| faumelechetbenpBrenrüraftmaschine |
| Die L2findung betrifft eine Taumelsaheiben#Drenn- |
| kraftmaschine mit in Ihr®r Neigung veränderlicher |
| und in Richtung der Maschinenachse verschiebbarer, |
| gegenüber dem Gehäuse drehfoster Taumelsaheibe, an |
| der über fleuel in Zylindern gefWu^te Kolben ange- |
| 1 enkt sind. |
| Eine Maschine dieser Art, deren Zylindereahsen auf |
| einem Kegel. oder Zylindermantel liegen können, so |
| auezugestalten, daß sie Über der Drehzahl eine etwa |
| kor.iatwita heiatung Lind eineu zumß.ndest in Anre- |
| rung In)orbolischen Drebmomentenverlnuf aufweist, |
| :Ließt der fmfindung als Aufgabe zug-.nde. Die ar- |
| fin.dungrigemässa Bronrkz;aftmasohine soll also bei |
| veränderlich= Hub mit praktit3i)h konstantem Vor- |
| dichtungöverhältnie arbeiten. Eine kleine Abweichung |
| von dem konstanten Verdlohtungeverhältnis bei ver#- |
| ünderlichem Hub kann hierbei jedoch sogar angestrebt. |
| werden, um bei einer Hubänderung auftretende Neben- |
| wirkengen, wie begrenzte Verbrennungsgeschwindigkeit, |
| unterschiedliche Mhlung des Brennraumes und Aus- |
| wirkunSen der endlichen Kolbenetangenlänge ausgleichen |
| zu können. |
| Brfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die |
| Taumelscheibe konzentrisch zu ihrer Achse alt einer |
| Kreiaringßläohe versehen ist, die mit der-Innenfläche |
| eines zur Maschinenachse symmetrischen Kegelmantels |
| mit einem Spitzen-Winkel von 90° einen Berührpunkt |
| aufweists dessen Abstand von der Kegel- und der |
| Taumelseheibenachse, die einander ochneiden, unabs |
| hängig von der Neigung der Taumelscheibs jeweils |
| gleich ist. Durch die Erfindung wird eine einfache |
| und hoch belastungofähige Abstützung und Sührung |
| für die Taumelceheibe geschaffen, die eine gute |
| Aufnahme der auftretenden Momente ermöglicht und |
| die #usseret verochleißfest ist, da die Taiutelacheibe |
| ohne ZU gleiten au! dem Kegelmantel abwälst, so |
| daß eioh@ kein Abrieb ergibt. |
| Der Kegel kann mit Vorteil gehäueeteet Bein und, |
| den weiteren in seinem Berührbereich mit der |
| Seueleoheibe dusch einen in das Gehäuse einnete- |
| baren Ung gebildet sein, wodurch einmal seine |
| Beretellung erleichtert wird und wodurch zum |
| Zweiten ein leichtes Aueweo*Üeeln möglich ist. |
| In einer ßobnittebene,-in der Taumeleoheiben- und |
| Mosohinenaohee sowie ein Anlenkpunkt eines Kolbens |
| an der 2eumelsoheibe liegen, laeo' im Rahmen der |
| Windung der Mittelpunkt des erzeugenden Mreiseo |
| der ä»ioringlläohe, der durch den mhnittpwnkt |
| der kaumelaeheibenaehee mit der Maschinenachse |
| Zeetgelegte jeweilige Taumelecheibenmittelpunkt |
| aowie der Taumelecheibenmittelpunkt bei ühib nlAulad |
| Verbrennungeracua null |
| einem ffreie, wodurch oioh |
| t"ür die Konstruktion gute Kontrollmöglichkeiten |
| und für die Fertigung eine einfache Überwachung |
und Steuerung ergLbt. Für
den Spezialfall
der
Brennkraftersaschine
mit
auf einem Zylindermantel
liegenden Zylinderachsen ist dieser Kreis
auch
dadurch zu definieren, daB.auf
ihm der Mittelpunkt
des erzeugenden
Kreises der Kreiaringfläche
und
der Tsumelacheibenmittelpunkt
liegen, und da8
der Mittelpunkt
des Kreises selbst auf der Ver-
bindungsgeraden
von Taumelscheibenmittelpunkt
und Kolbenenlenkpunkt
liegt. Die zu den
Zylinder-
sehsen senkrecht stehenden, durch den Taume:lscheibenmittelpunkt
bei Hüb
Null und Verbrennungsraum
Null
verlaufenden
Geraden bestimmen
die Fläche, in der
der Anlenkkreis
der Kolben mit deren Anlenkpunkten '
liegt.
