DE2206457A1

DE2206457A1 - DRIVE MACHINE, IN PARTICULAR COMBUSTION MACHINE WITH CRANKSHAFT-FREE POWER TRANSMISSION

Info

Publication number: DE2206457A1
Application number: DE19722206457
Authority: DE
Inventors: Erich Oelmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1972-02-11
Filing date: 1972-02-11
Publication date: 1973-08-16

Description

Antriebsmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit blrbelwellenfreier Kraftübertragung (Zusatz zu P 21 34 584.6) Die Erfindung betrifft eine Antriebsmaschiné, insbesondere Brennkraftmaschine,mit einer kurbelwellenfreien Kraftübertragung mit einem zylindrischen Gehause, einer in das zylindrische Gehäuse eingesetzten Zylinderlaufbuchse und einem in der Zylinderlaufbuchse hin- und hergehenden Kolben nach Patent P 21 34 584. Drive machine, in particular internal combustion engine with no bubbling waves Power transmission (addendum to P 21 34 584.6) The invention relates to a drive machine, in particular internal combustion engine, with a crankshaft-free power transmission a cylindrical housing, a cylinder liner inserted into the cylindrical housing and a piston reciprocating in the cylinder liner according to patent P 21 34 584.

Die in der Patentanmeldung P 21 34 584.6 offenbarte Brennkraftmaschine weist ein zylind.risches Gehäuse mit einer Zylinderlaufbuchse und einem darin hin- und hergehenden Kolben auf. Der Kolben besitzt zwei einander diametral gegenüberliegende und radial nach außen abstehende Rollen, die durch einen endlosen, i.n der Abwicklung wellenförmigen Schlitz in der Zylinderlaufbuchse hindurchgreifen. Der wellenförmiges Schlitz in der Zylinderlaufbuchse wird durch zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Hälften einer Zylinderlaufbuchse gebildet. Die Enden der durch den wellenförmigen Schlitz hindurchgreifenden Bolzen greifen in jeweils eine axiale Nut aia Innenumfang eines das zyes lindrische Gehäuse umgebenden Zahnkranz/ ein. Wenn der Kolben in herkömmlicher Weise durch die Verbrennung eines Luft-/Kraftstoffgemisches hin- und hertewegt wird, gleiten die vom Kolben radial abstehenden Bolzen längs des wellenförmigen Schlitzes bzw. längs der wellenförmigen Bahn, so daß der Kolben während seines hubes in Drehung versetzt wird. Die Drehbewegung des Kolbens wird über die von ihm radial ab stehenden Bolzen auf den das zylindrische Gehäuse umgebenden Zahnkranz übertragen. Die Drehbewegungen des Zahnkranzes können in herkömmlicher Weise über bekannte Zahntriebe über herkömmliche Getriebe auf die Antriebsachsen eines Kraftfahrzeuges übertragen werden.The internal combustion engine disclosed in patent application P 21 34 584.6 has a cylindrical housing with a cylinder liner and a and reciprocating pistons. The piston has two diametrically opposite one another and radially outwardly protruding rollers, which by an endless, i.n the development Reach through the wave-shaped slot in the cylinder liner. The wavy one The slot in the cylinder liner is made by two axially spaced apart arranged halves of a cylinder liner formed. The ends of the through the wavy Grip the bolt through the slot in one axial each Nut aia inner circumference of a ring gear surrounding the cylinder housing. When the piston is conventionally produced by the combustion of an air / fuel mixture is moved back and forth, the bolts protruding radially from the piston slide longitudinally of the undulating slot or along the undulating path, so that the piston is set in rotation during its stroke. The rotation of the piston will Via the bolts that stand out radially from it on the surrounding the cylindrical housing Transferring the ring gear. The rotary movements of the ring gear can be in conventional Way via known gear drives via conventional gears on the drive axles of a motor vehicle.

Die hin- und hergehenden Bewegungen des Kolbens werden somit durch die Zwangsführung der radial vom Kolben abstehenden Bolzen in der wellenförmigen Bahn der Zylinderlaufbuchse in Drehbewegungen umgewandelt. Die vom Kolben radial abstehenden Bolzen müssen daher die vom hin- und hergehenden Kolben ausgeübten Kräfte aufnehmen. Die vom Kolben auf die radial abstehenden Bolzen ausgeübtci träfte erreichen ihren maximalen Wert, wenn sich der Kolben in einem oberen und unteren Totpunkt befindet. In den oberen und unteren Totpunktstellungen ist die Bewegung der Kolben in Richtung der Kolbenachse bis auf null abgesunken, so daß d4e radial abstehenden Bolzen in den Totpunkten des Kolbens die gesamte vom Kolben ausgeübte Kraft auf-nehmen müssen, wogegen während der Hubbewegung des Kolbens zwischen den beiden Totpunkten die von den Bolzen aufzunehmende Kraft geringer ist, da der größte Teil der vom Kolben abgegebenen Energie in eine Drehbeweg gw umgewandelt wird.The reciprocating movements of the piston are thus carried out the forced guidance of the bolts protruding radially from the piston in the wave-shaped Path of the cylinder liner converted into rotary movements. The one from the piston radially protruding bolts must therefore absorb the forces exerted by the reciprocating piston take up. The forces exerted by the piston on the radially protruding bolts can be achieved their maximum value when the piston is in a top and bottom dead center is located. The pistons move in the top and bottom dead center positions dropped to zero in the direction of the piston axis, so that d4e protrudes radially The bolts in the dead centers of the piston absorb the entire force exerted by the piston must, whereas during the stroke movement of the piston between the two dead centers the force to be absorbed by the bolts is less, since the greater part of the The energy given off by the piston is converted into a rotary movement gw.

Wenn also der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht hat, haben die vom Kolben radial abstehenden Bolzen-die größte Energie aufzunelimen, die aufgrund der Verbrennung des T;tift-/ Kraftstoffgemisches sprunghaft zunimmt. Bei Brennkraftmaschinen der vorbezeichneten Art, die über eine hohe Leistung verfügen, köunen somit die vom Kolben radial abstehenden Bolzen erheblichen Stoßbelastungen ausgesetzt sein.So when the piston has reached its top dead center, to have the bolts protruding radially from the piston - the greatest energy to be glued up due to the combustion of the pen / fuel mixture increases by leaps and bounds. In internal combustion engines of the aforementioned type, which have a high performance, can thus be the bolts protruding radially from the piston may be exposed to considerable shock loads.

Es sollten daher bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art MaBnahmen getroffen werden, mit welchen die einen vorzeitigen Verschleiß der radial abstehenden Bolzen hervorrufenden Wirkungen der Stoßbelastungen ausgeschaltet werden.In the case of an internal combustion engine, it should therefore be of the type mentioned at the beginning Kind of measures are taken with which the premature wear of the radially protruding bolts eliminating the effects of shock loads will.

Dies wird bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art, bei welcher der Kolben einander diametral gegenüberliegende und radial abstehende Bolzen aufweist, die durch eine endlose kulissenartige, wellenförmige Bahn in der Zylinderlaufbuchse hindurchgreifen und mit einem die Zylinderlaufbuchse umgebenden, im zylindrischen Gehäuse drehbar gelagerten Zahnkranz drehfest, jedoch axial verschieblich gelagert sind, und bei welcher der Zahnkranz mit dem Getriebe verbunden ist, dadurch erreicht, daß die in der kulissenartigen Bahn geführten Bolzen mit einer gummielastischen Büchse und einem die gummielastische Büchse umgebenden Metallring versehen sind.This is the case with an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning, in which the piston is diametrically opposite and radially protruding Has bolts, which by an endless link-like, wave-shaped path in the Reach through the cylinder liner and with a surrounding the cylinder liner, Sprocket rotatably mounted in the cylindrical housing, non-rotatably, but axially displaceable are stored, and in which the ring gear is connected to the transmission, thereby achieved that the guided in the link-like path bolts with a rubber-elastic Bushing and a metal ring surrounding the rubber-elastic bushing are provided.

