DE2606360C3 - Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents
Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-BrennkraftmaschineInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
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- F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
- F01C1/067—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having cam-and-follower type drive
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Description
Die Erfindung betrifft ein Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine
mit zwei jeweils diametral angeordnete Kolben aufweisenden Kolbenpaaren, wovon das eine mit ungleichförmiger
Geschwindigkeit umlaufende Kolbenpaar mit einer zentrisch angeordneten Welle und das
andere Kolbenpaar mit einem drehfest mit ihm verbundenen, diametral angeordnete öffnungen aufweisenden
Mantel und mit beiden Seitenteilen eine Rotoreinheit bildet. Ein derartiges Führungsgetriebe
einer mittelachsigen Rotationskolben-Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 2161298 bekannt.
Bei der bekannten Maschine sind beide als Schwungmassen ausgebildete Kolbenpaare mit zentrisch
eingebauten Freiläufen versehen, womit die jeweils in Beschleunigung befindliche Schwungmasse
kraftschlüssig mit der im stationären Gehäuse gelagerten Antriebswelle verbunden ist. Zur Erzeugung
der Antriebskraft ist die jeweils verzögerte Schwungmasse als Gegenkolben gedacht. Da diese sich dabei
zwangsläufig von der Welle löst und nun durch den gebildeten Luftpolster mitbeschleunigt wird, kann der
Kompressionsdruck nicht größer werden als die zur Beschleunigung erforderliche Kraft, bezogen auf die
Abstoßfläche^ Damit ist ein ausreichender Konipressionsdruck
selbst bei hoher Beschleunigung nicht erreichbar. Bei der bekannten Maschine kann sich der
Verbrennungsdruck nicht gegen ein stationäres Maschinenteil abstützen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine obengenannter Art zu schaffen,
die bei geringem Bauvolumen ein mitumlaufendes Führungsgetriebe aufnimmt, das eine sichere Abstützung
des Verbrennungsdruckes zur einen Seite hin bewirkt und dabei einen Viertakt-Arbeitsablauf so steuert,
daß mit dem entgegengesetzt gerichteten Verbrennungsdruck eine wirksame Antriebsleitung
erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
a) Die Rotoreinheit ist mit einer Abtriebswelle drehfest verbunden und läuft mit gleichförmiger
Geschwindigkeit um,
b) die Welle trägt an ihren Enden Ritzel, die jeweils mit zwei diametral angeordneten Zahnsegmenten
in Eingriff stehen, die in den Seitenteilen drehbar gelagert sind und jeweils eine Aussparung
aufweisen, die eine auf einer Welle drehbar gelagerte Ablaufrolle aufnimmt, die auf einer ellipsenähnlichen
Innenwandung des stationären Gehäuseteils abläuft.
Bei der erfindungsgemäßen mittelachsigen Brennkraftmaschine wird also der Verbrennungsdruck der
einen Seite von den Zahnsegmenten aufgenommen, welche die Kraft nur in der Umfangsrichtung übertragen
können. Die bevorzugt innerhalb des Teilkreises der Zahnsegmente gelagerten Ablaufroilen werden
dabei gegen die Innenwandung des stationären Gehäuses gedrückt und stützen somit den Verbrennungsdruck
ab. Die Konturen der Innenwandung weisen dabei eine ellipsenähnliche Form auf, so daß bei
einer Umdrehung des Rotors ein Viertakt-Arbeitsablauf
gesteuert wird, und zwar derart, daß der Umfangswinkel des Arbeits- bzw. Ansaughubes bedeutend
größer ist als der Umfangswinkel des Verdichtungs- bzw. Ausstoßhubes, wobei eine günstige
Steuerung des Viertakt-Arbeitsablaufes und Anordnung der Ein- und Auslaßöffnungen möglich ist.
Um die außermittige Bewegung der Ablaufrollen und damit die Exzentrizität der ellipsenähnlichen Innenbahn
äußerst gering zu halien, isi iiach einem weiteren
Vorschlag der Erfindung jeweils der Teilkreis des Zahnsegmentes größer als der Teilkreis des Ritzels,
und die Lagerung der Ablaufrolle liegt auf der Welle innerhalb des Teilkreises des Zahnsegmentes.
