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Zweitaktverbrennungskraftmaschine. Verbrennungskraftmaschinen mit
einer.zentral gelagerten Welle und mit einer Mehrzahl um die Welle herum angeordneter
paralleler Zylinder sind in mehreren Ausführungen bekannt. Es ist auch bekannt,
die Kolben eines solchen Motors mit einer auf der Welle gelagerten Taumelscheibe
zu verbinden und die Arbeitsweise der Zylinder, durch einen gemeinsamen auf der
Welle befestigten Schieber zu steuern. Ferner sind Maschinen dieser Gattung mit
fester Welle und umlaufenden Zylindern bekannt, bei denen die Welle hohl ausgeführt
ist und zusammen mit den hohlen Naben der Taumelringe als Aufnahmekammer für die
Spülluft und das Explosionsgemisch dient. Die bekannten Maschinen dieser Art arbeiten
im allgemeinen nicht zufriedenstellend, indem sie-entweder in mechanischer Hinsicht
nicht gut durchgebildet sind oder auch eine Arbeitsweise besitzen, die in unvorteilhafter
Weise von dem normalen Zweitakt- bzw. Viertaktverfahren abweicht.
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Demgegenüber soll durch die Erfindung ein Taumelscheibenmotor geschaffen
werden, welcher genau nach dem gewöhnlichen Zweitaktverfahren mit Einsaugung und
Vorverdichtung der Ladung durch Speisepumpen arbeitet und baulich derart ausgebildet
ist, daß die zuverlässige Lagerung, Schmierung und Dichtung der beweglichen Teile
gesichert ist. Erfindungsgemäß besitzt der Motor, bei dem die Kolben in unmittelbarem
Eingriff mit der Taumelscheibe sind und die Zylinder auf der einen Seite der Kolben
die Arbeitskammern und auf der anderen Seite die Pumpenkammern für das Einsaugen
der Ladung aus einer für sämtliche Zylinder gemeinsamen, mit Karburiervorrichtung
versehenen Gemischbildungskammer bilden, im mittleren Teil des Zylinderblocks eine
Kammer zur Aufnahme der von den Pumpen gelieferten vorverdichteten Ladung, die durch
von den Kolben gesteuerte Schlitze in die Arbeitskammern der Zylinder einströmt,
welche Kammer gleichfalls die Antriebsscheibe umschließt, wobei das Einsaugen der
Ladung in die Pumpenkammern und deren Überführung in die Aufnahmekammer in bekannter
Weise durch einen auf der Welle befestigten Dachschieber gesteuert wird.
Die
die Erfindung bildende Maschine ist in der Zeichnung veranschaulicht.
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Abb. i zeigt einen zentralen Längsschnitt durch eine Ausführungsform
der Maschine. Abb. 2 zeigt einen zur Achse senkrechten Schnitt durch den Verteilungsschieber.
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Abb. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Mittelteil der Maschine längs
.der- Ebene A-B-C-D der Abb. i.
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Abb.4 zeigt einen teilweisen zentraler. Längsschnitt der Maschine
senkrecht zu dem in Abb. i dargestellten Schnitt.
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Abb. 5 zeigt einen weiteren zur Achse senkrechten Schnitt des Verteilungsschiebers.
Abb.6 zeigt einen teilweisen zentralen-Längsschnitt des Motors, welcher nach einer
Ebene zwischen den in den Abb. i und .4 dargestellten Schnitten genommen ist.
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Abb.7 zeigt einen entsprechenden, zur Achse senkrechten Schnitt durch
den Mittelteil der Maschine.
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Abb. 8 zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform mit kegelförmig
gestalteten Verteilungsschieber.
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Abb. 9 zeigt einen Schnitt davon nach der Ebene 9-9 in Abb. B.
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Abb. io zeigt einen anderen Schnitt davon nach der Ebene io-io in
Abb. B.
