DE1230262B - Kreiskolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Kreiskolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, bestehend aus einem feststehenden Mantel und Seitenteilen, die zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehreckiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl durch ein Planetengetriebe in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht, wobei ein oder mehrere Planetenradsätze drehbar auf einer am Exzenter befestigten Achse angeordnet sind und mit einem gehäusefesten und einem kolbenfesten Zahnrad im Eingriff stehen.
• Es ist bekannt, das zur kinematischen Lenkung der Kolbendrehung erforderliche Getriebe als Planetengetriebe auszubilden. Lenkungsgetriebe haben zeitweilig hohe Kräfte zu übertragen; vorzugsweise bei größeren Kreiskolbenbrennkraftmaschinen infolge ungleichmäßiger Verteilung der Gaskräfte über die Kolbenflanke während der Ausbreitung der Flammenfront in dem langgestreckten Brennraum nach Einleitung der Zündung.
• Aus diesem Grund ist es in den meisten Fällen erforderlich, besondere Maßnahmen zur Verstärkung des Lenkungsgetriebes zu treffen. Wie bekannt, werden zu diesem Zweck beispielsweise beiderseits des Kolbens Lenkungsgetriebe angeordnet. Bei Planetengetrieben kann die Verstärkung, wie gleichfalls bekannt ist, durch die Anordnung mehrerer Planetenradsätze zwischen dem gehäusefesten und den kolbenfesten Zahnrad erfolgen.
• Bei derartigen Getrieben unterliegen die Planetenradsätze sehr unterschiedlichen Beanspruchungen, bedingt durch unvermeidbare Fertigungstoleranzen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Ausgleich zu schaffen, der die Wirkung hat, daß alle Planetenradsätze gleichmäßig belastet werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens einer der Planetenradsätze exzentrisch auf einer Achse angeordnet ist und diese Achse drehfedernd mit dem Exzenter verbunden ist. Infolge der drehfedernden exzentrischen Anordnung können die Planetenradsätze unter Last in geringem Maß in Umfangsrichtung ausweichen. Die Lastverteilung ist dabei weniger von der Fertigungstoleranz als von der Federungscharakteristik abhängig, so daß eine praktisch gleichmäßige Lastverteilung auf alle Planetenradsätze erfolgt.
• Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß die Anordnung der federnden Achse und ihres Exzenters ohne Vergrößerung der Maschinenabmessungen innerhalb des verfügbaren Raumes erfolgen kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll der Ausschlag der Mittelpunkte der Exzenter zur Lagerung der Planetenradsätze durch Anschläge auf den die Exzenter zur Lagerung der Planetenradsätze tragenden Achsen begrenzt werden, die gleichzeitig als Dämpfungsglieder ausgebildet sein können.
• Wenn mehrere Planetenradsätze auf jeder Seite des Kolbens angeordnet sind, so sollen gemäß der Erfindung jeweils zwei Planetenradsätze gegenüberliegend angeordnet sein und im Kolbenexzenter eine gemeinsame Durchführung zur Unterbringung der jeweiligen Drehstabfeder haben. Dabei hat zweckmäßig der Kolben zur Lagerung des Exzenters in den Durchführungen zur Unterbringung der Drehstabfedern in der Nähe seiner Längsmittelebene Keilwellenverzahnungen zum Angriff der Drehstabfedern.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.
• A b b. 1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine; A b b. 2 zeigt schematisch in einem gegenüber der A b b. 1 kleineren Maßstab einen Schnitt nach der Linie II-11 in A b b. 1. In A b b. 2 ist der Schnitt nach A b b. 1 durch die Linie 1-I angedeutet; A b b. 3 zeigt einen Teilschnitt nach der Linie 111-11I in A b b. 1.
• Die in den A b b. 1 bis 3 dargestellte Kreiskolbenbrennkraftmaschine ist eine solche, bei der der Kolben 1 entsprechend der inneren Hüllkurve einer Epitrochoide ausgebildet ist. Als Ausgangskurve ist eine zweibogige Epitrochoide gewählt. Diese bildet die Innenfläche 2 des Mantels 3. Zwischen der Innenfläche 2 des Mantels 3 und der Hüllkurvenfläche 4 des Kolbens 1 entstehen die Arbeitsräume der Maschine. In der A b b. 2 ist der Kolben 1 in der oberen Zündtotpunktstellung gezeichnet, in welcher er die durch die Ansaugöffnung 5 angesaugte Verbrennungsluft auf den langgestreckten Raum 6 verdichtet hat. Der Raum 6 wird gebildet durch zwei Teilräume, die untereinander durch eine Ausnehmung 7 im Kolben 1 verbunden sind. Der in der Maschine zur Verbrennung kommende Brennstoff wird durch eine Brennstoffeinspritzdüse 8 eingespritzt, die in den Teilbrennraum 6 hineinragt, der in Drehrichtung des Kolbens 1 vorn liegt. Die Drehrichtung des Kolbens 1 ist in A b b. 2 durch den Pfeil 9 angedeutet. Die Auspufföffnung der Maschine ist mit 10 bezeichnet.