Auch ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung von Vorteil, daß die Umlenkung des Verbrennungsdrukkes
durch das Führungsgetriebe gegen die genannte Innenbahn eine über den ganzen Verbrennungsablauf
gleichmäßige feste Abstützung bewirkt und der Arbeitsdruck nicht von einer mitumlaufenden Schwungmasse
oder von einem kurbelartig gesteuerten Gegenkolben mit veränderlicher Gegenwirkung abhängig
ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Brennkraftmaschine gemäß der Linie F-F in Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Führungsgetriebe gemäß der Linie G-G in Fig. 1
Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie H-H in
Fig. 1, und
Fig. 5 einen Längsschnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 2 und B-C in Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine
gezeigt, die sich aus dem Kammerteil I Und den beiderseits angeordneten Getriebeteilen II
sowie den ebenfalls symmetrischen Maschinenenden III mit den Wellenlagerungen zusammensetzt.
Die Teile 1,2 und 3 sind durch die Schraubenbolzen 5 zu einem stationären Gehäuse verbunden. In dem
Kammerteil I (Fig. 2) ist einmal das als Segmente ausgebildete Kolbenpaar 6 mit einem Mantel 7 fest
verbunden. Der Mantel 7 ist wiederum drehfest mit den beiden symmetrisch angeordneten Seitenteilen 8
verbunden. Die Seitenteile 8 weisen zwei segmentförmige Ansätze 8u (Fig. 5) auf, die, den Getriebeteil
überbrückend, die Verbindung zu den Endteilen 9 bilden. Die genannten Teile 6 bis 9 sind durch die
Schrauben 10 und 11 (Fig. 5) und durch die Bolzen 12 (Fig. 1) zu einem kompakten Rotor fest verbunden,
der den Antriebsteil der Maschine bildet. An den Rotorenden sind die Teile 9 zu Zapfen ausgebildet,
die, jeweils durch die Lager 13 in den Gehäuseenden geführt, die Abtriebswelle 29 bilden. In den durch die
Teile 6 bis 8 gebildeten Arbeitsraum gleitet das Kolbenpaar 14, das in geeigneter Weise drehfest mit einer
zentrisch angeordneten Welle 15 verbunden ist, hier z. B. als Schwalbenschwanzverbindung daroestePt
(ebenso auch als Schraubverbindung ausführbar). Die Welle 15 ist in dem hier gezeigten Ausführmigsbeispiel
mit den Nadellagern 17 in den kammerbegrenzenden Seitenteilen 8 und mit den Nadellagern 18
noch mal in den beiden Endteilen 9 gelagert. Die Welle 15 trägt an ihren Enden Ritzel 16, die jeweils
mit zwei diametral angeordneten Zahnsegmenten 19 in Eingriff steht und so die Verbindung zum Führungsgetriebe
herstellt.
Fig. 3 und Fig. 4, Querschnitt durch den Getriebeteil II, zeigen die Zahnsegmente 19. Diese Zahnsegmente
19 sind jeweils mit einer gabelförmigen Aussparung 19a versehen, die eine drehbar gelagerte
Ablaufrolle 23 aufnehmen.
Die Zahnsegmente 19 sind zwischen den Teilen 8 und 9 jeweils zweifach symmetrisch angeordnet und
mit den Nadellagern 20 in Teil 8 sowie mit den Nadellagern 21 in Teil 9 gelagert. Die Abstützrollen 23 laufen
ebenfalls auf Nadellagern und sind mit Wellen 22 in der segmentförmigen Aussparung 19a des Zahnsegmentes
19 gelagert. Die Rollen 23 läufer» auf der ellipsenförmigen Innenwandung 28 des Gehäuseteils
2 ab.
In dem den Kammerteil I der Brennkraftmaschine umschließenden Mantel 7 befinden sich zwei diametral
angeordnete öffnungen 24 (Fig. 2), welche die Ein- und Auslaßschlitze bilJen. Der Mantel 7 gleitet
mit seiner Außenfläche im umschließenden mittleren Teil 1 des stationären Gehäuses. In dem Gehäuseteil
1 befinden sich die Gemisch- oder Luft-Zuführung 25, der Abgaskanal 26 und die Zündkerze 27.