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Das Motorgehäuse i ist zweckmäßig in zwei Teilen längs einer Ebene
senkrecht zur-Achse in der Nähe der Mitte geteilt, wobei die eine Hälfte des Gehäuses
Bohrungen enthält, welche die Arbeitskammern 2 der Motorzylinder bilden, während
die andere Hälfte 3 Bohrungen enthält, welche entsprechende Pumpenkammern .l. für
die Ladung bilden. Die Anzahl der Zylinder ist gemäß der dargestellten Ausführungsform
vier, sie kann aber größer oder kleiner sein. In der Mitte des Gehäuses ist die
Welle 5 der Maschine gelagert, und sämtliche Zylinder liegen- um die Welle gleichförmig
verteilt und zu dieser parallel. Auf die Welle 5 ist in der Mitte des Gehäuses eine
Nabe 6 befestigt, auf welcher eine Antriebsscheibe 7 schräg, zweckmäßig mittels
Kugellager 8, gelagert ist, so daß die auf der Welle befestigte Nabe gegenüber der
Antriebsscheibe sich drehen kann, wobei die letztere eine schwingende und taurnelnde
Bewegung ausführt. In jedem Zylinder bewegt sich ein Kolben 9, welcher ungefähr
in der Mitte mit der Antriebsscheibe ? mittels an dieser angebrachter Kugelzapfen
io in Eingriff ist. Der Eingriff zwischen den Kugelzapfen und den Kolben wird durch
entsprechende, in -den Kolben gelagerten Gleitstücken i i vermittelt, welche die
radiale und seitliche Bewegung ermöglichen, die die Kugelzapfen gegenüber den Kolben
während der Schwingung der Antriebsscheibe ausführen. Um zu verhindern, daß die
Antriebs-Scheibe an der Umdrehung der -Nabe und der Welle teilnimmt, ist sie mit
zwei diametral gegenüberliegenden Führungszapfen 12 (Abb. 6 und 7) versehen, welche
zwischen den in den Kolben eingreifenden Kugelzapfen liegen und mit Gleitstücken
13 versehen sind, die in achsialen Führungen im Motorgehäuse beweglich sind. Dieselbe
Wirkung kann auch dadurch erreicht werden, daß zwei diametral gegenüberstehende
Kugelzapfen io mit den entsprechenden Kolben derart vereinigt werden, daß sich die
Zapfen nur in radialer Richtung, dagegen nicht in der Umkreisrichtung der Scheibe
gegenüber den Kolben bewegen können. Um zu verhindern;- daß sich die Kolben in den
Zylindern drehen, - sind die Kolben mit Vorsprüngen (Abb. i und 4) versehen, welche
in entsprechende achsiale Nuten 15 im Motorgehäuse eingreifen.
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In dem Motorgehäuse ist zwischen zwei Pumpenkammern 4 eine Gemischbildungskanimer
16 -vorgesehen, welche -mit =Lufteinsaugungskanälen 17 und mit einem Rohr
18 für die.Zuführung des Brennstoffes (Benzin, Spiritus, Petroleum o. dgl.) versehen
ist. Die Karburierungsvorrichtung ist in der Zeichnung lediglich als ein Rohr 18
mit Einspritzkanal angedeutet, sie kann aber aus einem beliebigen Karburator bestehen,
durch-welchen die Ladeluft hindurchgesaugt wird. Ein außerhalb der Enden der Ladepumpen
angeordneter, auf der Welle befestigter sich drehender Schieber i9 steuert die Einführung
der Ladung in die Ladepumpen und deren Überführung nach einer im mittleren Teil
des Gehäuses vorgesehenen, die Antriebsscheibe 7 enthaltenden Aufnahmekammer 2o,
worin die karburierte und. durch die Ladepumpen vorkomprimierte Ladung zunächst
aufgespeichert wird, ehe sie in die Arbeitskammern der Zylinder eingeführt wird.