• Der Kolben 1 ist auf einem Exzenter 11 gelagert, der wiederum mit seiner Exzenterwelle 12 in den Seitenteilen 13 der Kreiskolbenbrennkraftmaschine gelagert ist. Die Lager der Exzenterwelle 12 sind mit 14 bezeichnet.
• Die kinematische Lenkung des auf dem Exzenter 11 gelagerten Kolbens 1 gegenüber der Innenbegrenzungsfläche 2 des Mantels 3 erfolgt durch zwischen einer Verzahnung 15 des Kolbens 1 und einem im Gehäuse der Kreiskolbenbrennkraftmaschine feststehenden Zahnrad 16 angeordnete Planetenradsätze 17.
• Auf den Achsen 18 sind Exzenter 19 angeordnet, auf denen sich die Planetenradsätze 17 drehen. Von den Planetenradsätzen kämmt ein kleineres Ritzel 20 mit der Verzahnung 15 und ein größeres Ritzel 21 mit der Verzahnung 16. Die Exzenter 19 bzw. die Achsen 18 der Exzenter 19 sind über Drehstabfedern 22 mit dem Exzenter 11, auf welchem der Kolben 1 gelagert ist, in Verbindung gebracht. Zu diesem Zweck hat der Exzenter 11 eine auf seine Längsmittelebene 23 zu gerichtete Durchführung 24 und in der Nähe seiner Längsmittelebene in der Durchführung 24 eine Keilwellenverzahnung 25, in welche die Drehstabfeder 22 mit einem entsprechenden Kopf 26 eingreift. Die Achsen 18 sind mit Hilfe von Lagern 27 im Exzenter 11 gelagert.
• Aus der A b b. 1 ist ersichtlich, daß die Exzenter 19 in Bezug auf die Längsmittelachse der Achsen 18 radial nach außen gerichtet sind. Dabei können die Mittelpunkte der Exzenter 19 durch die Wirkung der Drehstabfedern 22 um eine Mittellage schwingen, die jeweils bezogen ist auf die Verbindungslinie zwischen dem Berührungspunkt der Teilkreise des Planetenradsatzes 17 mit den Gegenrädern 15 und 16, dem Mittelpunkt der Exzenter 19 und dem Mittelpunkt der Exzenterwelle 12.
• Der Ausschlag der Mittelpunkte der Exzenter 19 wird durch Anschläge auf den Achsen 18 begrenzt. Diese Anschläge sind in der A b b. 3 angedeutet. Sie werden gebildet durch einen in die Achse 18 eingesetzten Stift 28, der sich mit seinen seitlichen Anschlägen 29 gegen Anschläge 30 des Exzenters 11 anlegt, die durch eine Ausnehrnung 31 im Exzenter 11 gebildet werden. Die durch den Stift 28 gebildeten Anschläge 29 werden gedämpft durch eine in den Stift 28 eingebrachte Dämpfungsschicht 32 aus Gummi od. dgl. In der Regel sind auf beiden Seiten des Kolbens 1 Planetenradsätze 17 angeordnet. Wie die A b b. 2 zeigt, haben dabei jeweils zwei gegenüberliegend angeordnete Planetenradsätze im Exzenter 11 eine gemeinsame Durchführung 24 für die jeweiligen Drehstabfedern 22. Die Keilwellenverzahnungen 25 der in einer Durchführung 24 liegenden Drehstabfedern 22 liegen beide in der Nähe der Quermittelebene 23 des Exzenters 11.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Kreiskolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, bestehend aus einem feststehenden Mantel und Seitenteilen, die zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehreckiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl durch ein Planetengetriebe in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht, wobei ein oder mehrere Planetenradsätze drehbar auf einer am Exzenter befestigten Achse angeordnet sind und mit einem gehäusefesten und einem kolbenfesten Zahnrad im Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Planetenradsätze (17, 20, 21) exzentrisch auf einer Achse (18, 19) angeordnet ist und diese Achse (18) drehfedernd mit dem Exzenter (11) verbunden ist.
2. 2. Kreiskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag der Mittelpunkte der Exzenter (19) zur Lagerung der Planetenradsätze (20, 21) durch Anschläge (29, 30) auf den die Exzenter (19) zur Lagerung der Planetenradsätze (20, 21) tragenden Achsen (18) begrenzt wird, die gleichzeitig als Dämpfungsglieder (32) ausgebildet sein können.
3. 3. Kreiskolbenbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anordnung von mehreren Planetenradsätzen (20, 21) auf jeder Seite des Kolbens (1), wobei jeweils zwei Planetenradsätze (20, 21) gegenüberliegend angeordnet sind und im Kolbenexzenter (11) eine gemeinsame Durchführung (24) zur Unterbringung der jeweiligen Drehstabfeder (22) vorgesehen ist.
4. 4. Kreiskolbenbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (11) zur Lagerung der Achse (18) in den Durchführungen (24) zur Unterbringung der Drehstabfedern (22) in der Nähe seiner Quermittelebene (23) Keilwellenverzahnungen (25) zum Angriff der Drehstabfedern (22, 26) aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1115 267; französische Patentschrift Nr. 1271576.