An Stelle der Zündkerze kann auch eine Einspritzdüse eingesetzt werden. Bei der vierfachen Anordnung der
Zahnsegmente 19 können diese auch scheibenförmig fliegend gelagert mit ebenfalls fliegend angeordneten
Ablaufrollen ausgeführt werden. Durch die Teile 19 mit 19a sowie den Teilen 20 bis 23 wird ein Führungsgetriebe
gebildet, das gegenüber der Rotoreinheit (Teile 6,7,8) ReiaüYbewegungen ausführt. Die Antriebswelle
kann an ihren Enden Ritzel 30 tragen, die bei einer Anordnung Von mehreren Maschinen, z. B.
in Zwillingsanordnung, die Antriebskraft auf eine gemeinsame Antriebswelle übertragen.
Damit die Ablauf rollen 23 immer gegen die Innenwandu.ng
28 des Gehäuses gehalten werden, sind Blattfedern 31 angedeutet (Fig, 3 und 4)s Die Endteile
9 und die Welle 15 sind als Hohlwellen ausgebildet und ermöglichen den Eintritt einer Schmier- und
Kühlflüssigkeit. Durch die Fliehkraft wird die Flüssigkeit durch entsprechende Durchlritte (nicht dargestellt)
in die Lager- und Kühlstellen gedrückt und kann am Umfang des Gehäuses an einer oder mehreren
Stellen abgezogen werden.
Die Arbeitsweise der Brennkammermaschine wird nun im folgenden beschrieben: Zunächst wird der
Rotor durch einen Anlasser in Bewegung gesetzt. Die Ablaufrollen 23, durch die Federkraft 31 (oder gleich
wirkender Elemente) und Fliehkraft gegen die Innenwandung 28 des stationären Gehäuses gedruckt, steuern
einen Viertakt-Arbeitsablauf. Die in dem Mantel7 befindlichen öffnungen 24 stehen einmal
unmittelbar vor der Zündkerze 27 und auf der gegenüberliegenden Seite kurz vor dem Gemisch-Zuführungskanal
25 (Fig. 2). In dem Moment, wenn die Ablauf rollen 23 die unteren Totpunkte (Fig. 3) der
*> Ellipsenbahri 28 gerade überschritten haben, gleitet
die Öffnung 24 unter der Zündtasch. mit der Zündkerze
27 entlang und die Zündung ertolj,:. Der Verbrennungsdruck
wirkt nun auf der einen Seite gegen den Kolben 14, überträgt die Kraft über die Ritzel-
« enden 16 der Welle 15 auf die Zahnsegmente 19 und damit aur die Ablaufrollen 23. Diese drücken gegen
die Ellipsenbahn 28 und blockieren den auf den Kolben 14 wirkenden Verbrennungsdruck. Dieser wirkt
nun auf der anderen Seite voll auf den mit dem Rotor
JO drehfest verbundenen Kolben 6.
Beim Weiterdrehen des Rotors bewirkt der Ablauf der Rolle 23 auf dem aufsteigendem Teil der Ellipsenbahn
28 eine zwangsgeführte Relativbewegung (Verlangsamung) des Kolbens 14, der dadurch die Brenn-
J5 kammer 4 freigibt und somit den Arbeitsablauf der
Verbrennung ermöglicht. Auf der gegenüberliegenden Seite wird gleichzeitig durch die öffnung 24, die
am Zuführungskanal 25 im Gehäuseteil 1 entlanggleitet. Gemisch (bzw. Luft) angesaugt. Auf der einen
Seite läuft nun der Arbeitshub und auf der anderen Seite der Ansaughub ab.