Im Rahmen der Erfindung
ist des
weiteren der Durchmesser
D' des Kreises, auf dem der Mittelpunkt
des
erzeugenden Kreises
der Kreisringfläehe
liegt, in einem
festen,
durch das gewollte Verdichtungsverhältnie E
| bestimmten Verhältnis zum Anlen6eie des Kolbens |
mit Radius Ra festgelegt, wobei
die Beziehung
D' =[e+
1) / ('t-
13 x Ra/co
s2 -9 gilt,
in der
S
den
halben Spitzen--Winkel
des Kegelmantels bezeichnet, auf
dem die Zylinderachsen
| liegen. Die Kenntnis dieser Beziehung eröffnet |
| weitere Möglichkeiten zur Kontrolle bei der |
| Konstruktion wie auoh zur Xontrolle und zur |
| Steuerung 1n der fertigungo Insbesondere wird |
| durch die Kenntnis dieser Beziehung auch die |
| Auslegcig der Iasohine von vornherein erleichtert. |
| Dadumh fl das sich der Kreiß, auf dem der NLittel-- |
| puukt den erzeugenden Kreises der greisxingfläche |
| liegt, bei. Neigungsänderungen der Tai»elscheibe |
| in. einem Kreiß mit doppeltem Radius abwUzt, |
| dQaeen Mittelpunkt auf der Naochinenachge liegt |
| und den Mittelpunkt der Taumalscheibe hei Hub null |
| Varbreanwugeraun null entspricht, wandern alle |
| Ptmkte der Kretalinie bei. Verschiebung de:-" baumel- |
| chai,b<e Uaschinenachse auf- Geraden, die |
| durch den jeweiligen 2unkt des Kreises und den |
| Taumeascheibenmittelpunkt bei Hub null und Ver- |
| b:exua@?ti@e:caum .null verlaufen. Dieser Tatbestand |
| #@@i, r@@ efixaclur@rsgsxiä@ dazu benutzt, die Abstützung |
| In drei funkten. vorztuae'men, |
| nämlich im T8umelechelbenmittelDlmkt, im Esühr- |
| punkt sowie in einem dritten, auf diesem Kreis |
| liegenden Punkt. Hierdurch ergibt Dich die Möglich- |
| keit, die Taumelecheibe vorauapannen, so daß ein |
| gleichmässiger :Kauf derselben gewährleiAet ist |
| und ein Ausweichen von ihrer Soll-Bewegungebahn |
| aufgrund der auftretenden Kräfte und Momente ver- |
| mieden Wird. |
Wird in Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens in
der äaumelscheibe
eine Schwenkscheibe drehbar gelagert,
so kann
der dritte Abstützpunkt
der
Taumelecheibe
mit Vorteil durch einen Zapfen gebildet sein,
der in
der Schwenkscheibe drehbar getährt
ist und.dessen Mittelpunkt
sich bei
| Neigungsänderungen der Taumelecheibe längs |
| einer Mantellinie eines Kegele bewegt, dessen |
| Spit$e mit dem Mittelpunkt der Taumelscheibe |
| bei Hub null Verbrennungsraum null suaawman- |
| fällt. Auf diese Weise läßt eich die zusätzliche |
| Abstützung in oinem dritten funkt konstruktiv ein- |
| fach gestalten. Hit Vorteil ist der Zapfen so an- |
| geordnet, daß er die -Maeohinenachse kreuzt und . |
| eich senkrecht zu dieser erstreckt. |
| Stellt der Ftihrungekegel für den Zapfen in Auege- |
| staltuüg der Erfindung einen Bestandteil der Ab- |
| trIebewelle der Maschine der, eo Wird hierdurch |
| eine weitere Vereinfachung der äonetruktion er- |
| reicht. Durch drehfeste Verbindung -den Zapfens
- |
| mit der Abtriebewelle; und'swar in bete auf eine |
| Verdrehung um die Maeohinenaohee, läBt eich derüber- |
| hiasue such ein geringer Verschleiß den Zapfens |
| trotz- deeeen hoher Beanspruchungen erreichen. |
| In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung lädt |
| eich die dreUfente Fixierung den Zapfens gegenüber |
| der Welle in besug auf eine Verdrehung um die |
| xäeohinenaohse dadurch erreichen, daß-die Ab- |
| triebewelle und die Schwenkscheibe über zu einander |
| parallele Anlage.fläohen aneinander anliegen. Eine |
| derartige Verbindung lädt eich ohne grossen kon-- |
| otruktiven Aufwand praktisch spielfrei gestalten |
| und ist aueeerdem in der Lage, auch größte Dreh- |
| momente sicher 8u Bibertragen. Die zueinander |
| parallelen Anlageflächen eratrecken cich zw-eak.- |
| mäBSigeavrelsa senkrecht kam Zapfen. |
| In eeiterbildung der Erfindung kann die Taumel- |
| aeheibe über ein Schwenklager auf einer verechiob- |
| baren, drehfesten Welle abgestützt nein, dessen |
| :Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Taumelscheibe |
| zuaammenfällt. Ein derartiges Schwenklager iot |
| konstruktiv einfach zu gestalten und kann insbe- |
| sondere auch verh?@ltnismä.srjig leicht eingestellt, |
| und zwar spielfrei eingestellt verdsn. Im Rahmen |
| der Erfindung kann den weiteren zur drehfesten |
| Fixierung der Taumelaeheibe gegenüber der Welle, |
| bezogen auf die t1asolii nenachae, die Taumelecheibe |
| über ein homokinctischen Glei u'ngelaggelen?c drehfest |
| mit der Welle eresbuoaden sein, wobei sich eine be- |
| ƒonders zweclmUssige |
| ergibt, wenn |
| Sohwenklagvr und Gleichgenggelenk alo Einholt |
| ausgebildet sind, |
| Die Vevƒtellang de= daeufef;ten Holle in B.ichtiuig |
| der ri,3eliüacs@l».£;sach.se zur Voxiinse:.zig dcs iTuben |
| der Maßahine tn)ru erfina@@nge?yemi..@ 3.n bescuc?e°s oirt- |
| fachen Weise dadurch erreicht vierden, daß die |
| Welle mit einem Kolben verbunden ist, der in |
| einem Raum des 1aschinengehäusQO geführt und |
| über ein Orucl®ediun verschiebbar tat. Auf |
| diese Weine läßt sich eine besondere kompakte |
| Baufoi-a der Maschine verwirklichen. Ist dartiber- |
| hinauc_in Weiterbildung der Erfßaidung die dreh- |
| feste Welle über ihre ganze Länge von einer |
| zentralen Bohrung durohsetzt, in der eine An- |
| triebawelle für die Gaswechselsteuerung geführt |
| 1ƒt, no Wird durch die Erfindung auch eine be- |
| condere vorteilhafte und einfache Lösung zum |
| !trieb der Gasweehseleteuerung geschaffen. Ein |
| besonders zweckmässiger Antrieb für die Antriebs- |
| volle der Gasweehselateuerung läßt sich erfindungs- |
| gemäß dadurch erreichen, daß die Abtriebswelle |
| der Maschine buchaoufö2.iß ausgebildet ist und |
| auf der drahfesten Welle und im Ziaschinengehäüse |
| gelagert Ist, wobei die Abtriebswelle einen Mit- |
| nehmer für die Antriebswelle der Gaewechsel- |
| steiiorung aufweisen kann. Dieser kUtnehmer kann |
| in einfachster Weise durch eine Aunnehmung Im Kopf |
| der buchsenfürmigen Abtriebswelle gebildet sein, |
| in die die Antriebswelle für die-Gasweohseleteuerung |
| Im Hinblick auf eine besonders kompakte Bauform der |
| Maschine kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Er- |
| findung die Gaswechselsteuerung durch einen Dreh- |
| schieber erfolgen. Ist dieser konzentrisch zur |
| Maschinenaohse und in einem Raum mit dem Verstell- |
| kolben angeordnet, so ergibt sich eine besonders |
| gedrängte und vorteilhafte Bauart. |
| Ist in Ausgestaltung der Erfindung der Aufnahmeraum |
| für den Verstellkolben durch einen-buchsexiartigen |
| Einsatz gebildet, der im Gehäuse befestigt ist, |
| so läßt sich eine besonders einfache drehfeste |
| girierung der Maschinenwelle dadurch verwirklichen, |
| daß der buaheenartige Einsatz und die in Ache- |
| riohtung der Maschine verschiebbare Welle bei- |
| spielsweise gegeneinander verzahnt sind. |
| Der Antrieb für den Drehschieber, der als Kugel- |
| 1 |
| oder Walaendreheohieber ausgebildet sein kann, |
| erfolgt von der Antriebswelle vorteilhafterweise |
| unter Zwiechensohaltung eines Getriebes, und zwar |
| uweokmäseigerweise eines Planetentriebes, der |
| sich besondere günstig anordnen läßt, wenn der |
| Dreheohleber, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen |
| wird, auf einer feststehenden Grundplatte ange- |
| ordnet ist. |
Eine vorteilhafte Ausgestaltung
des Planeten-.'
