DE19525059C2 - Ottomotor für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge, bei dem die Nockenwelle die Antriebswelle ist - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Viertakt-Ottomotor entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Gebräuchliche Zweitakt- oder Viertakt- Verbrennungsmotoren im Leistungsbereich oberhalb von 10 kW sind oft zur Erzielung einer hohen Motorleistung auf hohe Drehzahlen ausgelegt. Bei Zweitaktmotoren sind Drehzahlen bis 16.000 Upm, bei Viertaktmotoren bis 12.000 Upm üblich. Um das zum Antrieb von Maschinen notwendige Drehmoment zu erzielen ist der als Abtriebswelle benutzten Kurbelwelle ein Getriebe nachgeschaltet, mit dem die Umdrehungszahl herabgesetzt wird. Die Getriebe verbrauchen aber Motorleistung; bei Fahrzeugen muß außerdem ihre Masse stets mitbewegt werden, was zu einem zusätzlichen Leistungsverbrauch führt. In vielen Fällen, beispielsweise bei Flugmotoren, würde eine Herabsetzung auf die halbe Drehzahl, z. B. 4000 bis 6000 Upm, bereits genügen.

In der US-Patentschrift 2 559 079 ist ein Viertakt-Modellflugzeugmotor beschrieben, bei dem die Nockenwelle von einem Zahnrad angetrieben wird, das auf einer Stummelwelle sitzt und mit Hilfe eines Stiftes, der in eine Aussparung des Kurbelzapfens eingreift, angetrieben wird. Diese Ausgestaltung soll ermöglichen, daß die Kurbelwelle abgenommen werden kann, ohne daß dabei die zeitliche Zuordnung der Ventilbetätigung verloren geht.

Bei diesem Motor ist die Handhabung bei Reparaturen erleichtert, aber eine Lösung des Problems, die Drehzahl der Antriebswelle herabzusetzen ohne die Motorleistung zu beeinträchtigen, wird damit nicht gegeben.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Otto-Motor so auszugestalten, daß die Drehzahl seiner Abtriebswelle gegenüber der Kurbelwelle herabgesetzt ist, ohne daß ein zusätzliche Getriebe erforderlich wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Ottomotor mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Anmelder der vorliegenden Erfindung ist Inhaber des nicht vorveröffentlichten deutschen Patentes P 44 08 572.9 und des parallelen Gebrauchsmusters G 94 04 274.8, in denen für Modellflugzeugmotore bereits beschrieben ist, daß die Nockenwelle als Abtriebswelle eingesetzt wird, um die Drehzahl herunterzusetzen.

Der Erfinder hat festgestellt, daß überraschender Weise diese Konstruktion auf große, für Kraftfahrzeuge geeignete Motoren in der Leistungsklasse oberhalb 10 kW übertragen werden kann, wenn die Nockenwelle so dimensioniert wird, daß sie die Kräfte der Kurbelwelle aufnehmen kann ohne sich dabei zu verwinden oder zu verbiegen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird anders als bisher üblich die für die Ventilsteuerung vorgesehene Nockenwelle und nicht die Kurbelwelle als Abtriebswelle ausgebildet. Die Nockenwelle dreht sich bei einem Viertakt-Ottomotor mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle, so daß auf diese einfache Weise eine Abtriebswelle mit herabgesetzter Drehzahl zur Verfügung steht. Die Nockenwelle, deren Lager und die Kraftübertragung von der Kurbelwelle zur Nockenwelle werden dementsprechend dimensioniert. Ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe ist daher nicht mehr notwendig, was zu einer Gewichtsersparnis führt. Durch die Halbierung der Kurbelwellendrehzahl wird das Drehmoment des Motors an der als Abtriebswelle verwendeten Nockenwelle annähernd verdoppelt. Da der erfindungsgemäße Motor kleiner und leichter gebaut werden kann als ein vergleichbarer herkömmlicher Motor, ist er besonders als Flugmotor geeignet.

Der Antrieb der Nockenwelle durch die Kurbelwelle erfolgt vorzugsweise über ein Zahnrad bzw. Zahnräder. Es ist aber ebenfalls möglich, den Antrieb mittels eines Zahnriemens, einer Rollenkette o. dgl. auszuführen.

Weiterhin ist es sinnvoll, die Lager der Nockenwelle entsprechend der im Vergleich zu den früheren Konstruktionen höheren Belastung zu verstärken. Demgemäß ist zumindest eines der Lager der Nockenwelle als Schrägkugellager ausgebildet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es handelt sich dabei um einen Zweizylinder-Boxermotor.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 sind mit 1 die Kurbelwelle 1 und mit 2 die Nocken­ welle bezeichnet. Die beiden die Kurbelwelle 1 antreibenden Zylinder Z1 und Z2 sind nur angedeutet. An der Kurbelwelle 1 ist ein Zahnrad 4 befestigt, das in ein an der Nockenwelle 2 befestigtes Zahnrad 5 eingreift. Mittels dieser beiden Zahnräder treibt die Kurbelwelle die Nockenwelle an. Der Radius des an der Kurbelwelle befestigten Zahnrades 4 beträgt die Hälfte des an der Nockenwelle befestigten Zahnrades 5, so daß sich die Nockenwelle mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht. Der Antrieb der Nockenwelle 2 durch die Kurbelwelle 1 kann ebenfalls über einen Zahnriemen, eine Rollenkette o. ä. erfolgen. Die Verwendung von Zahnrädern 4 und 5 als Nockenwellenantrieb hat den Vorteil, daß durch die entgegengesetzte Drehrichtung von Kurbel- und Nockenwelle ein Teil der bei Notorbeschleunigungen auftretenden Drehmomente neutralisiert wird, so daß bei einer Verwendung als Flugmotor das Flugzeug beim Gasgeben während des Fluges nicht instabil wird.

Fig. 2 zeigt ebenfalls die Kurbelwelle 1, die Nockenwelle 2 und die Zahnräder 4 und 5. Die Kurbelwelle ist auf Lagern 6 gelagert und treibt die Nockenwelle über die Zahnräder 4 und 5 an. Die Nockenwelle ist auf Lagern 7 gelagert, von denen in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zumindest eines als Schrägkugellager ausgebildet ist. Ein Flugzeug-Propeller 3 ist an der als Abtriebswelle dienenden Nockenwelle bzw. an einer Verlängerung der Nockenwelle befestigt.

Claims (5)

1. Ottomotor für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge, mit einer Kurbelwelle und einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle, welche mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle die Abtriebswelle ist.

2. Ottomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Nockenwelle größer ist als die Querschnittsfläche der Kurbelwelle.

3. Ottomotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nockenwelle durch die Kurbelwelle über ein Zahnrad bzw. Zahnräder erfolgt.

4. Ottomotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nockenwelle durch die Kurbelwelle über einen Zahnriemen, eine Rollenkette o. dgl. erfolgt.

5. Ottomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Lager der Nockenwelle als Schrägkugellager ausgebildet ist.