Btjn Weiterdrehen des Rotors kommen die Ablaufrollen
23 an die oberen Totpunkte (Fig. 4). Nun bewirkt die Antriebsenergie den Ablauf der Rollen
23 auf den abfallenden Teilen der EHipsenbahn 28 und damit eine Beschleunigung des Kolbenpaares 14,
wodurch das Verdichten des Gemisches in der einen und das Ausdrücken der verbrannten Gase aus der
anderen Brennkammer 4 gesteuert wird.
so Die ellipsenförmige Innenbahn 28 im Gehäuseteil 2 ist so ausgebildet, daß durch den Ablauf der
Rollen 23 der Umfangswinkel des Arbeitshubes bedeutend größer ist als der des Anstoßhubes, so daß
einmal „ine bessere Überdeckung des Ausstoßhubes durch einen entsprechend versetzten Arbeitshub und
zum anderen beim Übersteuern der im Mantel 7 befindlichen Ein- bzw. Auslaßöffnungen 24 unter den
im mittleren Gehäuseteil 1 befindlichen Abgaskanal 26 die vollständigf Hubbewegung des Kolbens 14 abläuft,
so daß die Gdskanäle (26, 25) so angeordnet werden können, daß die öffnung 24 zwischen dem
Ausstoß* und Ansaughub vom Gehäuseteil 1 überdeckt und abgedichtet ist, so daß kein Überschneiden
bei der Ausstoß- und Ansaugsteuerung zwischen einer noch nicht ganz geschlossenen Brennkammer beim
Übersteuern der Gaskanäle 26, 25 einerseits sowie einer noch nicht ganz überdeckten öffnung 24 im
Mantel 7 möglich ist.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit zwei
jeweils diametral angeordnete Kolben aufweisenden Kolbenpaaren, wovon das eine mit ungleichförmiger
Geschwindigkeit umlaufende Kolbenpaar mit einer zentrisch angeordneten Welle und
das andere Kolbenpaar mit einem drehfest mit ihm verbundenen, diametral angeordnete Öffnungen
aufweisenden Mantel und mit beiden Seitenteilen eine Rotoreinheit bildet, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
a) die Rotoreinheit (6, 7, 8) ist mit einer Abtriebswelle (29) drehfest verbunden und läuft
mit gleichförmiger Geschwindigkeit um,
b) die Welle (15) trägt an ihren Enden Ritzel (16), die jeweils mit zwei diametral angeordneten
Zahnsegmenten (19) in Eingriff stehen, die m den Seitenteilen (8) drehbar gelagert
(20, 21) sind und jeweils eine Aussparung aufweisen (19a), die eine auf einer Welle (22) drehbar gelagerte Ablaufrolle
(23) aufnimmt, die auf einer ellipsenähnlichen Innenwandung (28) des stationären
Gehäuseteils (2) abläuft.
2. Führungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Teilkreis des
Zahnsegmentes (19) größer ist als der Teilkreis des Ritzels (16) und die Lagerung der Ablaufrolle
(23) auf der Welle (22) innerhalb des Teilkreises des Zahnsegmentes (lq) lieg"
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2606360A DE2606360C3 (de) | 1976-02-18 | 1976-02-18 | Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2606360A DE2606360C3 (de) | 1976-02-18 | 1976-02-18 | Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2606360A1 DE2606360A1 (de) | 1977-08-25 |
DE2606360B2 DE2606360B2 (de) | 1978-10-19 |
DE2606360C3 true DE2606360C3 (de) | 1979-06-21 |
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ID=5970120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2606360A Expired DE2606360C3 (de) | 1976-02-18 | 1976-02-18 | Führungsgetriebe für eine mittelachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (4)
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DE4115289A1 (de) * | 1991-05-10 | 1992-11-12 | Piening Helmut Dipl Ing | Bahngesteuerte rotationskolbenmaschine |
DE4324997A1 (de) * | 1993-07-26 | 1995-02-16 | Sabet Huschang | Mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine |
US5816788A (en) * | 1996-07-08 | 1998-10-06 | Yakirevich; Yakov | Rotary engine having a transmission including half-pinions and cams |
-
1976
- 1976-02-18 DE DE2606360A patent/DE2606360C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2606360A1 (de) | 1977-08-25 |
DE2606360B2 (de) | 1978-10-19 |
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