| triebee ist dadurch zu erreichen, daß das in |
| der Grundplatte liegende Ende der Antriebswelle |
| rersahnt ist und mit zumindest einem in der Grund- |
| platte geführten Planetenrad kämmt, das mit einem |
| den Drehschieber zugehörigen Hohlrad in Eingriff |
| Eine im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhafte |
| Au®gestaltung der ßaƒwecheelsteuerung läßt sich
da- |
| durch erreichen, daß jeder Zylinder nur einen ge- |
| meineamen Ein- und Auslaßkanal außweiet! der |
| tangential in@den Zylinderraum einmtindet, wodurch |
| rioh eine besondere gUnetige Schichtung des |
| Terbremaungegemieahes im Zylinder ergibt und |
| wodurch den weiteren noch die Auegeetalt=g den |
| Bnairawtree als solchem wie auch der Gae$uftihrwege |
| va»Waoht wird. |
| Bei einer Tauaelncheiban-8renakraftaaschine mit |
| über Pleuel an der Taumeleoheibe aasgelenkten! in |
| Zylindern geführten Kolben erweist es eich im |
| Rabmen der Bcfindung zur möglichst großflächigen |
| und weitgehend spielfreien Abstützung als zweck-. |
| aäneig, den Eleuelkopf kugelförmig auszubilden und |
| über geteilte, hohlkugelförmige Stützgahalen an |
| der faumleoheibe abzustützen. |
| In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können |
| die Stützechälen kegolige Auesenfläahon aufweisen |
| und durch ein mit kegeliger Innenfläche versehenen |
| gewindeetück in dar Taumelecheibe gehalten sein, |
| wodurch sich eine Halterung.«fi3r die hohlkugelförmigen, |
| geteilten Stüt$ochalen ergibt, die in einfacher Weise |
| eine _ Eiuƒte7.aüng@d@rspbeäs cum Pleuelkopf |
ermöglicht. Hierzu ist es im Rahmen
der Erfindung
zweckmäßig,
wenn die StUtzsehalen
jeweils zwei
unter einem Winkel
zueinander
stehende Kegelflächen
als Anlageflächen
aufweisen, die
nach entgegenge-
setzten Richtungen
geneigt sind und sich nach
entgegengesetzten
Richtungen verjüngen, so daB sich beim Eindrehen des Gewindestückes eine regel-
rechte
Verspannung
der Stützschalen in der Taumel-
scheibe
ergibt. ZweckmäBigerweise
liegen dabei
die den Kegelflächen
der Stützschalen
zugehörigen
Kegel auf der gleichen
Achse. Die Stützschalen sind
erfindungsgemäß
des weiteren auf einander gegenüberliegenden
Seiten offen, also auch auf
der bei einge-
setztem Pleuelkopf
dem Pleuel
gegenüberliegenden
Seite,
wodurch die Lagerung des,Pleuelkopfes
weiter
erleichtert wird, ohne
in ihrer Tragfähigkeit
beeinträchtigt
zu werden und wodurch des weiteren
einfache Möglichkeiten
| für die Sobmierung der Pleuelkopflagerung er- |
| öffnet werden. |
| Für die einfache Montage des Pleuelkopfes er- |
| weist es sich als zweckmüssig, das Gewindestück |
| an seiner seinem Zineehraubende gegenüberliegenden |
| Stirnseite mit einer Rasterung, z.8. einer Verzahnung |
| zum Ansetzen eines Werkzeuges zu versehen. |
| Uta die auftretenden Naseenkräfte möglichst klein |
| halten zu können, erweist es sich 3.n Ausgestaltung |
| 'L IS |
| der Erfindung des weiterenlzweckmäßeig, den PlQue1- |
| kopf hohl auszubilden. Mit Vorteil kann der Pleuel- |
| kopf dabei durch zwei Halbeahalen gebildet sein, |
| deren erste mit dem Pleuelschaft verbunden ist und |
| deren zweite an der ersten befeotigt ist. Die Ver- |
| bindung der Halbschalen kann durch Verschweißung |
| erfolgen, wobei der Pleuelkopf insgesamt dann |
| .nachträglich bearbeitet werden kann. |
| Im Rabmen des Erfindungsgedankens kann des weiteren |
| eine Taumelecheiben-Rreankraftmaschine mit Kolben, |
| .die übet Eleuel getuhrt und gegenüber diesen |
| allseitig schwenkbar ist, mit Torteil derart |
| ausgestaltet werden, daß jeden Eleuel über ein. |
| geeoudertes, kugeltö=lgee Kopfteil, das als |
| üsneee in eine entapreohende, kolbenseitige |
| AurgehMe siabringbar und durch Vereohwenken |
| in dieser veraokerbar ist und mit dem der |
| pleueleohaft zu verbinden ist, mit dem Kolben |
| gekuppelt ist. Hierduroh.wird eine Kolbenan- |
| lenkung geaohaffen, die aioh durotx grosse |
| %etohtigkeit und ausserdem auroh besonders |
| einfache Handhabung bei der Montage und beim |
| Äuaweaheeln auszeichnet. |
| In Ausgestaltung dieses $rfindungsgedankena |
| kann das Kopfteil in Form eines Zylinders mit |
| faphäriaoh gewölbten Stirnflächen ausgebildet |
| sein, wobei der Durchmesser des Zylindern |
| kleiner als der Durchmesser einer im Kolben |
| vorgesehenen, zur Kolbensahne senkrechten |
| 8lnführbohrung ist. Eine weitere Möglichkeit |
| der Ausbildung des Kopfteiles besteht er- |
| findungegemäB darin, daß dieses zwei einander |
gegenüberliegende, abgeflachte Seiten aufweist,
deren Abstand zueinander etwa
der freien Höhe
zwisohen
zwei
schalenförmigen Ausnehmungen im
Kolben, die die Aufnahme
bilden, entspricht.
