DE961172C - Kurbeltriebwerk fuer energieerzeugende und energieuebertragende Kolbenmaschinen - Google Patents

Description

• Kurbeltriebwerk für energieerzeugende und energieübertragende Kolbenmaschinen Der Gegenstand der Erfindung ist ein Kurbeltriebwerk für Kolbenmaschinen,, das. gegenüber dem Bekannten: wesentliche Vorteile aufweist.
• Die allgemein übliche Anordnung bei Kurbeltriebwerken ist so, daß auch bei sternförmiger Anordnung der Zylinder deren Kolben auf eine Welle wirken:. Es sind auch Kurbeltriebwerke bekannt,, deren Kolben nach außen auf ortsfest gelagerte Kurbelwellen wirken, die ein Zahnrad tragen, und mittels dessen entweder den ganzen Rb-tor oder nur die angetriebene Welle in. Drehbewegung versetzen. Es ist auch bekannt, dabei das Betriebsmittel durch Kanäle in der Welle in die Zylinder zu leiten und mittels. der Drehbewegung Zu- und Abfluß zu regeln.
• Radial nach außen. wirkender Kurbeltriebwerke sind besonders für Schiffsantrieb geeignet, weil jeder Kolben pro Umdrehung der Hauptwelle mehrere Hübe ausführen. kann, so daß wesentlich kleinere Zylinder notwendig sind. Jedoch erfordert der Antrieb von Schiffen größte Einfachheit und unbedingte Zuverlässigkeit. Diesen Grundbedingungen entsprechen solche Kurbeltriebwerke keineswegs. Die Anordnung vieler kleinerer Zylinder ist nur dann vorteilhafter, wenn die Mechanik einfacher und dadurch die Fehlerquellen weniger werden. Ortsfest gelagerte Kurbelwellen erfordern Pleuelstangen, die mit ihren Lagern die Zahl der Fehlerquellen erhöhen und außerdem einen erheblichen Seitendruck auf die Kolben, erzeugen.
• Auch: bei energieübertragenden Kcnlbenmaschinen. wirken sich die erwähnten Nachteile aus. Beispielsweise machen die auftretenden, Seitendrücke auf die Kolben die Verwendung von. elastischen Dichtungen unmöglich. Auch die Raumfrage ist bei derartigen Maschinen, meist so einschneidend, daß sie die Verwendung von Pleuelstangen, verbietet.
• Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung beseitigt alle diese Nachteile und bietet wesentliche Vorteile. Insbesondere schafft er die Möglichkeit. Motorschiffsantriebe nach dem Baukastenprinzip für größte Schiffseinheiten. herzustellen, wie er auch energieübertragende Kolbenmaschinen. ermöglicht, die so wenig Raum beanspruchen, da,ß sie beispielsweise in dem Felgenraum von Kraftfahrzeugen untergebracht werden können..
• Die Erfindung besteht darin, daß bei sternförmig angeordneten und radial nach außen wirkenden Zylindern:, deren Kolben auf je eine Kurbelwelle wirken,, jede Kurbelwelle schwingend angeordnet ist und ihre Lagerzapfen in Ringlagern drehbar gelagert sind, welche ihrerseits in Führungsausschnitten des zylindertragenden Körpers hin- und herrollen, während die Kurbelzapfenlager kreuzkopfartig zwischen Führungsflächen des zylindertragenden Körpers so geführt sind, daß bei den Umdrehungen der schwingenden Kurbelwellen keine Seitendrücke auf die Kolben erfolgen, können.
• Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil der schwingend angeordneten Kurbelwellen ist, da.ß der Füllungsgrad der Zylinder bei Zweitaktmotoren dem des Viertaktmotors entspricht. Gegenüber dem bekannten symmetrischen Diagramm der Kolbengeschwindigkeit entsteht durch die Schwingbewegung der Kurbelwellen eine Geschwindigkeitsverlagerung. Dadurch verweilt der Kolben in, der AuspuffsteLlung länger, so da.ß eine vollständige Ausspülung der Restgase möglich wird. Der Zweitakt motor ist für Schiffsantrieb bewährt. Ein. solcher, nach dem Vorschlag der vorliegenden: Erfindung gebaut, stellt praktisch eine vielzylindrige Dampfmaschine in bezug auf die Mangelanfälligkeit, aber in bezug auf den Wirkungsgrad einen Viertaktmotor dar. Die Möglichkeit, nach. dem Erfindungsvorschlage solche Motoren reihenweise auf eine durchgehende Schiffswelle wirken. zu lassen, ermöglicht, größte Schiffseinheiten. mit Dieselmotorenantrieb auszurüsten, der nicht mangelanfälliger ist als eine Dampfmaschine.
