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Verbrennungskraftmaschine: Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine,
bei welcher um eine mittlere Welle herum die zu dieser parallelen Zylinder kreisförmig
angeordnet sind und die Weile durch eine Taumelscheibe getrieben wird, die auf einem
im Winkel zur Achse auf der Welle angeordneten Lagerzapfen sich dreht und die zwangläufig
mit den in den Zylindern hin und her gehenden Kolben verbunden ist.
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Der Hauptzweck der Erfindung ist, eine Maschine dieser Art zu schaffen,
bei der die einzelnen Teile derart angeordnet sind, daß die durch die Massen der
hin und her gehenden Kolben entstehenden Drehmomente ausgeglichen werden.
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Zu diesem Zweck drehen sich Scheiben, welche den Arbeitsgang (Einlaß,
Auspuff, Zündung) in den Zylindern steuern, auf exzentrischen Zapfen der Motorwelle,
so daß das durch die hin und her gehende Bewegung der Kolben entstehende Drehmoment
vollkommen ausgeglichen wird.
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Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise- dargestellt.
Es ist: Abb. i ein Längsschnitt der Maschine gemäß der Erfindung, Abb. 2 ein Querschnitt
nach der Linie 2-2 der Abb. i, aus welchem die Lage der Antriebswelle an den Kolben
hervorgeht, und Abb. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. i, aus dem die Anordnung
und der Antrieb der steuernden Scheiben ersichtlich ist.
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In den beiden miteinander verbundenen Zylindergehäusen i und 2 sind
mehrere Zylinder 3 vorgesehen, in welchen die Kolben q. hin und her gehen. Durch
die beiden Gehäuseteile hindurch erstreckt sich eine Welle 5, die in der Nähe ihrer
Enden in Kugellagern 6 und 7 sich dreht. In der Mitte ist die Welle zu einem Lagerzapfen
8 ausgebildet, desserx Achse die Achse der Welle in einem spitzen Winkel schneidet.
Drehbar auf dem Zapfen ä ist die Taumelscheibe 9 angeordnet, die durch radial verschiebbare
Lager 1o in den Kolben eingreift, so daß bei Hin- und Herbewegung der Kolben die
Scheibe eine taumelnde Bewegung erhält, die ihrerseits die Umdrehung der Motorwelle
bewirkt.
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Jeder Zylinder weist an seinem Außenende einen einzigen Kanal i i
auf, der sowohl für den Gemischeinlaß als auch für den Auslaß der Gase dient. Die
Kanäle i i sind kreisförmig um die Kraftwelle herum angeordnet und decken sich mit
den Auspuffkanälen 12 in den Deckeln 13 der Gehäuse. Zwischen den Außenenden der
Zylinder und den Gehäusedeckeln 13 sind Steuerscheiben 14 vorgesehen, welche denEin-undAuslaß
und dasAuspu$en der Gase steuern. Jede Scheibe 14 ist.in der Mitte mit einer Öffnung
zur Aufnahme der konzentrischen Nabe 16 eines Antriebsrades 17 ausgerüstet, welches
fest durch Bolzen 1ä mit der Scheibe 14 verbunden ist.
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Die Zahnräder 17 für die beiden Scheiben i ,4 sind drehbar auf exzentrischen,
an der Motorwelle vorgesehenen Zapfen 2o angeordnet. Die Zahnräder bewegen sich
in Eingriff mit etwas größeren, innen verzahnten Ringen 21, die durch Bolzen 22
in den Enden der Zylindergehäuse konzentrisch zur Motorwelle befestigt sind.
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Die exzentrischen Zapfen 2o sind an den Enden der Welle so angeordnet,
daß die Fliehkräfte der beiden steuernden Scheiben ein Drehmoment ergeben, das das
Drehmoment der hin und her gehenden Kolbenmassen ausgleicht.
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Beim Lauf des Motors rollen die Räder 1 7 in dem Ringe 2T ab, und
da sie eine geringere Anzahl von Zähnen aufweisen als die innen verzahnten Kränze,
wird den steuernden Scheiben entgegen der Umdrehungsrichtung der Welle eine Drehung
erteilt. Infolge dieser Drehbewegung führen die Scheiben um die Achse der Welle
herum zykloidische Bewegungen aus.
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Die zvkloidische Bahn eines Punktes der Steuerscheibe ist in Abb.3
strichpunktiert eingetragen. Zweck der zykloidischen Bewegung ist, die Abnutzung
der Stirnseiten der
Steuerscheibe gleichmäßig zu gestalten, das
Schmiermittel gleichmäßig zu verteilen und die Zündung zu regeln. Die Regelung der
Zündung erfolgt dadurch, daß die Kontakte 37 der Zündkerzen 35 bei der zykloidischen
Bewegung nur in bestimmten Zeitpunkten mit dem Stromverteilungsring 38 zur Berührung
kommen, der in einem isolierenden Band 39 liegt. Näheres findet sich hierüber in
der deutschen Patentschrift 390517.