Bei
einer derartigen
Ausbildung des Kopfteiles
ist es möglich,
das Kopfteil nach-Einführen
in
die kolbenseitige Aufnahme in
einfachster Weise
lediglich duroh veraehwenken zu verankern.
Die Einführung
des Kopfteilen in
die kolben-
seitige Aufnahme Wird erfindungsgemäß
dadurch vereinfacht, daß im Kolbenmantel zumindest eine Auanehmung zum Einführen
des Kopfteiles des Pleuels vorgeoehen ist; um im Hinblick auf
s
eine möglichst
gleiohmäseige Gewirhtverteilung am Kolben au einer im wesentlichen symmetrischen
Gestaltung desselben zu kommest kann es zweckmäneig sein, über den Kolbenumfang
mehrere derartige Ausnehmungen vorzusehen.
| Die kolbenseitige Aufnahme kann erfindungsgemäß |
durch schalenförmige Ausnehmungen gebildet eein,
die in Erstreekungeriehtung des Pleuele einander gegenüberliegen,
Wobei in der kolbenunterseitigen, dem 21euel benachbarten Sehale eine Aussparung
für das 21euel vorgesehen worden kann. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Gesamtaufbau,
der bei entsprechender Ausbildung-des 2leuelkopfee zudem eine einfache Verbindung
des 2leuele mit dem Kopfteil ermöglicht. Erfindungsgemäß kann hierzu, zentral zu
zumindest einer der Tragflächen des Kopfteiles in einer derselben eine Bohrung zur
Aufnahme der Pleuelstange vorgesehen sein, die gegebenenfalls mit, einem Gewinde
oder dgl. versehen ist. ITm eine ungleichmässige Abnutzung des Kolbens zu =meiden'
können erfindungsgemäß des weiteren die die Aufnahme _b; ldenden, in Richtung der
Kolbenachse hintereinanderliegenden schalenförmigen Ausnehmungen im Kolben leicht
exzentrisch zur Kolbenachle angeordnet sein, wodurch sich im Betrieb selbsttätig
bei jedem Hub eine leiohte Drohung des Kolbens im Zylinder ergibt.
Die Erfindung
wird nachfolgend anhand einiger Aus-
| führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: |
| Fäg. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Taumel- |
| scheiben-Brennkraftmaechine gemäss ddr Erfindung |
| im Schnitt, |
| Pia. 2 eine stark schematisierte Darstellung der Taumel- |
| eoheiben-8rennkraftmaechine gemäss Pig. 1 mit |
| auf einem Zylindermantel liegenden Zylinder- |
| aoheen in einer Schnittebene, in der die Taumel- |
| seheiben- und die hiasohinenachee sowie ein Anlenk- |
| punkt eines Kolbens en der T au.melecheibe liegen, |
| Fig. 2a eine Urstellung entsprechend der gcmäs®
Fig. 2, |
| jedoch für eine Taumelsaheiben-Brennkraft-- |
| schine, bei dar die zylindergchaen auf einem |
| Kegelmantel liegen, |
| Fig. 3 einen Schnitt gemäss Linie III a III 1.n Fig.
1, |
| Fig. 4 eine erfindungsgemässe Anlenüung der Pleuel |
| an der Taumelscheibe, |
| Fig. 5 eine Verbindung einen Kolbens mit einem Pleuel |
| gemäss der Erfindung und |
| Fig. 6 einen Querschnitt durch den Kolben gemä.es |
| Fig. 5 längs der Linie YI - V1. |
| Bei der"ln Pig. 1 als AustUhrnngsbeiepiel dargestellten |
| lesikölsoheiber-Brenn laraftsnsohine liegen
die Achsen der |
| Zylinder 4, in denen die Über Pleuel 1 mit der Taumel- |
| scheibe 2 verbundenen Kolben 3 geführt sind, auf einem, |
| Zylindermantel, dessen Achse mit der Masohinenachee. |
| suseamenfällt. Die remelsoheibe 2 ist über ein |
| homokinetisohes Gelenk 5 nicht drehbar auf einer in |
| Richtung der NaschInenachse verschiebbaren, gegenüber |
| dem Nasohinengehäuse jedoch drehfesten Welle 7 gelagert. |
| in axialer Richtung ist die Taumelscheibe 2 einmal |
| auf der wolle 7 durch das einseitig als Schwenklager |
| 6 ausgebildete homokinetisohb Gelenk 5 unc'pum anderen, |
| und srmr in Gegenrichtung, im Gehäuse 10 abgestiitßt, |
| wozu dieses einen Stützring 12 mit kegeliger Innen- |
| Mche aufweist, auf dem die Taumelscheibe 2 über eine |
| an ihren Ause4numfang vorgesehene, als Abetütsfläche |
| 11 dienende xreisringfläche aufruht. Der Ring 12 |
| ist zentrisch zur tinechinenachee angeordnet und der |
| der kegeligen Innenfläche des Ringen entsprechende |
| Kegel liegt mit seiner Spitze auf der Maschinenachse |
| und weist einen Spitzen-Winkel Ton 900 auf. Die als |
| Abstütsfläche 11 dienende Kreiearingfläche am Außen- |
| umfang der Taumelacheibe 2 iet dadurch bestimmt, |
| daß sie in ihrem jeweiligen Berührpunkt mit der |
| Kegelflä,ohe des Ringes 12 gleichen Abstand von der |
| Maschinenachse einerseits und der Taumelacheibenachee |
| anderereeite, die in der Darstellung gemden Pig. 1 |
ebenso wie
die Zylinderachsen
und der vollständige
| Kegelmantel des Ringes 12 nicht dargestellt sind, |
| aufweist. Durch den Schnittpunkt der Naechinenaehne |
| mit der Taumelecheibenaehse ist der Taumelscheiben- |
| mitblpunkt 23 festgelegt, der gleichzeitig den |
| Mittelpunkt des als Einheit ausgebildeten Schwenklagers |
| 6 und homokinetiee$en Gelenkes 5 bildet. Die-teumel- |
| echeibeneeitige Lagerfläche den Schwenl%gers 6 wird |
| durch einen in die Taumelacheibe 2 eingesetzten, . |
| gesonderten Ring 6' gebildet. |
| Die hängaverachiebung der gegenüber dem Gehäuse 10 |
| drehfesten Welle ? erfolgt Über einen Kolben g, der |
| im Ausiührungebeiepiel zusammen mit einem gehäuseäe®ten, |
| buehsenertigen Einsatz 24 einen üldruekraum 9 begrenzt. |
| Über die Buchse 24, deren Kopf 25 die Welle ? durch- |
| setzt, wird gleichzeitig die gegenüber der Maschinen- |
| achse drehfeste Verankerung der Wolle dadurch erreicht, |
| daß die Durchführbohrung für die tlela e ? im Buehaen-- |
kopf 25 und die Welle 7 jeweils mit einer Verzahnung
24 versehen sind
und
über diese im Eingriff stehen.
