DE827441C - Taumelscheiben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Taumelscheiben-Brennkraftmaschine

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DE827441C
DE827441C DEP32414A DEP0032414A DE827441C DE 827441 C DE827441 C DE 827441C DE P32414 A DEP32414 A DE P32414A DE P0032414 A DEP0032414 A DE P0032414A DE 827441 C DE827441 C DE 827441C
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DE
Germany
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swash plate
forces
plate drive
ball
drive according
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Expired
Application number
DEP32414A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans Molly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANS MOLLY DIPL ING
Original Assignee
HANS MOLLY DIPL ING
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Publication date
Application filed by HANS MOLLY DIPL ING filed Critical HANS MOLLY DIPL ING
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/26Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/02Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis with wobble-plate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Taumelscheiben-Brennkraftmaschine Für mehrzylindrische Maschinen gibt es drei grundsätzliche Möglichkeiten der Zylinderanordnung: die Reihenanordnung, die Sternanordnung und die Trommelanordnung. Stern- und Trommelanordnung bieten hinsichtlich des Arbeitsverfahrens gewisseVorzüge,da sie cyclischeVorgängezwischen den einzelnen Zylindern ermöglichen, die bei einer Reihenanordnung nicht verwi-rklichbar sind. Für Viertaktmaschinen ist dieser Vorteil gut ausnutz-1>ar bezüglich der Betätigung der Ventile, für die Zweitaktmaschine bieten sich die Vorteile einer Steuerung der Spülvorgänge und der Aufladung durch den jeweils benachbarten Zylinder. Besonders gut eignet sich in dieser Hinsicht der Motor mit axialer Anordnung der Zylinder auf einer Trommel, da bei dieser Bauweise die Steuerkanäle, z. B. für das Zweitaktverfahren, kürzeste Abmessungen bekommen und beim Viertaktverfahren die Unterbringung eines zentralen Schiebersystems zur Steuerung des Arbeitsverfahrens außerordentlich glücklich zu lösen ist. Trotz dieser Vorteile setzt sich der Axialkolbenmotor, der auch erhebliche Gewichtseinsparungen gegenüber anderen Bauweisen verspricht, nicht durch. Die Gründe hierfür sind darf zu suchen, daß der Kurbeltrieb für die axiale Bauweise unerfreuliche Bauelemente aufweist, die dem Fertigungsmann und auch dem Betrieb des Motors Schwierigkeiten bereiten.
  • Die Taumelscheibe muß nämlich auf einer schiefwinklig gelagerten Achse laufen, die wegen der auf diese wirkenden Kippkräfte einen langen, doppelt gelagerten Hubzapfen erforderlich macht (s. Abb. t). Zur Aufbringung der Taumelscheibe muß die Kurbelwelle zweihälftig ausgeführt werden, wodurch dem Fertigungsmann, der auf genaue Fluchtungen der Achsen zu achten hat, erhebliche Schwierigkeiten entstehen, die durch die in zwei verschiedenen Gehäusehälften gelagerte Welle nicht vermindert werden. Der Verbrennungsdruck erzeugt hohe Axialkräfte, die von der Taumelscheibe zunächst auf die rotierende Welle und von dieser wieder auf den ortsfesten Teil übertragen werden. Diese Ab- stützung der Gaskräfte ist ein weiterer Nachteil dieser Bauweise. Erfindungsgemäß wird nun der Kurbeltrieb so ausgebildet, daß der Hubzapfen zum Fortfall kommt und an seine Stelle die Taumelscheibe selbst tritt, die in einer klemmungsfreien Lagerung sich einerseits kugelig an dem Gehäuse abstützt und andererseits in einem winkelunempfindlichen Lager in der Kurbelwange zur Drehinoinentabgabe gehaltert ist. Die axialen, vom Gasdruck herrührenden Kräfte werden nun über die kugelige Lagerung der Taumelscheibe unmittelbar auf das ortsfeste Gehäuse geleitet und außerdem in einer besonders durchdachten Methode, bei der die Stützung des Drehmomentes mit herangezogen worden ist, so zerlegt, daß die Lagerungen reine Axial- bzw. reine Tangentialkräfte zu übertragen haben, was für die Beherrschung der in den Lagern auftretenden Beanspruchungen von ausschlaggebender Bedeutung ist. Durch diese Methode sind die bisher in den Taumelscheibentrieben auftretenden Schwierigkeiten gebannt.
