DE3734135A1

DE3734135A1 - Kreiskolben mit abtriebseinrichtung fuer kreiskolbenmaschinen

Info

Publication number: DE3734135A1
Application number: DE19873734135
Authority: DE
Inventors: Erwin Biesinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-04-27
Also published as: DE3734135C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreiskolben in Dreiecksform mit Abtriebseinrichtung für eine Kreiskolbenmaschine, insbesondere Wankelmotor, zum Zusammenwirken mit einer Trochoiden-Laufbahn, mit einem zentralen, zu einem Abtriebszahnkranz mit Außenverzahnung parallelachsigen Innenzahnkranz größeren Durchmessers.

Ein Kreiskolben mit den genannten Merkmalen ist durch den Wankelmotor bekannt. Ein Charakteristikum einer Kreis kolbenmaschine sind die hohen Umdrehungszahlen des Kreis kolbens und Drehzahlverhältnisse zwischen dem Kreiskolben und der Abtriebswelle des Motors von in der Regel 2 : 3 oder auch 1 : 2. Für manche Anwendungsbereiche dieser Maschinen ist eine solche Drehzahlübersetzung günstig, für andere Anwendungsfälle jedoch nicht. So lassen sich Kreiskolbenmaschinen etwa als Antriebsmotoren für Schiffe oder Flugzeuge in den bekannten Ausführungsformen nur mit nachgeschalteten Untersetzungsgetrieben einsetzen. Solche Untersetzungsgetriebe bedeuten aber zusätzliches Gewicht, was bei vielen Anwendungsfällen nicht einfach in Kauf genommen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreiskol ben einer Kreiskolbenmaschine und seine Abtriebseinrich tung so auszubilden, daß ihr Anwendungsbereich vergrößert werden kann. Die spezielle Aufgabe besteht darin, Kreis kolben und Abtriebseinrichtung so auszubilden, daß die Abtriebswelle ohne nachgeschaltete gesonderte Unterset zungsgetriebe zum Kreiskolben auch ein Drehzahlverhältnis von 1 : 1 aufweisen kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge löst, daß der Kreiskolben über mindestens einen Wellen mitnehmer mit einer ungekröpften Abtriebswelle gekoppelt ist und diese Koppelung über mehrere runde Exzenterschei ben erfolgt, die in passenden Lagerausnehmungen des Wel lenmitnehmers um achsparallele Lagerzapfen drehbar ge lagert sind, die am Kreiskolben alle in gleichem Abstand zum Mittelpunkt seiner Innenverzahnung achsparallel be festigt oder gelagert sind. Vorteilhafterweise sind hier bei im Wellenmitnehmer drei Exzenterscheiben mit gleichem gegenseitigen Abstand ihrer Exzenterachsen gelagert, wobei der Wellenmitnehmer in Anpassung an die Form des Kreiskol bens eine Dreiecksform aufweisen kann.

Durch die Merkmale der Erfindung wird ein Kreiskolben mit Abtriebseinrichtung geschaffen, in welchen ein Unterset zungsgetriebe integriert ist, das auch ein Drehzahlver hältnis zwischen der Abtriebswelle und dem Kreiskolben von 1 : 1 ergibt. Ein weiterer und sich auf die Herstellkosten der Kreiskolbenmaschine positiv auswirkender Vorteil be steht darin, daß eine ungekröpfte zylindrische Abtriebs welle Verwendung finden kann, im Gegensatz zu den herkömm lichen gekröpften Abtriebswellen von Wankelmotoren, die einen höheren Lageraufwand erforderlich machen.

Die erfindungswesentlichen Konstruktionsteile des Kreis kolbens gemäß der Erfindung und seiner Abtriebseinrichtung lassen sich platzsparend und mechanisch robust weitgehend im Innern des Kreiskolbens anordnen, der hierzu als Hohl körper auf einer durchgehenden ungekröpften Abtriebswelle angeordnet sein kann, der in beiden Stirnwandungen mit seiner Innenverzahnung versehen ist, die jeweils mit einem koaxial zur Abtriebswelle im Gehäuse befestigten stationä ren Außenzahnkranz in Eingriff stehen, während in seinem Hohlraum ein einziger, auf der Abtriebswelle befestigter Wellenmitnehmer mit seinen drei Exzenterscheiben angeord net sein kann und sich die Lagerzapfen für die Exzenter scheiben jeweils zwischen den beiden Stirnwandungen er strecken können. Es kann aber auch ein einseitig außen an einem Kreiskolben angeordneter Wellenmitnehmer mit den genannen Eigenschaften vorgesehen sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes anhand der Zeichnung näher er läutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Kreis kolbens mit seiner Trochoiden-Laufbahn in zwei unterschiedlichen Stellungen, in welche die auf dem Kreiskolben stationären Lager zapfen drehbaren Exzenterscheiben und die ungekröpfte Abtriebswelle eingezeichnet sind;

Fig. 2 einen schematisierten Querschnitt durch den Kreiskolben und das ihn umgebende Gehäuse in Richtung der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen schematisierten Schnitt durch den zentralen Wellenmitnehmer der Abtriebsein richtung des Kreiskolbens in der Schnitt ebene III-III der Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 und 2 vergrößertem Maßstab.

