DE1451830A1

DE1451830A1 - Schwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1451830A1
Application number: DE19631451830
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Schott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-01-29
Filing date: 1963-01-29
Publication date: 1969-04-03

Description

Wilhelm Schott 43 Essen-Heisingen ■

Aktenzeichen: P H 51 830.0 / 46a⁵ Sehwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine

Bekannt sind Schwingkolben-Brennkraftmaschinen, bei denen ein Schwingkolben, der aus vier gleichgroßen, mittels Gelenkbolzen •scharnierartig schwenkbar untereinander verbundenen rechteckigen ■Schwingkolbenplatten besteht, zwischen zwei ebenen Rotorscheiben zweiachsig linear und pendelnd schwingt. Hierbei ist ein Gelenk= bolzenim feststehenden Gehäuse schwenkbar gelagert^und der gegen= überliegende Gelenkbolzen nimmt in sich je einen Kurbelzapfen der Botorscheiben auf. Die Umwandlung der linearen und pendelnden Schwingkolbenbewegung in eine Drehbewegung der zwei Rotorscheiben erfolgt über den exzentrisch zwischen zwei Rotorscheiben angeord= neten Kurbelzapfen. Hierbei ergibt sich zwischen den zwei Rotor= scheiben innerhalb des Schwingkolbens ein Hubraum mit periodisch wechselndem Volumen. ( USA-Patentschrift 1 667 049 )

Ferner sind Schwingkolben-Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen zwischen zwei Rotorscheiben ein aus vier gleichgroßen, mittels vier G-elenkbolzen scharnierartig schwenkbar miteinander verbun= denen, rechteckigen Schwingkolbenplatten bestehender Schwingkolben zweiachsig linear schwingt, derart, daß innerhalb der Schwingkolbena, zwischen den beiden ebenen Hubrotorscheiben ein Hubraum mit perio= disch wechselndem Volumen entsteht. Die Umwandlung der linearen Schwingbewegung des Schwingkolbens in eine Drehbewegung der Hub= rotorseheibaierfolgt über die annähernd achtförmigen Hubkurven in den beiden Rotorscheiben.Das Ansaugen u. Verdichten erfolgt ü&es selbsttätig, ohne Verwendung von Ventilen. ("The Liotor", vom 15. Nov. I96I ) Bei der erstgenannten Maschinenart erfolgt das Ansaugen und Verdichten hingegen über eine entsprechende Ventil= Steuerung.

Diese bekannten Schwingkolben~Brennkraftmaschinen weisen jedoch den Nachteil auf, daß jeweils nur auf eine Viertel-» bzw. auf zwei Achtelumdrehungen des Rotors Arbeit übertragen wird.

Dadurch bedingt, sind äleße Schwingkolben-Brennkraftmaschinen mit einem unruhigen Lauf und einer relativ niedrigen Leistungs= abgabe behaftet»

Diese Nachteile zu beheben, ist Zwgck der Erfindung,

BAD ORIGINAL.

9098U/0174 _2-

~²- U51-830

Die Erfindung bestellt im wesentlichen darm, daß in einem völlig geschlossenen mehrteiligen Gehäuse eine '.Teile zentriöc'h drehbe= weglich gelagert ist, die einen Schwing-Drehkolben begrenzt schwenkbar trägt, der aus vier gleichgroßen,an sich bekannten, rechteckigen Schwing-Drehkolbenplatten besteht, die sich jeweils mit ihren beiden ausgerundeten Enden schwenkbar gleitend lose gegen die vier Gelenkbolzen-legen, wobei die vier Schwing-Dreh= kolbenplatten und somit auch die vier Gelenkbolzen über zwei Doppelscliwingen ständig mit der 7/elle begrenzt schwenkbar ver= bunden sind.

7/ird die V/elle,und damit der auf ihr begrenzt schwenkbar gela= gerte Schwing-Drehkolben in Drehbewegung versetzt, so.entstehen zwischen dem&it einer inneren doppelsyrnmetrisch ovalen Hubgleit= fläche versehenen Gehäusering, den beiden ebenen Gehäusestirn= scheiben und den vier rechteckigen Schwing-Drehkolbenplatten, im Gegensatz zu den bekannten Schwingkolben-Brennkraftmaschinen, vier Hubräume mit periodisch wechselndem Volumen, von denen je= weils zwei sich gegenüberliegende Hubräume volumengleich sind.

