.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen