DE1143056B

DE1143056B - Brennkraftmaschine mit frei schwingenden Kolben und einem die Kolbenhuebe in die Drehung der Abtriebswelle umwandelnden Getriebe veraenderlicher UEbersetzung

Info

Publication number: DE1143056B
Application number: DEK43502A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-04-19
Filing date: 1961-04-19
Publication date: 1963-01-31

Description

Brennkraftmaschine mit frei schwingenden Kolben und einem die Kolbenhübe in die Drehung der Abtriebswelle umwandelnden Getriebe veränderlicher Übersetzung Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit frei schwingenden Kolben und mit einem die Kolbenhübe in die Drehung der Abtriebswelle umwandelnden Getriebe veränderlicher Übersetzung, das für jede der beiden Hubrichtungen eine schwingende Zwischenwelle aufweist, die vom Kolben angetrieben wird und eine Kulisse trägt, und das ferner eine schwingende Kurbelwelle, deren Kurbel in der Kulisse gleitet und von dieser angetrieben wird, und eine elektromagnetische Freilaufkupplung, die die schwingende Kurbelwelle mit der Antriebswelle kuppelt, enthält.
Die bekannte Maschine dieser Art hat nur einen einzigen Zylinder, nämlich einen einzigen. doppeltwirkenden Kolben. Die Erfindung soll mehrere Zylinder, und zwar deren vier, auf eine gemeinsame Welle arbeiten zu lassen gestatten.
Die Erfindung ordnet - dies ist die erste ihrer Maßnahmen - die vier Zylinder einander achsparallel um eine mittlere Achse an. Diese Bauart ist nicht neu. Bei den bekannten Maschinen solcher Bauart geschieht die Umwandlung der Kolbenhübe in die Wellendrehung durch Schwinghebel mit Kurbeltrieb; dort ergibt sich die Synchronisation der Kolben von selbst, nämlich schwingen die Kolben nicht frei.
Bei den eingangs genannten Maschinen mit frei schwingenden Kolben und Freilaufgetriebe ist, wenn mehrere Zylinder vorgesehen werden, ein besonderes Mittel zur Synchronisation der Kolben nötig. Dieses besteht nach der Erfindung darin, daß jeder Kolben mit dem Kolben jedes seiner beiden Nachbarzylinder durch einen zweiarmigen Hebel verbunden ist, dessen Arme mittels je eines Kreuzgelenks auf einer dem Hebel eigenen Zwischen-Schwingwelle gelagert und an ihrem freien Ende mit der Stange des Kolbens durch ein Kugelgelenk verbunden sind.
Die Steuerung der Maschine kann in an sich bekannter Weise durch einen Drehschieber geschehen, der in der mittleren Achse angeordnet ist und alle Zylinder steuert.
Diese Bauart kann dadurch ausgestaltet werden. d ;:ß der Drehschieber von einem Synchronwechselstrommotor angetrieben wird, dessen Strom ein Schwinggenerator liefert, der von einer der Zwischen-Schwingwellen angetrieben wird.
Die Zeichnungen zeigen als Beispiel eine Maschine für Kraftwagenantrieb, und zwar in Fig. 7 die Draufsicht in Richtung der Zylinderachsen, Fig. ? einen Längsschnitt in einer Ebene der mittleren Achse (Schnitt A-B), Fig 3 einen Längsschnitt durch zwei einander benachbarte Zylinder in der Ebene ihrer Achsen (Schnitt C-D), Fig. 4 einen Längsschnitt in der Mittelebene einer Kulisse (Schnitt E-F), Fig. 5 einen Querschnitt in der Ebene der Achsen der Zwischen-Schwingwellen, Fig. 6 einen Querschnitt in der Ebene der Kupplungen und der Abtriebswellen (es sind zwei Abtriebswellen; jede von ihnen trägt ein Rad einer Achse des Kraftwagens).
Es bedeuten I bis 4 die Zylinder, 5 den Eintrittsquerschnitt für Kühlluft, 6 den Filter für die Verbrennungsluft, 7 und 8 zwei der Kolben (die Kolben sind einfach wirkend) und 9 und 10 zwei der Kolbenstangen (diese sind nur schematisch angedeutet). Ferner bezeichnen 11 bis 18 die je zwei Arme der vier Hebel und 19 und 20 das Kreuzgelenk, mittels dessen ein solcher Arm auf der zugehörigen Zwischen-Schwingwelle gelagert ist; mit 21 bis 24 sind diese vier Zwischen-Schwingwellen bezeichnet. Zwei von ihnen, nämlich 21 und 23, tragen je eine der Kulissen; diese sind mit 25, ihre Steine mit 26 bezeichnet. An diesen Steinen sind an Bolzen 27 