Wenn die Bolzen mit einer gummielastischen Büchse und einem die gummielastische Buchse umgebenden Metallring versehen sind, bleibt auf der einen Seite die gute Gleitfähigkeit des Bolzens in der kulissenartigen Bahn erhalten und werden auf der anderer Beize die in den Totpunkten auftretenden Stoßbelastungen durch die gummielastische Büchse größtenteils absorbiert. Die Elastizitt des für die gummielastische Büchse verwendeten Werkstoffes wird sich dabei ncch det Leistung des Motors und damit nach der Größe der zu absorbierenden Stoßbelastungen richter müssen. Da ein Großteil der Stoßbe'lastungen durch die gummielastische Büchse absorbiert wird, wird an die Bolzen nur noch eine geringe oder gar keine Stoßbelastung mehr abgegeben, so daß dadurch die Beanspruchung des Bolzens und damit dessen Verschleiß erheblich herabgesetzt sind.If the bolts with a rubber-elastic bushing and one the rubber-elastic The metal ring surrounding the socket is provided, the good remains on the one hand Slidability of the bolt in the link-like path and are on the other pickling the shock loads occurring in the dead centers due to the rubber-elastic Bush mostly absorbed. The elasticity of the for the rubber elastic rifle The material used will depend on the performance of the engine and thus on the size of the shock loads to be absorbed. Because a lot the shock loads is absorbed by the rubber-elastic sleeve, is transferred to the Bolts only emitted a small or no shock load at all, so that this significantly reduces the stress on the bolt and thus its wear are.

Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit einem hin- und hergehenden Kolben mit radial abstehenden Bolzen, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bolzen.In the following, an embodiment of the invention is based on explained in more detail by drawings. In the drawings: FIG. 1 shows a cross section by an internal combustion engine with a reciprocating piston with radially protruding Bolt, FIG. 2 shows a cross section through a bolt according to the invention.

Die in Figur 1 dargestellte Brennkraftmaschine weist ein aus zwei Hälften bestehendes zylindrisches Gehäuse 1 mit Kühlräumen 2 auf, Die Teilebene des zylindrischen Gehäuses steht in rechtem Winkel zu dessen Längsachse. I)as zylindrische Gehäuse 1 ist mit einer Zylinderlaufbuchse 3 versehen, in welcher ein Doppelkolben 4 mit in üblicher Weise eingesetzten Kolbenringen 5 hin- und herbeweglich gelagert ist. Die in herkömmlicher Weise in die Arbeitsräume 6 führenden Einlaß- und Auslaßleitung für die Zufuhr eines Luft-/Kraftstoffgemischen und das Ausstoßen des Abgases sowie die in die Arbeitsräume reichenden Zündkerzen für Ottomotore bzw. in die Arbeitsräume 6 reichenden Vorwärmeinrichtungen für Dieselmotore sind in der Zeichnung nicht dargstellt.The internal combustion engine shown in Figure 1 has one of two Halves of existing cylindrical housing 1 with cooling spaces 2, the sub-level of the cylindrical housing is at right angles to its longitudinal axis. I) as cylindrical Housing 1 is provided with a cylinder liner 3 in which a double piston 4 mounted to move back and forth with piston rings 5 used in the usual way is. The inlet and outlet lines leading into the working spaces 6 in a conventional manner for the supply of an air / fuel mixture and the expulsion of the exhaust gas as well the spark plugs for gasoline engines reaching into the workrooms or into the workrooms 6 reaching preheating devices for diesel engines are in the Drawing not shown.

Die Zylinderlaufbuchse 3 besteht aus zwei, axial hintereinander liegenden Hälften, die voneinander in axialem Abstand liegen und zwischen sich eine um den gesamten Umfang verlaufende, endlose kulissenartige Führungsbahn 7 einschließen. In der Abwicklung hat die kulissenartige Pührungsbahn die Porm von zwei gleichen, hintereina.nder liegenden Wellen. Die Führungsbahn 7 hat somit zwei Wellenberge und zwei Wellentäler, wobei die beiden Wellenberge und die beiden Wellentäler einander diametral gegenüberliegen.The cylinder liner 3 consists of two axially one behind the other Halves that are axially spaced and between them one around the Include the entire circumference extending, endless link-like guide track 7. In the development, the backdrop-like guiding track has the shape of two equal, behind the lying waves. The guide track 7 thus has two wave crests and two wave troughs, the two wave crests and the two wave troughs being mutually exclusive diametrically opposite.

Der Doppelkolben 4 weist in der Höhe seines Schwerpunktes zwei diametral gegenüberliegende und radial abstehende Bolzen 8 auf, welche durch die kulissenartige Führungsbahn hindurchgreifen und von der Bahn radial nach außen abstehen. Die freien Enden der radial abstehenden Bolzen greifen in Axialnuten 12 eines das zylindrische Gehäuse 1 umgebenden Zahnkranzes 10 ein. Die Axialnuten 12 befinden sich am Innenumfang des Zahnkranzes 10 und erstrecken sich über die gesamte Breite des Zahnkranzes. Die Bolzen 8 sind in den Axialnuten 12 des Zahnkranzes 10 verschiebbar gelagerbt.The double piston 4 has at the height of its center of gravity two diametrically opposite and radially protruding bolts 8, which by the link-like Reach through the guide track and protrude radially outward from the track. The free Ends of the radially protruding bolts engage in axial grooves 12 of one of the cylindrical ones Housing 1 surrounding ring gear 10 a. The axial grooves 12 are located on the inner circumference of the ring gear 10 and extend over the entire width of the ring gear. The bolts 8 are mounted displaceably in the axial grooves 12 of the ring gear 10.

Der das zylindrische Gehäuse 1 umgebende Zahnkranz 10 kämmt mit einem Ritzel 15, da.s mit einer Antriebswelle 14 fest verkeilt ist. Die Antriebslsel:l e 14 steht in herkömmlicher Weise mit t einem Getriebe des Kraftfahrzeuges in Verbindung.The ring gear 10 surrounding the cylindrical housing 1 meshes with a Pinion 15, da.s is firmly keyed to a drive shaft 14. The drive island: l e 14 is connected in a conventional manner to a transmission of the motor vehicle.

Wenn der Doppelkolben 4 i.n herkömmlicher Weise durch die Verbrennung eines Luft-/Kraftstoffgemisches hin- und herbewegt wird, werden die beiden radial vom Kolben abstehenden Bolzen 8 in der kulissenartigen Führungsbahn 7 zwangsgeführt, so daß der Kolben 4 während einer hin- und hergehenden Bewegung in Umdre]lung versetzt wird. Da die Bolzen 8 in die Axialnuten 12 des Zahnkranzes 10 eingreifen und in den Axialnuten 12 axial verschieblich gelagert sind, wird die Drehbewegung des Kolbens 4 auf den Zahnkranz 10 übertragen. Der Zahnkranz 10 gibt die Drehbewegung über das Ritzel 15 an die Antriebswelle 14 weiter.When the double piston 4 i.n conventionally by the combustion an air / fuel mixture moved back and forth will be the two bolts 8 protruding radially from the piston in the link-like guide track 7 positively guided, so that the piston 4 during a reciprocating movement is set in rotation. Since the bolts 8 in the axial grooves 12 of the ring gear 10 engage and are mounted axially displaceably in the axial grooves 12, the The rotary movement of the piston 4 is transmitted to the ring gear 10. The ring gear 10 is there the rotary movement continues via the pinion 15 to the drive shaft 14.