| An taumelscheibenseitigen Ende des Naochinengehäuaee |
| `l0, also dem Öldz.#uckräum 9 üegenübexliegend, ist im |
| Gehäuse gleiehacheig zur Welle 7 über ein Lager 27 |
| die Abtdebewelle 15 der Brennki.#aftmaschine gelagert, |
| und-zwar in Achsrichtung der Naochine unverschieblich. |
| In der Ahtraebewelle 15, die buchaenförmig ausge- |
| bildet ist, ist über zwei im Abstand zueinander |
| liegende Lagerstellen 28 die Welle 7 gefährt. Dee |
| Abtriebewelle 15 und die gegenüber dem Gehäuse |
| drohfeste Welle 7 bilden also eine ausziehbare Ein- |
| heit, für die im Gehäuse 10 lediglich zwei Lager- |
| Die Welle 7 wird zentral von einer Bohrung 29 durch= |
| setzt, in der über Lager 30 die Antriebswelle 20 |
| für die Gasweebe eleteuerungg im vorliegenden Fall |
| einen Walzendre%sehieber 199 gelagert ist. Die An- |
| triebswelle 20 ist mit der Abtriebaerelle 15 drehfest |
| über eine Mitnehmerverbindung 31 verbunden. Im vor- |
| liegenden FPI1, in dem die Abtriebswolle 15 buchoena |
| ftirrrig ausgebilde t iat, läset sich die Mitnehmer- |
| verb:ö ndung 31 in einfacher Weive dadurch gestalten, |
| daß im Kopf 32 der. ,- buohnenförnigen |
| Abtriebswelle 15 eine uranrunde Ausnehmung 33 vorge- |
| sehen ist, in die eine entsprechend gestalteter Zapfen |
| 34 der Antriebswelle 20eingreift. |
| An ihrem der Gaswechselsteuerung zugewandten Ende ist |
| die Antriebswelle 20 mit einem Planetentrieb 21 ver- |
| bunden, der in einer Grundplatte 35 liegt, die in den |
| buchsenartigen Einuatz 24 eingesetzt und in diesem |
| verankert ist und auf der der die Gasweehselsteuerung |
| bildende und über den Planetentrieb 21 angetriebene |
| Drehschieber 19 gelagert ist. Im kusführungsäeigpieZ |
| ne |
| wird der PlaAentrieb 21 durch ein zur Antriebswelle |
20 koaxiales
und mit dieser verbundenes Sonnenrad
36
| zumindest |
| gebildet, des überein PlaneteiLrad 37 mit einem Hohl- |
rad
38 zusammenwirkt,
das dem Drehschieber
19 zuge-
ordnet
ist und durch
einen Teil des Drehschiebern
gebildet ist. Hierzu kann
der Dreheehieber
19 einen buchsenartigen, zylindrischen Mittelteil
39 aufweisen,
der in seinem der Grundplatte
35 zugew
andten
Bereich.
| eine Innenverzahnung sufweist,und dadurch das Hohlrad |
| 38 bildet, und der zugleich in der Grundplatte 35 ge- |
| führt ist, eo daß sich eine ebfache send eckte Ab- |
stützung für
den Drehschieber
19 ergibt. Von dem
durch-die
Grundplatte 35 abgeschlossenen-Teil
des
| Innenraumes des buchsenartigen Eineatzem 24 führt |
| zu jedem BT@inderraum. 4 eine Bohrung 40, die gleich- |
| zeitig als »in- md AuelaBlranal dient und die tangential |
| in den Zylinder 4 einmündet, so daß sich dort eine |
| vorteilhafte Verwirbelung und Schichtung des Ge- |
| mischen ergibt. |
| Die taÜslnde Bewegung der Tanaeleoheibe 2 wird aber |
| eine drehfest mit der Abtriebewelle 15 verbundene, in |
| der.Tauselscheibe drehbar Über Reger 13 abgestützte |
| be |
| Sohwenksoheibe 14 in eine Drehkegung umgesetzt. Die |
| an ihrem Außenumfang sylindrieohe und konzentrisch |
| zur Tauzelooheibenaohee in der Taumeleoheibe gelagerte |
| Schwenkscheibe 14 ist hierzu mit einer Auenehmung 41 |
| versehen, in der die Abtriebewelle 15 drrehfest |
| geflthrt ist. Die drehfeste Tierbindung zwischen der |
| Sohwenksoheibe und der Abtriebewelle wird dadurch |
| erreicht, daß die Auenehmung 41 in Richtung der jeweils |
| grössten Neigung der Taumeleeheibe 2 verlaufende, |
| planparallele Aalogeiläohen ff entsprechend abge- |
| faste Flächen der welle 15 aufweist, eo daß trotz |
| der drehfesten Verbindung zwischen der Taumeleoheibe |
| und der Abtriebewelle jederzeit die Neigung der Tgumel- |
| eoheibe geändert werden kann. Die Auenehmung 41 |
ist in der Schwenkscheibe 14 exzentrisch angeordnet.