Fig. 1 zeigt den in einem Gehäuse 10 ausgebildeten Zylin derraum 11 mit seiner eine Trochoiden-Laufbahn 12 für einen dreieckförmigen Kreiskolben 13 bildenden Außenwan dung. Der Kreiskolben 13 ist an seinen drei Ecken über Dichtleisten 14 an der Trochoiden-Laufbahn 12 abgestützt und bildet beim Umlauf mit seinem Außenrand 15 und der Trochoiden-Laufbahn 12 Maschinenkammern wechselnden Quer schnittes, die Verbrennungszylinderkammern sein können. Fig. 1 zeigt auch die Innenverzahnung 16, deren Mittel punkt 16.1 und deren Zahnteilkreis 16.2. Außerdem ist die mit der Innenverzahnung 16 in Eingriff stehende Außenver zahnung 17 kleineren Durchmessers mit ihrem Teilkreis 17.2 und ihrem versetzt zum Mittelpunkt 16.1 angeordneten Mit telpunkt 17.1 dargestellt.

In Fig. 1 sind außerdem drei Exzenterscheiben 18, 19 und 20 eingezeichnet, die um zum Kreiskolben 13 stationäre Lagerzapfen 21, 22 und 23 drehbar sind. Mit strichpunk tierten Linien ist der Kreiskolben 13 in einer abweichen den Drehstellung dargestellt, und ebenfalls mit strich punktierten Linien sind die drei Exzenterscheiben 18, 19 und 20 in der Stellung eingezeichnet, die sie bei der ab weichenden Kreiskolbenstellung 13 einnehmen.

Fig. 2 zeigt, daß beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Kreiskolben 13 als Hohlkörper mit zwei Stirnwandungen 13.1 und 13.2 ausgebildet ist, wobei in jeder Stirnwandung 13.1 eine Innenverzahnung 16 durch miteinander fluchtend eingesetzte Innenzahnkränze 16 a und 16 b gebildet ist. Die zugehörigen Außenverzahnungen 17 sind auf im Gehäuse 10 drehfest angeordneten Lagerbuchsen 24 a und 24 b für eine durchgehende ungekröpfte Abtriebswelle 25 ausgebildet, deren Längsachse durch den Mittelpunkt 17.1 des Außenzahn kranzes 17 verläuft und mit der gleichen Bezugsziffer be zeichnet ist.

Das Schnittbild der Fig. 2 zeigt auch, daß die drei Exzen terscheiben 18, 19 und 20 in passenden kreiszylindrischen Ausnehmungen 26.1 eines Wellenmitnehmers 26 angeordnet sind, der in dem Hohlraum 27 des Kreiskolbens 13 unterge bracht ist und drehfest mit der Abtriebswelle 25 verbunden ist. Der Wellenmitnehmer 26 hat gemäß dem schematischen Schnittbild nach Fig. 3 ebenfalls eine dreieckige Form, in welcher die kreisförmigen Öffnungen 26.1 für die drei Exzenterscheiben 18, 19 und 20 gleichmäßig um die zentrale Öffnung 28 für die Antriebswelle 25 herum angeordnet sind. Die Lagerzapfen 21, 22 und 23 für die drei Exzenterschei ben 18, 19 und 20 erstrecken sich jeweils zwischen den beiden Stirnwandungen 13.1 und 13.2 des Kreiskolbens 13, wobei sie mit ihren Ende jeweils in eine Blindbohrung der beiden Innenzahnkränze 16 a und 16 b eintauchen. Wie Fig. 1 und Fig. 3 zeigen, liegen die Achsen der drei Lagerzapfen 21, 22 und 23 beim dargestellten Ausführungs beispiel auf dem Teilkreis 16.2 der Innenverzahnung 16.

Claims

1. Kreiskolben in Dreiecksform mit Abtriebseinrichtung für eine Kreiskolbenmaschine, insbesondere Wankelmotor, zum Zusammenwirken mit einer Trochoiden-Laufbahn, mit einem zentralen, zu einem Abtriebszahnkranz mit Außen verzahnung parallelachsigen Innenzahnkranz größeren Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß er über min estens einen Wellenmitnehmer (26) mit einer ungekröpf ten Abtriebswelle (25) gekoppelt ist und diese Koppe lung über mehrere runde Exzenterscheiben (18, 19, 20) erfolgt, die in passenden Lagerausnehmungen (26.1) des Wellenmitnehmers (26) um achsparallele Lagerzapfen (21, 22, 23) drehbar gelagert sind, die am Kreiskolben (13) alle in gleichem Abstand zum Mittelpunkt seiner Innen verzahnung (16) achsparallel befestigt oder gelagert sind.

2. Kreiskolben mit Abtriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wellenmitnehmer (26) drei Exzenterscheiben (18, 19, 20) mit gleichem gegen seitigen Abstand ihrer Exzenterachsen (21, 22, 23) ge lagert sind und der Wellenmitnehmer (26) wie der Kreis kolben (13) eine Dreiecksform aufweist.

3. Kreiskolben mit Abtriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreiskolben (13) als Hohlkörper auf einer durchgehenden ungekröpf ten Abtriebswelle (25) angeordnet und in beiden Stirn wandungen (13.1, 13.2) mit seiner Innenverzahnung (16) versehen ist, die jeweils mit einem konzentrisch zur Abtriebswelle (25) im Gehäuse (10) befestigten Außen zahnkranz (17) in Eingriff stehen, und daß in seinem Hohlraum (27) ein einziger, auf der Abtriebswelle (25) befestigter Wellenmitnehmer (26) mit seinen drei Exzen terscheiben (18, 19, 20) angeordnet ist und sich die Lagerzapfen (21, 22, 23) für die Exzenterscheiben (18, 19, 20) jeweils zwischen den beiden Stirnwandungen (13.1, 13.2) erstrecken.