Die vier Hubräume werden durch die vier Gelenkbolzen voneinander getrennt, die in jeder beliebigen Schwing-Drehkolbenstellung die Gehäuse-Hubgleitfläche ständig gleitend berühren. Der jeweilige Ansaug-und Ausschubraum wird zweckmäßig durch einen im Gehäusering eingelegten Dichtungskörper voneinander getrennt.

Bei gleichbleibenden Schwing-Drehkolbenabmessungen kann,ledig= lieh durch entsprechende Formung der Hubgleitfläche, das Volumen der vier Hubräume in gewissen Grenzen verändert werden. Jeder der vier Hubräume erreicht je Schwing-Drehkolbenumdrehug-g zwei maximale und zwei minimale Volumenwerte.

Durch Anordnung einer Ansaugöffnung, einer Ausschuböffnung und einer geeigneten Zündeinrichtung im feststehenden Behause, ent= steht erfindungsgemäß eine Viertakt-Brennkraftmaschine mit vier Arbeitstakten je Umdrehung des Schwing-Drehkolbens, Hierdurch wird eine nahezu pausenlose Arbeitsübertragung und damit eine relativ hohe Leistungsabgabe der Schwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine bei äußerst ruhigem Lauf erreicht.

Die auftretenden Zentrifugalkräfte werden fast auscshließlich von den beiden Doppelschwingen aufgenommen.

Die Hubgleitfläche des Gehäuseringes wird somit nur minimal belastet.

-3-

BAD ORIGINAL ο η α ρ 1 /. /ni7/.

%ΐο - -3- U51830

Zur Übertragung der Drehbewegung des Sehwing-Drehkolbens auf die zentrisßh drehbeweglich in den beiden feststehenden Gehäusestirn= scheiben gelagerte "Zelle, werden die zwei Doppelschwingen auf die Welle geschoben und mittels zwei Stellringen gegen ungewollte Längsverschiebung auf der Welle in ihrer vorgeschriebenen lage gehalten.

Die Enden der beiden Doppelschwingen sind mit je einem zylindri= sehen Zapfen versehen, der parallel zur Welle verläuft, auf den die vier Schwing-Drehkolbenplatten schwenkbar mitt ig aufge sehe= ben werden.

Die Welle ist mit zwei nebeneinanderliegenden Anschlagnockenpaaren versehen, die um einen rechten Winkel versetzt sind und die in entsprechenden Ausnehmungen' der Doppelschwingen Platz finden«

Die Ausnehmungen der Doppglschwingen sind jedoch" um ein bestimm= tes Maß breiter gehalten als die Doppelschwingen selbst. Hierdurch wird erreicht, daß wechselweise immer nur die durch den Arbeitsdruck angetriebene Doppelschwinge über eine Viertelumdre= hung gegen ein Anschlagnockenpaar der Welle gedrückt wird und die= se somit zur Drehbewegung zwingt, während die zweite Doppelschwinge; je nach Stellung des Schwing-Drehkolbens,um ein bestimmtes, kon= struktiv bedingtes Maß über einen rechten 7/inkel hinauf zurück= weichen kann, um erst dann wieder den Nockenanschlag zu ererichen, wenn alle Schwing-Drehkolbenplatten im rechten Winkel zueinander s stehen.

Von dieser Stellung ab übernimmt nun die zweite Doppelschwinge die Übertragung des Arbeitsdruckes auf die Welle im Bereich einer Viertelumdrehung«, Dieser Vorgang wiederholt sich innerhalb einer Sehwing-Drehkolbenumdrehung bei beiden Doppelschwingen je zweimal«

Durch diese Anordnung wird orf indungsgeisäß eine gleichmäßige Drehbewegung von Welle und Sohwing-Drehkolben erericht.

Um ein hartes anschlagen der Doppelschwingen gegen die Anschlag= nocken der Welle zu vermeiden, wird vorgeschlagen, die -Schwing= bewegung der^; Doppelschwingen gegen die Anschlagnockenpaare abzu= feiern. Es wird ferner vorgeschlagen,die hohl gehaltene Welle und* den inneren Hohlraum des Schwing-Drehkolbens zum !Teil mit ül zu füllen, sowie eine ölumwälzpumpe mit ölkühler anizuschli-e= ßen, damit eine v/irksame Schmierung aller bewegten Teile und gleich= zeitig eine Innenkühlung des .'"ichwiiv-Drehkolbens gewährleistet ist.

