DE1293785B

DE1293785B - Umlaufkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1293785B
Application number: DEG39194A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-11-22
Filing date: 1963-11-16
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1070592A; NO120526B; US3289654A; AT240108B; CH418058A

Description

Die Erfindung betrifft eine Umlaufkolbenbrennkraftmaschine, bei der in einem zylindrischen Mantel von ovalem Querschnitt mehrere segmentartig ausgebildete und im wesentlichen mittig gelagerte Kolben an einem Nabenteil einer Welle außerhalb des Arbeitsraumes schwenkbar gelagert sind.
Bekannt ist eine Ausführung einer Umlaufkolbenbrennkraftmaschine, bei der jeder Kolben direkt am Nabenteil mittels eines zur Welle der Maschine parallelen Bolzens schwenkbar gelagert ist. Diese Art der Kolbenlagerung, bei der sich die Schwenkachsen der Kolben innerhalb des vom ovalen zylindrischen Mantel der Maschine begrenzten Raumes befinden, führt zu verhältnismäßig stark gekrümmten Außenflächen der Kolben, um den zwischen dem Mantel und der Kolbenaußenfläche gebildeten Arbeitsraum während des Verdichtungstaktes möglichst klein halten zu können und ein hohes Verdichtungsverhältnis zu erzielen. Mit der Wölbung der Kolbenaußenfläche ist jedoch eine Abnahme des maximalen Hubvolumens und damit auch der Leistung der Maschine verbunden.
Es sind aber auch Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Kolben etwa sichelförinigen Querschnitt aufweisen, wobei ihre kreiszylindrischen Innenflächen in ebensolche Aussparungen des Nabenteils eingreifen. Diese Art der Kolbenlagerung hat den entscheidenden betrieblichen Nachteil, daß sie nur nach innen gerichtete Kolbenkräfte aufzunehmen vermag, so daß der durch Fliehkräfte oder durch die Schwenkbewegungen der Kolben verursachte Massenkräfte nach außen belastete Kolben keine Stützung durch den Nabenteil erfährt und die gennanten Kräfte direkt auf den ovalen zylindrischen Mantel der Maschine einwirken. Dies führt zu einem übermäßigen Verschleiß der Gehäuselaufbahn sowie der mit dieser zusammenwirkenden Kolbenkanten. Mit der rasch zunehmenden Abnutzung ist selbstverständlich auch eine erhebliche Abnahme der Maschinenleistung verbunden.
Die Behebung dieser Mängel und Nachteile der bekannten Maschinenausführungen ist das Ziel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch verwirklicht, daß zwischen dem Kolben und dem Nabenteil ein radial außen fest mit dem Kolben verbundenes, im Breich des Nabenteils mit kreissegmentartigen Lagerflächen versehenes Verbindungsstück angeordnet ist, das auf dem Nabenteil gelagert ist. Diese Ausbildung gewährleistet eine einwandfreie und zuverlässige Führung des Kolbens am Nabenteil, wobei der überwiegende Teil der Kolbenkräfte über das Verbindungsstück unmittelbar auf den Nabenteil übertragen wird. Die Gehäuselaufbahn und die mit ihr zusammenwirkenden z. B. von Dichtleisten gebildeten Kanten des Kolbens erfahren hierdurch die größtmögliche Schonung. Die verbesserten Dichtungsverhältnisse im Zusammenwirken mit den durch die bekannte Verlagerung der Schwenkachsen der Kolben nach außen geschaffenen Voraussetzungen zur Vergrößerung des Hubvolumens und Verdichtungsverhältnisses gewährleisten hohe Leistungen sowie einen günstigen Wirkungsgrad der Maschine.
Bei einer bevorzugten Ausführung nach der Erfindung liegen die Lagerflächen des Verbindungsstücks radial innen und außen auf einem Hohlzylindersektor. Der besondere Vorteil dieser Ausbildung liegt in der vereinfachten Bearbeitung der Lagerflächen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Lagerung des Nabenteils durch radial innerhalb und außerhalb des Hohlzylindersektors angeordnete Rollen gebildet sein. Die mit der Schwenklagerung der Kolben am Nabenteil verbundenen Reibungsverluste werden durch die Rollenlagerung erheblich reduziert. Die verringerte Abnutzung der Lagerflächen kommt überdies einer erhöhten Lebensdauer der Maschine zugute.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können aber auch die Lagerflächen am Verbindungsstück und am Nabenteil schwalbenschwarizförrnig ausgebildet sein. Auch diese Ausführung gewährleistet eine formschlüssige Führung der Kolben am Nabenteil über ihren gesamten Schwenkbereich. überdies ergibt sich die Möglichkeit einer radial besonders gedrängten Bauweise der Maschine.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine nach der Erfindung, normal zur Maschinenwelle, F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in F ig. 1, F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, wobei die obere Bildhälfte in Draufsicht und die untere Bildhälfte im Horizontalschnitt dargestellt ist, und F i g. 4 einen teilweisen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine nach der Erfindung.