Die die planparallelen
Flächen 42 verbindenden Stirnflächen
43 der Ausnehmung
41 sind durch Zylinderbögen
gebildet, deren
Achse in einer durch
die Achse der
Schwenkscheibe festgelegten,
au den planparallelen gnlagefläohen
42 parallelen Ebene
und zur Achse
der
Sohwenkseheibe
14. versetzt liegt'.
In der Schwenkscheibe 14 ist
senkrecht
zu den planparallelen Flächen
42 eine Bohrung 44
vorgesehen, die die Aüsnehmung
41 in deren-im
Inneren der Schwenkscheibe
liegenden
Bereich anschneidet
und zwar so weit, daß die am weitesten
in
die Ausnehmung
41 hineinragende Mantellinie
der
zylindrischen Bohrung
44
die Schnittgeraden
zwischen den
planparallelen
Anlageflächen
42 und der der Bohrung zugewandten zylindrischen Stirnfläche
43 schneidet.
In
diese Bohrung 44
ist ein Zapfen 16 einsetzbar,
der eine
dem Anschnitt der Ausnehmung
durch die Bohrung entsprechende,
gewölbte Aussparung
45 aufweist. Über diesen Zapfen
16 ist die Schwenkscheibe
14 gegen das kegelig
auslaufende
und einen FUhrungskegel
bildende Ende
46 des Abtriebswelle abgestUtzt. Durch
den Führungskegel
wird der feLittelpunkt
des Zapfens
16 längs
der Mantellinie
eines Kegels gefUhrt, dessen Spitze.mit
dem Mittelpunkt
der Taumelscheibe
2
bei Hub Null und Verbrennungsraum
Null und dessen Achse mit der Achse des Führungstegels zusammenfällt. Durch die
Ausnehmung 45 im Zapfen 16 ist die Berührungsfläche zwischen Zapfen 16 und Führungskegel
46 bei großen Neigungswinkeln der Taumelscheibe groß und verkleinert sich bei Verringerung
der Neigung je naeh*der Größe der Ausnehmung 45. Da bei großen Schwenkwinkeln die
Abstützkräfte auf den Zapfen 16 am größten sind, ist die abnehmende Berührungsfläche
bei kleiner werdenden Schwenkwinkeln unbedeutend. Durch ebene Abflachung des Zapfen
16 parallel zur Zapfenachse anstelle der Ausnehmmg 45 und durch Ersatz des Führungskegels
46 durch eine zu den planparallelen Anlageflächen der Weile 15 senkrechte, eine
bläntellinie
des ursprünglichen Führungskegels
46 enthaltende ebene
Fläche
läßt sich die BerUhrfläche zwischen Zapfen 16 und , Welle 15 bei Bedarf vergrößern.
| Über den Zapfen 16 wird die Bchwerksaheibe 14, |
| und damit auch die Taumeleoheibe gegen den Kegel 46 |
| der Abtriebewelle verspannt. Über den Zapfen 16 ist |
| es möglich, die Taumelecheibe, bezogen auf eine Ruhe- |
| lage, vorzuspannen, so daß im Betrieb ein Abheben |
| der Taumelecheibe von dem sie abstützenden Ring 12 |
| ausgeschlossen ist. |
| Die geometrischen Zusammenhänge, die bei einer Taumel- |
| acheiben-Brennkraftmaechine gemäss der Erfindung |
| gegeben sein mUenen, um das VerdicLtn".gsve-cnältnis |
| der Maschine bei veränderlichem Ra` konstant zu |
| halten, gehen aus den Fig. 2 und 2a hervor. In |
| beiden Figuren sind die anhand der DFig. 1 be- |
| schriebenen Maschinenteile mit den gleichen Bezugs- |
| zeichen wie dort benannt, aber nur noch völlig |
| schematisiert dargestellt. Zusätzlich Bind |
| hier die Maechinenaohee 47 und die Taumelecheiben- |
| achse 48 elngefährt, die um den Neigungswinkel o( |
| der Taumeleeheibe gegeneinander geneigt sind. |
| In den Pig. 2 und 2a ist mit.01 der jeweilige Taumel- |
| scheibenmittelpunkt-beseichnet, der durch den Schnitt- |
| punkt der Mssahinenaohee 47 und der Taumelscheib enaohee |
| 48 festgelegt ist. 0o bezeichnet den Taumelecheiben- |
| sittelpunkt bei Hub Null und Verbrennungsraum Null.- |
| Mit 49 ist in den Figuren der Bertihrpunkt $wiaohen,der |
| durch einet greieringfläohe gebildeten Absttit$fläehe 11 |
| der Taumelscheibe 2 und der kegeligen, naechinengehäuse- |
| festen KogeUläohe 12 bezeichnet. Der ßpitaenwinkel dieser |
| gehäuflefesten Zegelfläohe beträgt 90o. D;e Abstände des |
| Bertihrpunktes 49 Fron des Maechinenaohee 47 und
der |
| ohd We raraodet |
| Taunelecheibenaohse 48 j jeweils gleich un*ier-durch |
| die Strecken ä angedeutet. Der Mittelpunkt den er- |
| zeugenden Kreises der äreisringfläche ist mit A1 |
| bezeichnet, der Radius des erzeugten Kreises mit
ß |
| angegeben. |
| Durch die Punkte 0o, 01 und A1 ist ein Kreis 50 fest- |
| gelegt, der den Kleinkreis eines Kardankreispaaree |
| bildet, dessen hier nicht dargestellter Großkreis |
| äs Mittelpunkt den Tsumelscheibenmittelpunkt bei |
| Hub Null und Yerbrennungeraum Kull, also den
Prunkt 0 0 |
| hat. Geaäse den georetrischen Gesetzmässigkeiten |
| bewegt sich jeder Umfangspunkt des Kreisen 50 bei |
| Verschiebung des Taumelseheibenmittelpunktes 01 |
| längs der Maschinensehne 47 auf einer Geraden durch |
| den Punkt 00. Hieraus folgt, daB bei Abstützung der |
| Taumeleeheibe 2 in einem .Punt,der in der darge- |
| stellten Schnittebene (Fig. 2 und Fig. 2a)
auf dem |
| Kreis 50 .liegt, dieser Punkt lediglich der Führung- |
| entlang einer Geraden bedarf, die sich in der Schnitt- |
| ebene mit der jeweiligen Geraden durch den Führungs- |