  • Die Bauweise macht es nicht möglich, die Kurbelwelle durch diaMaschinevollständigdurchzufiihren. Es besteht jedoch bisweilen der Wunsch, an dem freien Ende der Kurbelwelle, das infolge der Aufteilung nicht mehr erreichbar ist, Hilfsaggregate, wie z. B. Lichtmaschine, Ölpumpe, Zündverteiler usw., anzubringen. Die Erfindung zeigt nun für diese kräftemäßig untergeordneten Forderungen eine Lösung des Antriebsproblems am freien Wellenende.
  • A11. i zeigt einen üblichen Kurbeltriel> für eine Taumelscheibenmaschine. Die Kurbelwelle i wird von der Taumelscheibe 2 durch die Gasdruckkräfte P betätigt. Die axialen Kräfte «erden über Kugellager 3 und 4 vom Rahmen aufgenommen, wo sie die Gegenkräfte PG erzeugen. Die Taumelscheibe erfährt bei Abgabe des Drehmomentes an die Kurbelwelle ein Gegendrehmoment, was über ein Kardangelenk S und einen Hebel 6 an den Rahmen abgegeben wird. Die nicht unerhebliche Ungleichförmigkeit des Kardangelenkes wird von den Konstrukteuren in Kauf genommen.
  • A11. 2 zeigt mit Teil 7 die Kurbelwelle, die eine ballige Lagerung 8 für ein Pendellager 9 besitzt, in dem sich dieTaumelscheibe ioabstützt. DieTaumelscheil>e besitzt an ihrem anderen Ende der Achse einen Kugelzapfen i i, der in einer Hohlkugel des Teiles 12 eingepaBt ist. Die Taumelscheibe io und der ortsfeste Teil 12 sind durch die Verzahungen 13 und 14 miteinander verbunden, so daß bei dem L'inlaufen der Kurbelwelle 7 die Taumelscheibe sich gegenüber dem ortsfesten Teil 12 nicht verdrehen kann. Die vorn Gasdruck herrührenden Kräfte P werden, wie durch den gestrichelten Energiefluß ersichtlich, nunmehr v011 der Taumelscheibe unmittelbar auf den ortsfesten Teil übergeleitet. Da das Lager als offene, in einer Richtung belastete Schale ausgebildet ist, wird mit einer Zabnradpumpe i5 aus dem Ölsumpf des \lotors 16 01 in einen Ringraum 17 gepreßt, dessen Druck so Boch anwächst, bis der Kugelkopf r r entgegen der Gasdruckkraft zum Aufschwimmen kommt. Durch diese Methode kann eine hydraulische Entlastung des Lagers erzielt werden, die zur Mutwicklung reiner Flüssigkeitsreibung führt. Kitiernatisch gesehen ist eine Verklemmung des Triebwerkes infolge baulicher 'Ungenauigkeiten nicht möglich. Es können jedoch in der offenen Kugelschale z,##@-ischen i i und 12 seitlich wirkende Kräfte auftreten, die die eben geschilderten Vorzüge der hydraulischen Entlastung zunichte machen. Erfindungsgemäß wird dieses vermieden, indem die Verzahnung so ausgebildet wird, daß sie denselben Wirkungsradius wie der Hubzapfen hat. In der Abbildung ist diese durch die Linie A-A kenntlich gemacht.