Der rirfin'iun/i.s,-o.iegnstand ist ebenfalls für die Verwendung als . M':ip-: öd«?!· Vw'iiohter ;;;eo:L net, wobei 'ier G eh; Iu ßc ring mit zwei

90S8U/U17A . «ADORIÖiNAL

• Ansaug- und zwei Ausschuböf.fnungen -versehen werden muß und daß Zündeinrichtung entfällt, ■ ..-.-,;■_ ■ Hierbei ergeben sich je.Schwing-Drehkolbenumlauf acht Arbeitshübe*

Anhand des in- den Figuren I bis .IY dargestellten Ausführungsbei=· · Spieles wird die Erfindung nachstehend näher erklärte ; _; ;■

Es zeigt Figur I einen Querschnitt, Figur II einen Horizontal=, schnitt durch die Sehwing~Drehkolben«Brennkraftmasehine,- Figur. III einen Querschnitt durch einen Gelenkbolzen mit zwei-angelehnten Sehwing-Drehkolbenplatten und Figur 17 einen Querschnitt durch die v/elle, unmittelbar vor den beiden Doppelschwingen.,

Die vier Sehwing-Drehkolbenplatteni werden mit ihren Ausrundungen schwenkbar gleitend gegen die vier Gelenkbolzen 2 gelehnt, zweck= mäßig so, daß alle SGhv/ing-Drehkolbenplatten 1 im rechten 7/inkel zueinander stehen« Yon einer Seite wird eine Doppaisehwinge 3 mit ihren beiden zylindrischen Zapfen 4 in die mittige Bohrung zwei= er sich gegenüberstehender Sehwing-DrehkoTbenplatten 1 geschoben, sodann die 7/elle 5 von der Gegenseite soweit in die Bohrung der Doppelsehwinge 3 eingerückt, bis das erste Anschlagnockenpaar der V/elle 5 voll in die entsprechenden Ausnehmungen der Doppel= schwinge 3 faßt_#und nun auch die zweite Doppelschwinge 3 spiegel= bildlieh, und um einen"rechten Winkel verdreht, der ersten Doppel= schwinge 3 gegenüber auf die #elle 5 geschoben werden kann_? der= art, daß die zylindrischen Zapfen 4· in die mittige Bohrung der dritten und vierten Schwing-Drehkolbenplatte 1 fassen_?und das zweite lioekenpaar der Welle 5 in den Ausnehmtogen der zweiten Doppelsehwinge. 3 Platz findet.

Die beiden Doppelschwingen 3 werden durch zwei Stellringe 6 auf der 7elle 5 in ihrer vorgeschriebenen Lage gehalten. Die so zusammengesetzten Teile 1 bis β bilden zusammen den Schwing:» Drehkolben, der in den doppelsymmetrisch oval ausgebildeten Ge= häusering 7 eingelegt wird und in den beiden Gehäusestirnscheiben drehbeweglich gelagert wird, wobei der Gehäusering 7 und die Ge= häusestirnscheiben 8 miteinander verschraubt werden. Lie aus. dem Gehäuse 7 und 8 herausragenden Ariden der V/elle 5 können als Ste.ckwelle ausgebildet sein, oder mit einem entsprechenden Flansch versehen werden,

Yersetzt man. den Schwing-Drehkolben in Drehbewe^.im_&·, so alle vier,Gelenkbogen 2 ständig an der Eub^leitilache dos

-5- U51830

Gehäuseringes 7 und alle vier Schwing-Drehkolbenplatten 1 an den beiden Gehäusestirnscheiben 8 entlang, wobei sich zwischen den Sehwing-Drehkolbenplatten 1 , dem Gehäusering 7 und den Gehäuse= stirnscheiben 8 periodisch wechselnde Hubraumgrößen ergeben. Der Gehäusering J erhält je eine Ansaug- und Ausschuböffnung, ohne Verwendung von Ventilen, sowie ei.ie entsprechende Gewinde= bohrung zur Aufnahme einer entsprechenden Zündeinrichtung. Eine begrenzte ülfüllung innerhalb der Welle 5 und innerhalb des ■Schwing-Drehkolben 1 bis 4 bewirkt eine intensive Schmierung aller bewegten Teile.