Wie am besten in Figur 2 zu sehen ist, sind die vom Kolben radial abstehenden Bolzen 8 von einer gummielastischen Büchse 32 umgeben, die ihrerseits von einem Metallring 33 ummantelt ist. Der Außenumfang des in der Führungsbahn 7 gleitenden Bolzens P ird somit durch den Metallring 33 gebildet. Wenn auf den Bolzen 8 eine Stoßkraft P einwirkt, die ihn gegen eine Führungsfläche der Kulissenbahn 7 drückt, wird die gummielastische Büchse 32 entsprechend der Stoßbelattung verformt. Die auf den Bolzen ausgeiibte Stoßbelastung wird somit um die zur Verformung dei elastischen Büchse erforderliche Energie vermindert. Durch die oben dargelegte Ausgestaltung des Bolzens 8 kann somit der Verschleiß herabgesetzt und dadurch die Lebensdauer erhöht werden.As best seen in Figure 2, those from the piston are radial protruding bolt 8 surrounded by a rubber-elastic sleeve 32, which in turn is encased by a metal ring 33. The outer circumference of the in the guideway 7 sliding bolt P is thus formed by the metal ring 33. When on the bolt 8 an impact force P acts, which it against a guide surface of the slide track 7 pushes, the rubber-elastic sleeve 32 is deformed according to the shock lathing. The impact load exerted on the bolt is thus reduced by that required for deformation elastic sleeve reduces the energy required. By the design set out above of the bolt 8 can thus reduce wear and thereby the service life increase.

Der die guminielastische Büchse umgebende Metallring 33 kann einen in Axialrichtung verlaufenden Schlitz haben, der sich über die gesamte Breite des hülsenartigen Metallringes 33 erstreckt. Der Schlitz des Metallringes 33 befindet sich dabei an einer Stelle, die mit d.er kulissenartigen Füiirungsbahn 7 nicht in Berührung gelangt. Hierdurch wird verhindert, daß die beiden einander zugekeiirten und den Schlitz zwischen sich einschließenden Enden des hülsenartigen Metallringes 33 mit der kulisenartigen Führungsbahn 7 in Eingriff gelangen und die Führungsbahn zerstören. Auf der anderen Seite gestattet jedoch der Schlitz im hülsenartigen Metallring eine wirksame elastische Verformung der den Bolzen umgebenden gummielastischen Büchse, da sich der Durchmesser des Metallringes 33 durch das elastische Aufspreizen der den Schlitz begrenzenden Enden verändern läßt. Sowie die Stoßbelastung nachläßt und die gummielastische Büchse ihre ursprüngliche Form annimmt, kehrt auch der hülsenartige Metallring wieder in seine ursprüngliche Form zurück.The metal ring 33 surrounding the rubber-elastic sleeve can be a have axially extending slot that extends over the entire width of the sleeve-like metal ring 33 extends. The slot of the metal ring 33 is located is at a point that is not in line with the gate-like guide track 7 Touched. This prevents the two from being locked together and the slot between enclosing ends of the sleeve-like metal ring 33 come into engagement with the link-like guide track 7 and the guide track destroy. Permitted on the other hand however, the slot in the sleeve-like metal ring an effective elastic deformation of the surrounding the bolt rubber-elastic sleeve, since the diameter of the metal ring 33 through the elastic Spreading open the ends delimiting the slot can be changed. As well as the shock load wears off and the rubber-elastic sleeve assumes its original shape, it also returns the sleeve-like metal ring returns to its original shape.

Claims

EXPECTATIONS

1. Drive machine, in particular internal combustion engine, with a crankshaft-free one Power transmission with a cylindrical housing, one in the cylindrical housing inserted cylinder liner and one reciprocating in the cylinder liner Piston according to patent P 21 34 584, characterized in that the piston (4) is mutually has diametrically opposite and radially protruding bolts (8) through an endless, link-like, undulating path (7) in the cylinder sleeve (3) reach through and with a cylinder liner surrounding, in the cylindrical Housing (1) rotatably mounted ring gear (10) rotatably, but axially displaceable ge7.U.gerA; are, and that the ring gear (10) is connected to the transmission and that the guided in the link-like path bolts (8) with a rubber-elastic Bushing (32) and a metal ring (33) surrounding the rubber-elastic bushing are.

2. Drive machine according to claim 2, characterized in that the the rubber-elastic sleeve surrounding a metal ring (33) extending in the axial direction Has slot which extends over the entire width of the sleeve-like metal ring (33) extends.