• Bei energieübertragenden, Kolbenmaschinen nach dem Vorschlage der Erfindung wird in Weiterbildung derselben. der Zu,- und Abfluß des Triebmittels in so, viele Teile zerlegt, wie Hübe des Arbeitskolbens vorgesehen sind. Da bei derartigen Maschinen die Welle gegenüber dem Rotor die Funktion eines Steuerschiebers ausübt, werden die Zu- und die Abflußöffnungen paarweise so nebeneinander in, der Welle angeordnet, daß sich der Kolbenhub damit deckt und, ihre paarweise Anzahl mit der Kolbenhubzahl übereinstimmt.
• In der Zeichnung zeigt Fig. i einen Ausschnitt aus dem Erfindungsgegenstand als Zweitaktmotor mit einem Zylinder im Schnitt; Fig.II einen Ausschnitt aus dem Erfindungsgegenstand als energieübertragende Kolbenmaschine mit einem Zylinder in Ansicht bei geschnittener Welle, Fig. III den Schnitt A-B nach Fig. I.
• In das feststehende Gehäuse r ist die Welle 2 fest und nicht drehbar eingesetzt. Auf ihr sind -ebenfalls nicht drehbar - die Sonnenräder 8 fest angebracht, an deren Stelle bei entsprechender konstruktiver Ausführung Zahnkränze fest und nicht drehbar am feststehenden Gehäuse vorgesehen werden können.. Zwischen den. beiden Sonnenrädern 8 ist der zylindertragende Körper 3 auf der Welle 2 drehbar gelagert, in. dem die Zylinder sternförmig angeordnet sind. Der Rotor 3 hat für jeden Zylinder an. seinem Umfange Ausschnitte, deren. Seitenflächen 3" die Führungsflächen für das Kurbelzapfenlager 5 jedes Kolbens darstellen. Weiter ist der Rotor mit Führungsausschnitten 3b versehen., in denen. die Ringlager 6 hin- und herrollen können. In diesen Ringlagern 6 sind die Kurbelwellen drehbar gelagert. Bei dieser Anordnung kann der Kolben. infolge der Führung an den Flächen 3" -nur genau axiale Auf- und Abwärtsbewegungen ausführen, wobei er die Kurbelwelle dreht, und dabei führen die Lagerzapfen der Kurbelwellen d. in und mit den Ringlagern 6. in den Führungsausschnitten 3b Hin.- und Herbewegungen aus.
• Die Kurbelwellen, q. tragen. an beiden Enden die fest angebrachten. Planetenräder 7, die in die Sonnenräder 8 eingreifen, und auf diesen abrollen, wodurch sie den. ganzen Rotor 3 in Drehbewegung versetzen. Mit dem Rotorkörper 3 fest verbunden ist der Brücken-,*ng i i, der gewissermaßen ein Teil des. Ro,to@rs 3 ist und in Ausschnitten die Schwenkbewegungen der Kurbelwellen q. mit den. Planetenrädern 7 gestattet. Dieser Brückenring i i ist eine Kupplungsscheibe, die beispielsweise mit einer Anzahl Löcher auf einem Teilkreisdurchmesser versehen, ist, in welche die Mitnehmerzapfen r2 der auf der angetriebenen - und beispielsweise durch die Welle :2 hindurchgeführten - Welle 14 längs verschiehbar angeordneten. Kupplung 13 eingreifen.
• Zwecks weiterer Untersetzung wird an. einem oder an. beiden. Enden der Kurbelwellen q. ein. heiteres. Planetenrad 9 fest angebracht, das in ein am Gehäuse i drehbar gelagertes Sonnenrad io eingreift.
