DE1194636B

DE1194636B - Kreiskolbenmaschine

Info

Publication number: DE1194636B
Application number: DEB66513A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Hejj; Dr-Ing Eberhard Fezer; Dipl-Ing Fritz Frese
Original assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1962-03-24
Filing date: 1962-03-24
Publication date: 1965-06-10
Also published as: US3213714A; GB992180A

Description

Kreiskolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, bestehend aus einem feststehenden Mantel und Seitenteilen, welches senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehreckiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl durch ein beidseitig des Kolbens angeordnetes Getriebe in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht.
Bei den bekannten Kreiskolbenmaschinen dieser Art sind die einzelnen Getriebeteile normalerweise so angeordnet, daß die Antriebskräfte für das Drehzahlverhältnis zwischen Kolben und Exzenter einseitig wirken in bezug auf die Mittelebene durch den Kolben bzw. Exzenter, zu der deren Drehachse senkrecht verläuft. Dadurch besteht die Gefahr, daß sich Läufer und Exzenter gegeneinander verkanten. Es ist zwar für eine Kreiskolbenmaschine mit einstufigem Getriebe schon vorgeschlagen worden, in dem Kolben in seiner Mittelebene einen Zahnkranz zu befestigen, der auf einem ebenfalls in der Mittelebene angeordneten gehäusefesten, aber außerhalb der Mittelebene im Exzenter gelagerten Ritzel abrollt. Der geschilderte Nachteil der bekannten Kreiskolbenmaschine wird durch diese Anordnung aber keineswegs mit Sicherheit vermieden. Es ist auch schon eine Kreiskolbenmaschine mit einem beidseitig des Kolbens angeordneten Getriebe bekannt. Bei dieser Maschine ist jedoch keine Möglichkeit gegeben, das Drehzahlverhältnis zwischen Kolben und Exzenter auf einzelne Getriebestufen aufzuteilen, was z. B. dann erwünscht ist, wenn der Durchmesser der Exzenterwelle im Vergleich zu den Kolbenabmessungen etwa aus Funktionsgründen beim Dieselbetrieb möglichst groß werden soll. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschine zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile gleichzeitig vermieden sind. Hierbei wird unter anderem von dem Gedanken ausgegangen, daß die Kraftwirkung sowohl am Kolben als auch am Exzenter symmetrisch erfolgen soll.
Nach der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, das Getriebe in an sich bekannter Weise als Übersetzungsgetriebe auszubilden und mindestens eine im Kolben gelagerte, parallel zur Exzenterwelle verlaufende Nebenwelle vorzusehen, auf deren Enden je ein mit einer exzenterfesten Verzahnung kämmendes Zahnrad befestigt ist, und weiterhin eine Wirkungsverbindung zwischen der Nebenwelle und einem gehäusefesten Zahnrad über ein weiteres Teil des Getriebes vorzusehen.
Um eine möglichst gleichmäßig über den Umfang des Kolbens verteilte Kraftwirkung zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß bei Verwendung mehrerer Nebenwellen diese in gleichem Abstand von der Drehachse des Kolbens vorzugsweise symmetrisch zu dieser angeordnet sind. Der weitere Teil des Getriebes, mit dem die Nebenwelle in Wirkungsverbindung steht, ist zweckmäßig so ausgebildet, daß auf der bzw. den im Kolben gelagerten Nebenwellen je ein Getriebezahnrad befestigt ist, welches mit einem auf dem Exzenter drehbar gelagerten Zahnkranz mit von der Verzahnung am Exzenter verschiedenem Durchmesser im Eingriff steht.
Dann kann der Zahnkranz mit der Innenverzahnung eines auf der Welle des Exzenters drehbar gelagerten Planetenradträgers kämmen, dessen Planetenrad oder Planetenräder einerseits mit einer Gehäuseverzahnung und andererseits mit einer auf der Welle des Exzenters angeordneten Wellenverzahnung im Eingriff stehen.
Weiter wird eine Kreiskolbenmaschine vorgeschlagen, bei der das Zahnrad über eine ebenfalls im Kolben gelagertes Umkehrzahnrad die Innenverzahnung eines im Kolben konzentrisch zum Exzenter drehbar gelagerten Zahnkranzes antreibt, mit dem ein auf einer am Exzenter angeordneten Achse gelagertes und auf einer gehäusefesten Außenverzahnung abrollendes Zahnrad im Eingriff steht.
Schließlich erscheint es noch als besonders vorteilhaft, wenn auf den im Kolben gelagerten Nebenwellen zwischen den auf deren Enden befestigten Zahnrädern Antriebsglieder für zusätzliche im Kolben angeordnete Hilfseinrichtungen, beispielsweise eine Ölpumpe, angeordnet sind.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und zwar in F i g. 1 im Schnitt entlang der Drehachse des Kolbens eine Kreiskolbenmaschine mit einem auf der Exzenterwelle gelagerten Planetenradträger, in F i g. 2 die gleiche Maschine im Schnitt in der Mittelebene des Kolbens, gemäß der Schnittlinie II-II,in F i g. 3 wiederum im Schnitt entlang der Drehachse des Kolbens eine Kreiskolbenmaschine mit einem im Kolben gelagerten Zahnkranz und in F i g. 4 die gleiche Maschine im Schnitt in der Mittelebene des Kolbens gemäß der Schnittlinie IV-IV.
In dem zweibogigen Gehäuse 1 dreht sich der Kolben 2. Er wird dabei unter anderem geführt von dem Exzenter 3, dessen Achse 4 mit der Drehachse des Kolbens 2 zusammenfällt. Die Achse der Exzenterwelle 5 fällt mit der Mittelachse des Gehäuses 1 zusammen. Die Exzenterwelle 5 dreht sich dreimal so schnell wie der Kolben 2 und in der gleichen Richtung.
Dieses Drehzahlverhältnis wird durch ein Getriebe zwischen dem Kolben 2 und dem Exzenter 3 unter Verwendung einer gehäusefesten Abstützung 14 bzw. 21 übertragen. Die erste Stufe des Getriebes wird durch drei Nebenwellen 6 gebildet, die parallel zur umlaufenden Drehachse des Kolbens 2 und im gleichen Abstand von dieser im Kolben 2 gelagert wird. Auf jeder der Nebenwellen 6 ist an jedem Ende symmetrisch zur Mittelachse der Maschine ein Zahnramm 7 befestigt. Dieses Zahnrad 7 kämmt mit einer auf dem Exzenter 3 angeordneten Verzahnung B.
Von der Nebenwelle 6 her wird außerdem eine im Kolben 2 angeordnete Hilfseinrichtung 22 angetrieben.
Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Kreiskolbenmaschine ist mit dem Zahnrad 7 ein Getriebezahnrad 9 mit anderem Durchmesser starr verbunden. Wenn der Kolben 2 sich gegenüber dem Exzenter 3 verdreht, rollt das Zahnrad 7 auf der Verzahnung 8 ab, und das Getriebezahnrad 9 verdreht wegen seines anderen Durchmessers den auf dem Exzenter 3 drehbar gelagerten Zahnkranz 10. Der sich auf dem Exzenter 3 drehende und mit ihm um die Achse der Exzenterwelle 5 umlaufende Zahnkranz 10 steht dauernd mit der Innenverzahnung 11 eines auf der Exzenterwelle 5 gelagerten Planetenradträgers 12 im Eingriff. Die Planetenräder 13 rollen einerseits auf der Gehäuseverbindung 14 ab, und andererseits kämmen sie mit der Wellenverzahnung 15 auf der Exzenterwelle 5.
Bei der in F i g. 3 und 4 dargestellten Kreiskolbenmaschine ist im Läufer 2 zu jeder Nebenwelle 6 noch je eine Welle 16 gelagert. Auf jeder dieser Wellen 16 ist an jedem Ende ein Umkehrzahnrad 17 befestigt, welches mit dem benachbarten Zahnrad 7 kämmt. Das Umkehrzahnrad 17 kämmt mit einem im Kolben 2 um dessen Achse drehbar gelagerten Zahnkranz 18. Der Zahnkranz 18 steht mit einem Zahnrad 19 im Eingriff, das auf einer am Exzenter 3 angeordneten Achse 20 gelagert ist und auf einer gehäusefesten Außenverzahnung 21 abrollt. Dadurch wird eine Drehbewegung des Exzenters 3 in der gleichen Drehrichtung bewirkt wie beim Kolben 2.
Um das erforderliche Drehzahlverhältnis zwischen dem Kolben 2 und dem Exzenter 3 zu erreichen, sind bei den Ausführungsformen nach F i g. 1 bzw. 2 und F i g. 3 bzw. 4 die Abmessungen der Verzahnungen entsprechend aufeinander abzustimmen.