Sämtlichen Ausführungsformen der Umlaufkolbenbrennkraftmaschine nach der Erfindung gemeinsam ist ein doppelwandiges zylindrisches Gehäuse 1, dessen Mantel 4 oval verläuft und als Laufbahn 5 für die seginentartig ausgebildeten Kolben 9 bzw. 19 dient. Der Innenraum des zylindrischen Gehäuses 1 ist beidseitig durch parallele Seitenteile abgeschlossen, welche gleichfalls doppelwandig ausgeführt sind und ebenso wie das zylindrische Gehäuse 1 an das Kühlflüssigkeitssystem der Maschine angeschlossen sind.
Das Gehäuse 1 durchsetzen in dem der kleinen Achse der Gehäuselaufbahn5 naheliegenden Bereich symmetrisch liegende, von den Kolben gesteuerte Ein- und Auslaßöffnungen 29 und 30. In zentralen Lagerbohrungen der beiden Seitenteile 2 ist die Welle 6 in Kugellagern 7 drehbar gelagert. Am Nabenteil 8 der Welle 6 sind die Kolben 9 bzw. 19 schwenkbar gelagert.
Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 weisen die Kolben 9 mittig angeordnet, an ihrer Innenseite mit kreissegmentartigen Lagerflächen 14 versehene Verbindungsstücke 10 auf. Die Verbindungsstücke 10 sind mit kreisbogenförmigen Führungsnuten 15 versehen, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem Krümmungsmittelpunkt der kreissegmentartigen Lagerfläche 14 zusammenfällt. Jedem Kolben 9 sind zwei am Umfang des Nebenteiles 8 im Abstand angeordnete achsparallel zur Welle 6 drehbar gelagerte Rollen 12 zugeordnet, auf die sich das Verbindungsstück 10 mit seiner Lagerfläche 14 abstützt. Zwischen je zwei Rollen 12 ist eine weitere Rolle 13 am Nabenteil 8 gelagert, welche in die Führungsnut 15 des Verbindungsstückes 10 eingreift.
Die Kolben 9 tragen an ihren beiden mit der Laufbahn 5 in Berührung stehenden Enden sowie an ihren Seitenflächen geteilte Dichtleisten 16 bzw. 17. Der flach gewölbte Oberflächenteil 18 des Kolbens 9, die Laufbahn 5 und die beiden Seitenteile 2 begrenzen solcherart die Arbeitsräume 21 der Maschine.
Bei der Bauart der Maschine nach F i 3 weist das Verbindungsstück 20 des Kolbens 19 eine kreisbogenförmige Führungsleiste 25 mit T-förmigem C, Querschnitt und der Nabenteil 8 eine mit dem zugehörigen Gegenprofil versehene Führungsnut 23 auf. Eine ähnliche Ausbildung ist aus F i g. 4 ersichtlich. Hier trägt das Verbindungsstück 10 des Kolbens 9 an seiner Innenseite eine kreisbogenförmige Führun-sleiste 24 mit schwalbenschwanzförmigern Querschnitt. Die Führungsleiste 24 greift in ein entsprechendes Gegenprofil 22 des Nabenteiles 8 ein.

Claims

Patentansprüche. 1. Umlaufkolbenbrennkraftmaschine, bei der in einem zylindrischen Mantel von ovalem Querschnitt mehrere segmentartig ausgebildete und im wesentlichen mittig gelagerte Kolben an einem Nabenteil einer Welle außerhalb des Arbeitsraumes schwenkbar gelagert sind, d a d u r c h g e - kennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (9, 19) und dem Nabenteil (8) ein radial außen fest mit dem Kolben (9, 19) verbundenes, im Bereich des Nabenteils (8) mit kreissegmentartigen Lagerflächen (14, 22) versehenes Verbindungsstück (10) angeordnet ist, das auf dem Nabenteil (8) gelagert ist.
2. Umlaufkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (14) des Verbindungsstückes (10) radial innen und außen auf einem Hohlzylindersektor liegen. 3. Umlaufkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Nabenteils (8) durch radial innerhalb und außerhalb des Hohlzylindersektors angeordnete Rollen (12, 13) gebildet ist. 4. Umlaufkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (22) am Verbindungsstück (10) und am Nabenteil (8) schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind (F i g. 4).