Claims

Patentansprüche :

1· Schwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine

nach Figur J bis IV, dadurch gekennzeichnet, daß in einem " feststehenden mehrteiligen und völlig geschlossenen Gehäuse(7u.8), das mit einer doppelsymmetrisch ovalen Hubgleitfläche versehen ist, eine Welle (5) drehbeweglich gelagert wird, die mit zwei Anschlagnockenpaaren versehen ist und die einen mehrteiligen Schwing-Drehkolben (1 bis 4) begrenzt schwenkbar trägt, welcher dureh zwei Stellringe (6) mit geringem Längsspiel auf der Welle(5) in seiner vorgeschriebenen Lage gehalten wird»

2· Schwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, da=

durch gekennzeichnet,daß die Konstruktion der Hubgleitfläche in gewissen Grenzen, je nach dem gewünschten Verdichtungsverhält= nis,verändert werden kann, wobei zu beachten ist,daß alle vier | Gelenkbolzen (2) in jeder beliebigen Sehwing-Drehkolbenstellung ohne Spiel gleitend die Hubgleitfläche des Gehäuses (7u,8) beruh= ren müssen. Wählt man im Bereich von 45° eine bestimmte Funkti= on für die Form der Hubgleitfläche, so ergibt sich die um 90° versetzte Hubgleitflächenform zwangsläufig , nach Pythagoras, aus der Kathetenbeziehung rechtwinkliger Dreiecke» Damit ist be= reits die gesamte Hubgleitflächenforra, mit Rücksicht auf doppeln symmetrische Ausbildung festgelegt,

3· Schwing-Drehkolben-Brennkraftmacshine nach den Ansprüchen

1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schwing-Drehkolben aus vier gleichgroßen, an sich bekannten, rechteckigen Schwing» · Drehkolbenplatten (1) besteht, die jeweils an beiden Enden mit Ausrundungen versehen sind, so, daß sie, begrenzt schwenkbar,

BAD ORiatNAL 90 9 8 U/0 174 -6-

Unter!aSSn (Art. ? ;, l.;. ■--,. :■ t;,. ι Catz 3 dco Änderunasa«.. v. A. c

gegen die vier G-elenkbolzen (2) gelehnt werden können und über zwei Doppelschwingen (3), ebenfalls begrenzt schwenkbar, mit der v/elle (5) verbunden sind,

4» Schwing- Drehkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Doppelschwin= gen (3) an beiden Enden je einen zylindrischen Zapfen (4) auf = weisen, auf welche die vier Schwing-Drehko^-benplatten (1), die mittig mit je einer entsprechenden Bohrung versehen sind, schwenk= bar eingeschoben und damit mit der Welle (5) verbunden sind, - \

5« Schwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Doppelschwingen (3) in. der Mitte eine durchgehende Bohrung für die durchgehende ■Jelle (5) erhalten und mit je zwei gegenüberliegenden Ausnehmmn= gen versehen sind, in denen die Anschlagnocken der Welle (5) mit einem bestimmten Spielraum Platz finden.

6« Schwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die beiden Doppelschwingen (3( im Bereich ihrer zwei Ausnehmungen mechanisch oder hydraulisch gegen die Snschlagnocken der './eile (5) abgefedert werden»

7· Schwing-Drehkolben«Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Hubräume unter= einander und nach innen gemäß Figur III durch federnd eingelegte Dichtungselemente abgedichtet .werden»

8, Schwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen

1 "bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Schwing-» Drehkolbens gleichzeitig als Ölwanne genutzt wird und die V/elle(5) als Hohlwelle ausgebildet ist, um eine Ölfüllung für die Schmi»= rung aller bewegten Teile in sich aufzunehmen.

9. Sehwing-Drehkolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) bei Ver= wendung des Erfindungsgegenstandes als Schwing-.Drehkolben-Brenn= kraftmaschine je eine Ansaug-u. Ausschuböffnung, sowie eine geeig= nete Zündeinrichtung aufweist _f und bei der Verwendung als Verdieh= ter oder Pumpe je zwei Ansaug-u, Ausschuböffnungen· erhält, die Zündeinrichtung jedoch entfällt.

Der ,Anmelder 9fKQfl1A/ni7A