| punkt und den Punkt 0 0 deckt. Ein derartiger Punkt |
| ist in den Fig. 2 und 2a der Funkt A2, der der Mittel- |
| achse des Zapfens 16 in dieser Daretellungeebene |
| entspricht. |
| Dass die Führungspunkte für die Taumelscheibe sich |
| in einer Darstellungsebene gemäss Fig. 2 und Fig. 2a |
| auf Geraden durch den Taumeischeibenmittolpunkt bei |
| Hub Null Verbrennungsraum Null bewegen müssen, folgt |
| aus der aus Fig. 2a allgemein ableitbaren Tatsache, |
| daß das Verdichtungsverhältnis'über veränderlichen |
| Hub nur dann konstant bleibt, wenn, bezogen auf Fig. 2a, |
| bei auf einen Kegelmantel liegenden Zylinderachsen |
| 51 der Grundkreis des durch die Anlcn.kpunkte D der |
| Kolben 3 an der Taumelacheibe 2 und den jeweiligen |
| Mittelpunkt 01 der Taumel®cheibe 2 sui' der Maschinen- |
| achse 47 feetge :egten Aazlenkkegela, dessen |
| Radius Rg in einem festen, nur vom Verdichtungsver- |
| hältnis abhängigen Verhältnio zum Anlenkradiuo Ra |
des Anlenkkreisee der Kolben 3 steht, stete mit
| einem dem feststehenden Anlenkkegel bei Hub Null. |
| und Verbrennungsraum Null. entsprechenden Führungs- |
kegel in einem auf einer Kreisbahn umlaufenden Punkt f in Berührung gehalten ist.
Dieeex funkt f muss demzufolge in der Darstellungsebene gebenfalls auf dem Kreis
50 liegen. Sind die vorgeschilderten Bedingungen erfüllt, so gilt das Ver-
| hältnis RK Ra m 'E + 1 woraus s" |
| a |
| für den Durchmesseriden Kleinkreises des Kardan- |
| kreispaares, also des Kreises 50, auf dem die - |
| Anlenkpunkte für die Taumelaeheibe in. der darge- |
| stellten Schnittebene liegen 1 ee#b4: |
| wobei 6 den halben Spitzen-Winkel des Kegels |
| bezeichnet, auf dem die Zylinderachoen 5`ß |
| liegen. |
| Bezogen sui' eine Ausführung gemäss Fig. 2, bei |
| der die Zylinderachsen 51 Mantellinien eines |
| Zylinders bilde-", lässt sich der Kleinkreis des |
| Kardankreispaares, alte der Kreis 50, auch durch die |
| Bedignung feetlegen, daß er durch die Punkte 0 0 und
0,@ |
| verläuft und daß sein Hittelpunkt' p4 auf der Verbin- |
| dungegeraden zwischen dem jeweiligen Taumelaeheiben# |
| mittelpunkt 01 und dem Anlenkpunkt D der Kolben liegt, |
| natürlich bezogen auf eine Darstellungsebene gemäae |
| Fig. 2. Die allgemeine Ableitung dafür, daß bei einer |
| Ausführung gemäee Fig. 2 nur für auf einem Kreis 50@ |
| liegende Anlenkpunkte der Taumelscheibe das Ver- |
| dichtungsverhältnis bei Hubänderungen gleich bleibt, |
| lautet, daß der in der durch die Anlenkpunkte D der |
| Kolben 3 an der TaumelBCheibe ' 2 festgelegten Ebene, |
| in der auch der jeweilig: h.ttalp.@=°+ 0, Säer Taumel |
| acheibe 2 auf der Naschinenachs°` . Uegt v liegende |
| Girundkreia, dessen Mittelpunkt der - uf der Maschinen- |
| 0 |
| achle 47 liegende Mittelpunkt@'der Tt-.umalE,.4heibe ist |
| und .dessen Radius Rg in einem feaeen, nur vom |
| Verdichtungegerhältnis abhängigen Verhältnis zum |
| Anlenkradiun Ra des Aulen eisen der Kolben 3 steht, |
| stete mit der Ebene, die der durch die Anlenkpunkte |
| D der Kolben 3 an der Taunelacheibe 2 festgelegten |
| Ebene bei Hub Null und Verbrennungsraum Null ent- |
| spricht, in einem umlaufenden Punkt P inBerührung |
| gehalten ist. Af@ dieses Beziehung folgt, |
| ääß der Durohmeseer den Kleinkreiseb des Kardan- |
| kreispaares, also den ärdaes 30, in diesem Fall |
| gleich dem ßrnndkreisradiue Rg ist und damit durch |
| das Verhält-nie |
| festgelegt "ist. |
| In ?ig. 4 ist die erfindungsgemässe Aaslenkung der |
| Pleuel 1 an der laumelsoheibe 2 ,ergrößert derge- |
| stellt. Der Kopf 52 den Pleuelsl ist hier kugel- |
| förmig ausgebildet und wird über getdlte, hohlkugei- |
| förnige Stütssohalen 17 an der Tauselscheibe 2 abge- |
| stützt. Die Stützschalen 17 weisen kegelige Außer. |
| flohen 53, 54 auf, Fron denen die Außenfläche 54 |
| gegen eine entsprechende kegelige Fläche einer |
| Ausnehmung 55 in der Taumelseheibe 2 für die.Pleuel- |
| kopfbefentigung zur Anlage kommt. Die Kegelfläche 53 |
| wirkt mit einer Kegelfläche 56 iines Gewindestüokee |
| 18 fusamen, das in die Ausnehmung 55 einsohraubbar |
| ist. Beim Ein eohrauben den Gewindestücken
JM wird nicht |
| mm der wer Kegelfläche 53 zugeordnete Teil der |
| Stützschalen 17 zusammengepresst, sondern die Stüt$- |
| s?halen werden zugleich auch in die Auenebnuag 55 |
| hineingedrückt, wodurch die der Kegelflähe 54 zuge- |
| hörigen Teile der Stützschalen 17 tiefer in die |
| Auenebnung hineingeschoben und dadurch gegeneinat@r |
| geprosst werden, ao daß sich eine satte Fühung für |
| den Pleuelkopg 52, dessen boido Halbschalen 57 mit- |
| einander verschweisst sind, ei°g:.sbt. Dle kegeligen |
| Auaaenflä,chen 53, 54 der Stützschalen sind nach |
entgegengesetzten Richtungen geneigt und verjüngen sich auch nach entgegengesetzten
Richtungen.