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An den gegenüberliegenden Deckeln 13 sind Rohre 25 angeschlossen,
um den Zylindern Brennstoffluftgenlisch zuzuführen, und diese Rohre stehen ununterbrochen
durch üffnungen 26 der Deckel mit mittleren Öffnungen 2;# der Scheiben in Verbindung.
Die Scheiben 14 sind außerdem mit je drei 'Einlaßkanälen 30 ausgerüstet, die von
den fjffnungen 27 ausgehen und in regelmäßigen Zwischenräumen an der Innenfläche
der Scheibe münden. Sie sind außerdem mit je drei Auslaßkanälen 31
ausgerüstet,
die zwischen den Einlaßöffnungen liegen, so daß bei Bewegung der Scheibe ihre .Finlaß-
und Auslaßkanäle nacheinander mit den Zylinderkanälen i i sich decken, um den Zylindern
Brennstoffluftgeinisch zuzufiiliretl oder aber aus den Zylindern die verbrannte«
Gase ausströmen zu lassen.
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Bei dieser sieben Zylinder aufweisenden Maschine sind drei Gruppen
von Kanälen angebracht, und die steuernde Scheibe wird mit 1i" der Kurbelwellengeschwindigkeit
in entgegengesetzter Richtung gedreht. Infolge dieser Anordnung bewegt sich der
Einlaßkanal der Scheibe an einem Zylinderkanal vorbei, wenn der Kolben seinen Auswärtshub
ausführt, während der Auspuffkanal der Scheibe heim Einwärtshub des Kolbens an dem
Zylinderkanal v orbeibewegt wird. Ein voller Teil der Scheibe bewegt sich über den
Zylinderkanal; während des Kompressions-und des Expansionshubes bei der in Abb.
i veranschaulichten Lage der Kolben üben die oberhalb der Motorwelle hin und her
gehenden Massen einen Druck nach rechts aus, da sie im Totpunkt entweder nach links
hin beschleunigt oder nach rechts verzögert werden. Aus dem gleichen Grunde üben
die unterhalb der M''elle hin und her gehenden Massen in der gezeichneten Lage einen
Druck nach links aus. Hieraus ergibt sich ein rechtsdrehendes Moment. Es leuchtet
ein, daß, wenn das hin und her gellende Gewicht symmetrisch an der Taumelscheibe
um die Achse angeordnet ist, dieses unausgeglichene Drehmoment für irgendeine bestimmte
Stelle an der Motorwelle konstant bleibt und -mithin durch Gegengewichte ausgeglichen
werden kann, die an der Motorwelle so angeordnet sind, daß durch die Fliehkraft
der Gegengewichte ein Drehmoment auf die gleiche Achse ausgeübt wird, welches dem
ersteren gleich, jedoch entgegengesetzt ist. Die Gegengewichte müssen nach der Lage,
wie sie die Zeichnung angibt, so angeordnet werden, daß rechts neben der Scheibe
ein Gegengewicht mit seinem Schwerpunktsmittelpunkt oberhalb der Motorwellenachse
sitzt, während links neben-der Scheibe ein Gegengewicht seinen Schwerpunktsmittelpunkt
unterhalb der Motorw ellenachse hat.
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Es leuchtet ein, daß die die Steuerscheiben 14 -tragenden Exzenter
den an die Gegengewichte gestellten Anforderungen bezüglich der Lage ihres Schwerpunktsmittelpunktes
genügen. Die Fliehkraft der Exzenter selbst ist jedoch nicht groß genug, um die
unausgeglichenen Massenkräfte zu überwinden. Da jedoch der Schwerpunktsmittelpunkt
eines jeden Ventils in seiner Umdrehungsachse liegt, die ebenfalls die Mittellinie
des Exzenters bildet, so wird das Gewicht der Steuerscheibe dem Gewicht des Exzenters
zugefügt, und die vereinigte Fliehkraft wird alsdann benutzt, um die oben beschriebenen
Massenkräfte auszugleichen. Die Tatsache, daß die Steuerscheiben auf ihren Exzentern
umlaufen, beeinträchtigt nicht ihren Wert als Gegengewichte, da durch eine derartige
Umdrehung die Lage ihrer Schwerpunktsmittelpunkte mit Bezug auf den des Exzenters
nicht geändert wird.