• Die Räder 9 und io stellen einen weiteren Planetenradtrieb dar. Die auf der Welle i¢ längs verschiebbare Kupplung 13 kann. den Kraftfluß einerseits vom Rotor 3 auf die Welle 1q. direkt und andererseits über den Planetenradtrieb 9 und io auf diese leiten. Sie kann auch den Kraftfluß unterbrechen und so, Freilauf geben. Geschieht der Kraftfluß über den Planetenradtrieb 9/io, dann entsteht Untersetzung der Wellenumdrehungen dadurch, daß das. Planetenrad 7 den Rotor 3 in- einer Drehrichtung, das Planetenrad 9 aber das lose Sonnenrad io in entgegengesetzter Drehrichtung dreht. Das Verhältnis dieser Untersetzung wird vom Unterschied der Zähnezahl der Planetenräder 7 und 9 bestimmt. Ist das Planetenrad 9 beispielsweise größer als das Planetenrad. 7, dann. erfolgt bei gleicher Drehrichtung des Rotors 3 Umkehrung der Drehrichtung der Welle 14 bei entsprechender Rastung der Kupplung 13.
• Bei energieübertragenden Kolbenmaschinen ist meistens die Durchführung der angetriebenen Welle 14 durch die Rotonvelle 2 unnötig. In dem Falle wird die Welle :2 nicht hohl ausgeführt. Die Zuund. Abflußleitungen 15 und 16 sind in der Welle 2 paarweise so nebeneinander angeordnet, daß sie mit den Kolbenhüben übereinstimmen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kurbeltriebwerk für energieerzeugendeund energieübertragende Kolbenmaschinen mit sternförmig angordneten und radial nach außen wirkenden Zylindern, deren. Kolben auf je eine Kurbelwelle wirken, dadurch. gekennzeichnet, daß jede Kurbelwelle (4) schwingend angeordnet ist und ihre Lagerzapfen in Ringlagern (6) drehbar gelagert sind, welche ihrerseits in Führungsausschnitten des zylindertragenden Körpers (3) hin- und herrollen., während die Kurbelzapfenlager (5)- k--euzkopfartig zwischen Führungsflächen (3Q) des zylindertragenden Körpers (3) so geführt sind, daß bei den Umdrehungen der schwingenden Kttrbel-,vellen keine Seitendrücke auf die Kolben erfolgen können.
2. 2. Kurbeltriebwerk für energieerzeugende und, energieübertragende Kolbenmaschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der schwingenden Kurbelwellen in an sich bekannter Weise Planetenräder fest angeordnet sind, die in: feststehende Sonnenräder eingreifen, und daß mindestens an einem Ende der Kurbelwellen neben dem Planetenrad ein weiteres Planetenrad (9) befestigt ist; das in ein, weiteres, frei drehbar gelagertes Sonnenrad (io) eingreift, und daß eine Schaltkupplung (13) den Kraftfluß entweder direkt vom Rotor (3) oder über den Planetentrieb (9, io) auf die angetriebene Welle (14) leitet oder ihn unterbricht.
3. 3. Kurbeltriebwerk für energieerzeugende und energieübertragende Kolbenmaschinen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Welle (14) durch die hohl ausgebildete nicht drehbare Welle (2) hindurchgeführt ist.
4. 4. Kurbeltriebwerk für energieerzeugende und energieübertragende Kolbenmaschinen. nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinder auf gleicher Ebene nebeneinander so angeordnet sind., daß ihre Kolben auf den gleichen Kurbelzapfen wirken.
5. 5. Kurbeltriebwerk für energieerzeugende und energieübertragende Kolbenmaschinen nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Zahnrädern Reibräder verwendet werden, wobei die Sonnenräder zweckmäßig durch. Reibkränze ersetzt sind, an deren Innenflächen die Planetenreibräder abrollen:.
6. 6. Kurbeltriebwerk für energieübertragende Kolbenmaschinen, nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- und der Abfluß des Energieträgers in so viel Teile zerlegt ist, wie Kolbenhübe pro Umdrehung des. Rotors vorgesehen sind, und. daß diese paarweise so nebeneinanderliegen, daß sie mit den Kolbenhüben übereinstimmen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 538 i99, 66 o88; französische Patentschrift Nr. 500 365; USA.-Patentschrift Nr. 2 603 i94.