Claims

Patentansprüche: 1. Kreiskolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, bestehend aus einem feststehenden Mantel und Seitenteilen, welches senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehreckiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl durch ein beidseitig des Kolbens angeordnetes Getriebe in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Getriebe als Übersetzungsgetriebe ausgebildet ist und daß mindestens eine im Kolben (2) gelagerte, parallel zur Exzenterwelle (5) verlaufende Nebenwelle (6) vorgesehen ist, auf deren Enden je ein mit einer exzenterfesten Verzahnung (8) kämmendes Zahnrad (7) befestigt ist und daß die Nebenwelle (6) mit einem weiteren Teil des Getriebes in Wirkungsverbindung mit einem gehäusefesten Zahnrad (14; 21) steht.
2. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Nebenwellen (6) diese in gleichem Abstand von der Drehachse des Kolbens (2) vorzugsweise symmetrisch zu dieser angeordnet sind.
3. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der bzw. den im Kolben (2) gelagerten Nebenwellen (6) je ein Getriebezahnrad (9) befestigt ist, welches mit einem auf dem Exzenter (3) drehbar gelagerten Zahnkranz (10) mit von der Verzahnung (8) am Exzenter (3) verschiedenem Durchmesser im Eingriff steht.
4. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (10) mit der Innenverzahnung (11) eines auf der Exzenterwelle (5) drehbar gelagerten Planetenradträgers (12) kämmt, dessen Planetenrad oder Planetenräder (13) einerseits mit einer Gehäuseverzahnung (14) und andererseits mit einer auf der Exzenterwelle (5) angeordneten Wellenverzahnung (15) im Eingriff stehen.
5. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (7) mit einem ebenfalls im Kolben (2) gelagerten Umkehrzahnrad (17) und dieses mit der Innenverzahnung eines im Kolben (2) konzentrisch zum Exzenter (3) drehbar gelagerten Zahnkranzes (18) kämmt, mit dem ein auf einer am Exzenter (3) angeordneten Achse (20) gelagertes und auf einer gehäusefesten Außenverzahnung (21) abrollendes Zahnrad (19) im Eingriff steht.
6. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolben (2) gelagerten Nebenwellen (6) mit einem Antrieb für zusätzliche im Kolben angeordnete Hilfseinrichtungen (22), beispielsweise eine ölpumpe, versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1115 267; französische Patentschrift Nr. 535 758.