| Schaft 66 |
| Der Pleuel,' wie auch der Kopf 52 "und hohl auugebildet. |
| Im Scheite? dos Kopfes 52 ist eine Bohrung 58 vorge- |
| s ehen, in deren Verschi ebungabereich beine verechwpnken |
| des PleWels 1 die Stützeahalen 17 zumindest teilweine |
| durchbrochen sind, eo dafl über daF Pleual 1 und eine |
| Bohrung 59 in der Taumel seheibe ein Ulreielsuf auf- |
| rechterhalten werden kann. Im knofUhrungobelopiel |
| weisen die Stützaohalen dem Soheitol des Kopfela 52 |
| gegenüberliegend Auenehmungen 60 auf. |
| In den Fig. 5 und 6 wird eine erßindungagemf aus |
| Ausführungsform eines Kolbens daxgeutell t. Der Kalben |
| 3 weist eine Aufnahme für das Kopfteil 64 des insge- |
| samt mit 1 bWohneten pleuels auf, die aus zwei in |
| Achsrichtung des Kolbens einender gegenüberliegenden |
| schalenförmigen Auanehmungen baa teht, welche einen |
| gemeinsamen %rümmungsmittelpunk t aufweisen und die |
| .Atzn@@lz;@@e:@@ i:4claen 62, 63 rU2 den a;:cp@:ye:j 1 bilden.
Der |
| KoAeil 1Jeateht aus einem aus Lugel 7aungc3- |
| echni ttƒnen Zylinder, de.,jaen Stirnflächen die lagerm |
| fläch®u 6219 63' bilden, welche ,je nach ixaZ-ta:ichtung |
| der am I:olben angreifenden r.t:ii;e mit der entsprechen- |
| den AufuaAfläche fit, 63 den Kolbens zusammenwirken. |
| Zurr Verkleinerung ƒeiner Masse ist t2er den Kopfteil. |
| bildende Zylinder hinterechnit ten. 1,2d Über den hinter- |
| ec;hn:i.t tonen Teil seiner Lünge mit geschwächtem Durch- |
| medecsr ausgebildet. Der grönnte @iae:rd>arexamesr. ` |
| doo den Kopftell bildenden Zylinders iat kleiner |
| gehalten a.1.® der Durdbnieeser von _ aolt7.ich in den |
| Knlbenmmztel 67 |
| iiymmetriach am Kolben- |
| umfang ver-Iiei lten Auonehmungen 68. Ausserdem ist der |
| Kopfteil zi.Lr .Aufnahme des Pleuelnehaitee 6ü und zum |
| 13a °chlaes Iner -gleichzeitig zum Mlen des Kolben" |
| Bodens und zum Sehmiezen der Lager 62, 621 bzw. 63, |
| 631 geeigneten Flüeoigkeit aaapgeboh@rt und zier Ver- |
| bindung mit dem ebenfalls hohl. Ausgebildeten Pleuelm |
| nhaft 56 mit Gewinde ,ersehen,: |
| Die untere A.u:'nefläehe 62, bwr. die Lagerfläche 62' |
| int kleiner als die obere, dem Kolbenkopf |
| benachbarte Aufnahmefläche 63 brr,. Iagerflttche 63°, |
| weil sie durch eine zen -tr:l0t.ho Doäwung zum |
| des 2leteschaftes 66 geschwächt ist. Dies ist |
| insbesondere bei Bramdcraftms.echinen kein Nachteil, |
| da bei dienen die größeren Kräfte, nämlich die Gas- |
| kräfte ausschließlich an den grösseren Flächen 63, 63" |
| übertragen.werden. |
| Zur Montage ,wird sunächet der Kopfteil 64 in um 90o |
| geacliwenkt;;r Zage mit einer Lagerfläche voran in eine |
| seitliche Ausnehmung 68 des Kolbens 3 und zwischen.
die |
| Aufnahmeflähen 62, 63 geführt. Dann wird der Kopfteil |
| 64 um 900 geschwenkt, so daß er formechlUaeig In der. |
| Aufnahmefl?chen sitzt und aeinA Boh:@ng mit der Bohrung |
| in der unteren Atafnahmefläehe 62 flachtot. Sodann |
| kam der Pleuelachai't, 66 -von unten in den Kolben hin- |
| eingeschoben werden und vrLt dem Kopi'xeil 64 verschraubt |
| werden. Das Pleuel ist dann formechUas ig im Kolben |
| ge--lagert und kann in eineis begrenzten Winkelbereich |
| gegenüber diesem schwenken. |
| Der Kopfteil kann auch unlösbar mit den. Plauelachaft |
| verbunden sein; in diesem Pall mttsa der Kolbva Von |
| einer seiner Ausnehmuugen 68 aus nach unten. |
| durchgehend geschlitzt seine um ein sei tliches |
| Einschieben des ]?leuels in die Anonehmung a zwischen |
| die Attfnn?imcflä.clien und ein doranf' 'folgendes acliwenkcn |
| den Fleuele in seine Utriebelrtgo zu ermöglichen. |