  • Abb.3 zeigt ini Schräghild den jetzt erzielten Effekt. Die resultierende Gasdruckkraft aller Arbeitszylinder ist wieder mit P gezeichnet. Sie wird in voller Größe durch die Gegenkraft PG aufgenommen. Zwischen dieselt beiden Axialkräften wirkt ein Hebelarena, was ein Moment zur Folge hat. Dieses Moment gibt die Taumelscheibe zwischen ihren beiden anderen Fixpunkten wieder ab, und zwar im Hubzapfen und etwa -Mitte Verzahnungseingriff. Liegen diese beiden Punkte auf einer Parallelen zu P und PG, so entstehen ohne Restkräfte die Tangentialkraft FT und die Tangentialgegenkraft 7'7'G in der Verzahnung. Die beiden Kräfte haben den Wirkungsabstand b. Die Kugelschale ist also frei von seitlichen Kräften. Durch die ballige Lagerung der Taumelscheibe einerseits zentral mit der Kugel i i und andererseits exzentrisch mit dem beispielsweise als Pendelkugellager ausgeführten Lager ist, wie oben erläutert, der Wellenzug mit der schiefen Taumelachse in drei Teile zerlegt, der festeli Achse 12 mit der an ihr befestigten Kegelverzahnung 1.4 und dem von ihr bestimmten Mittelpunkt für die Kugel i i der Taumelachse, die zwischen den beiden Kugeln i i und 8 gehalten ist und sich wegen der Kegelverzahnung nicht dreht, sondern nur taumelt, und der Kurbelwelle 7, die die Hohlkugel 8 als Kurbelauge trägt. Ein -Mindestmaß au Lagern ist durch diesen Aufbau entstanden und eine völlige Unempfindlichkeit gegen jegliche fabrikatorische oder einbautechnische Fehler in der Fluchtung der Teile.
  • Abb.4 zeigt, wie in dem beschriebenen System ein Hilfsantrieb, beispielsweise zur Erzeugung des Öldruckes, untergebracht werden kann.
  • In dem ortsfesten Teil 12 ist unter einem Deckel u8, eine Zahnradpumpe i 9 untergebracht, die aus dem Ölsumpf 16 Öl ansaugt. Die `Felle 2o der Zahnradpumpe ist bis in die Hohlkugel durchgeführt, wo sie in einer geschlitzten Kurbel 21 endet, die von einem zentral in der Taumelscheibe io angebrachten Zapfen 22 mitgenommen wird. Der Mitnahmemechanismus kann sich innerhalb des Druckölraumes befinden.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Taumelscheibentrieb für Hubkolbenrnaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe in zwei Stellen, und zwar achsmittig kugelig in einer Pfanne am Gehäuse und exzentrisch in der Kurbelwange in einem ausreichend winkelunempfindlichen Lager, z. B. Pendellager, gelagert ist.
  2. 2. Taumelscheibentrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Zentralkugel eine Kurbel zum Antrieb untergeordneter Kräfte angerdnet ist.
  3. 3. Taumelscheibentrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß unter Mitwirkung einer Drehmomentstütze, z. B. Kegelrad 13, 14, die von den Kolben her wirkenden Kräfte so zerlegt werden, daß die rotierende Welle reine Drehkräfte erhält, während die Axialkräfte unmittelbar über das achsmittig liegende Zentrierelement (z. B. Kugel i i) aufgenommen werden. :
  4. 4. Taumelscheibentrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel so dimensioniert ist, daß ihr Radius größenmäßig innerhalb des Verzahnungseingriffs-Radius des das Gegendrehmoment ableitenden Kegelradpaares liegt.
  5. 5. Taumelscheibentrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel durch hydraulische Kräfte zum Aufschwimmen gebracht wird.
DEP32414A 1949-01-25 1949-01-25 Taumelscheiben-Brennkraftmaschine Expired DE827441C (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3104511A (en) * 1962-04-16 1963-09-24 Int Harvester Co Mower having reciprocating counterbalanced elements
US3785213A (en) * 1972-03-24 1974-01-15 J Berggren Mechanical movement
US3935750A (en) * 1973-10-23 1976-02-03 Maroth Arthur M Counterbalanced mechanical speed-change mechanism
FR2307983A1 (fr) * 1975-04-17 1976-11-12 Leray Jules Perfectionnements aux pompes a huile pour transmissions hydrauliques
US4043209A (en) * 1976-06-23 1977-08-23 Bea Karl J Hydrostatic bearing lubrication system
US4166398A (en) * 1973-12-05 1979-09-04 Girodin Marius G H Multi-cylinder machines

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