Pleuelstangen 28 und 29 gelagert, die die Verbindung mit den Freilaufkupplungen herstellen. Die Verstellung der Gleitsteine 26 erfolgt über eine Kurbel 30, deren verstellbares Ende über zwei Lenker 31 mit dem Bolzen 27 in Verbindung steht. Durch Verschwenken kann eine Verschiebung der Steine bis zur Stellung 0, also bis zur Stellung im Schwenkmittelpunkt der Welle 21 bzw. 23 erreicht werden. Die Pleuel 28 und 29 bewegen sich entgegengesetzt zueinander; d. h., in dem Augenblick, wo das Pleuel 28 sich aufwärts bewegt und die Kolbenkräfte auf die Freilaufkupplung überträgt, bewegt sich das Pleuel 29 leer abwärts. Das Pleuel 28 ist mit Bolzen 32 und das Pleuel 29 mit Bolzen 33 der Kurbeln 34 bzw. 35 der Freilaufkupplungen verbunden; diese Kurbein sind mit Glocken 36 bzw. 37 verschraubt, die wiederum Lamellen 38 bzw. 39 tragen; diese Lamellen 38 und 39 sind Bestandteile der elektromagnetischen Freilaufkupplungen 40 bzw. 41. Die Kupplungen übertragen über Wellenfortsätze 42 bzw. 43 ihr Drehmoment auf zum Antrieb der Räder des Kraftwagens dienende Wellen 44 bzw. 45.
In Fig. 2 ist noch die Ausbildung der Verbindung der Schwinghebel miteinander zu erkennen. Die Schwinghebel besitzen als Endstücke Hohlkugelsegmente, die einesteils von Hohlkugeln der Lenker 9 und 10 umschlossen sind und im Innern zur Führung Kugeln 46 und 47 aufweisen.
Mit 48 ist der Schwinggenerator bezeichnet; dieser kann auch als Anlasser dienen. Der von ihm erzeugte Wechselstrom treibt den Wechselstromsynchronmotor 49 an, der einen Flachschieber 50 zur Steuerung des Auslasses antreibt; der Flachschieber 50 ist Bestandteil des Drehschiebers 51. Dessen innerer zylindrischer Fortsatz steuert den Einlaß, und in seinen Zylinderinnenraum wird mittels einer Düse 52 Brennstoff eingespritzt. Der Drehschieber 51 ist direkt mit einem Kühllüfter 53 verbunden, der durch den Kanal s Luft ansaugt und diese über die Zylinderköpfe und Zylinder hinwegführt. Mit 54 und 55 sind die Auspuffleitungen bezeichnet.
Wenn die Maschine mit im Zweitakt arbeitenden Arbeitszylindern ausgerüstet wird, so kann der Drehschieber 51 direkt mit einem Kreiselpumpenrad zur Förderung der Verbrennungsluft verbunden werden, wobei dann die Auslaßsteuerung durch den Kolben und die Einlaßsteuerung wie im vorliegenden Viertakt-Beispiel durch den Drehschieber vorgenommen werden kann, um ein unsymmetrisches Arbeitsdiagramm erzeugen zu können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Brennkraftmaschine mit frei schwingenden Kolben und mit einem die Kolbenhübe in die Drehzin« der Abtriebswelle umwandelnden Getriebe veränderlicher Cbersetzung, das für jede der beiden Hubrichtungen eine schwingende Zwischenwelle, die vom Kolben angetrieben wird und eine Kulisse trägt, ferner eine schwingende Kurbelwelle, deren Kurbel in der Kulisse gleitet und von dieser angetrieben wird, und eine elektromagnetische Freilaufkupplung, welche die schwingende Kurbelwelle mit der Abtriebswelle kuppelt. enthält. dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise vier Zylinder (1 bis 4) achsparallel zueinander um eine mittlere Achse angeordnet sind und daß der Kolben (7) jedes Zvlinders mit dem Kolben (8) jedes seiner beiden Nachbarzylinder durch einen zweiarmigen Hebel verbunden ist, dessen Arme (11 bis 18) mittels je eines Kreuzgelenkes (19, 20) auf einer dem Hebel eigenen Zwischen-Schwingwelle (21 bis 24) gelagert und an ihrem freien Ende mit der Stange (9, 10) des Kolbens durch ein Kugelgelenk verbunden sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in der mittleren Achse ein Drehschieber (51), der alle Zylinder steuert, angeordnet ist.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß der Drehschieber von einem Synchronwechselstrommotor (49) angetrieben wird, dessen Strom ein Schwinggenerator (48) liefert. der von einer der Zwischen-Schwingwellen (21 bis 24) angetrieben wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 698 243, 803 499.