Der Schieber i9 hat zu diesem Zweck einen Kanal 21, mittels dessen die Ladepumpen
nacheinander während der Saughübe mit der Gemischkammer 16 durch einen in der Stirnfläche
des Gehäuses vorgesehenen ringförmigen Kanal 22 und eine -in der Bodenwand der Pumpenkammer
vorgesehene Öffnung 23 verbunden werden; außerdem ist der Schieber mit- einem Kanal
24 versehen, mittels dessen die Ladepumpen nacheinander während der Kompressionshübe
mit der Aufnahmekammer 2o durch die Öffnung 23 und einen in der Stirnfläche des
Gehäuses vorgesehenen ringförmigen Kanal25 verbunden werden. In dem Schieber ist
außerdem-ein Kanal 26 vorgesehen, durch welchen reine Luft unmittelbar in die Pumpenkammern
eingesaugt werden kann. Zwecks Dichthaltung wird der Schieber i9 gegen die Stirnfläche
des Zylindergehäuses durch eine
federnde Platte 27 gepreßt. An den
Zylin-(lern sind in bekannter Weise elektrische Zündkerzen 28 angebracht. Die Ladung
wird von der Aufnahmekammer 20 durch in der Zylinderwandung angeordnete, durch die
Kolben gesteuerte Schlitze 29 eingeführt, während die Abgase durch von den Kolben
gesteuerte Schlitze 30 in bei Zweitaktmotoren üblicher Weise entweichen.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist fol-`ende, wobei lediglich die
Wirkung eines Zylinders beschrieben ist. da die übrigen in derselben Weise arbeiten,
mit dein Zeitunterschied, der durch die Verbindung der entsprechenden Kolben mit
verschiedenen Punkten der schwingenden Antriebsscheike bedingt ist. Wenn die Kolben
durch den Explosionsdruck nach rechts getrieben werden, wird die Scheibe 7 angetrieben,
die dabei infolge ihrer Lagerung eine schwingende und taumelnde Bewegung ausführt
und ihrerseits eine Umdrehung der Nahe 6 und der Welle 5 herbeiführt. Bei der in
Abb. i dargestellten Lage des unteren Kolbens 9 hat Expansion in der Arbeitskammer
des unteren Zylinders stattgefunden und die Abgase sind durch die Schlitze
30 entwichen, während gleichzeitig eine neue Ladung aus der Aufnahmekammer
2o in die Arbeitskammer des Zylinders übergeströmt ist. Gleichzeitig ist die in
der entsprechenden Pumpenkammer vorkomprirnierte Ladung durch die Öffnung 23 des
Gehäuses, durch den Kanal 24. im Schieber i9 und durch den Kanal 25 in der
Stirnwand des Gehäuses nach der Aufnahmekammer 2o übergeführt worden. Wenn der Kolben
jetzt seine Bewegungsrichtung umkehrt und sich nach links 1-ewegt, wird die Ladung
in gewöhnlicher Weise in der Arbeitskammer des Zylinders komprimiert und nach Beendigung
der Kompression entzündet. Während dieser Periode dreht sich der Schieber i9 so
weit, (laß der Schiel:erkana1 21 die Pumpenkammer .I mit der Gemischhildungskamnier
16 während eines Teiles des Saughubes des Kolbens verbindet. 1?in dabei eine stark
karburierte Luft zu erhalten, wird zweckmäßig vorgewärmte Luft benutzt, in welchem
Falle der Motor auch mit verhältnismäßig schwer verdampfenden Brennstoffen, wie
Spiritus oder Petroleum, betrieben «erden kann. Gegen das Ende des Saughubes wird
die Pumpenkammer von der Verbindung mit der Kammer 16 abgesperrt und hierauf durch
den Kanal 26 in direkte Verbindung mit der Außenluft gesetzt, so (laß kalte
reine Luft eingesaugt wird, welche die vorher eingesaugte Ladung verdünnt und deren
Temperatur herabsetzt. Nachdem die komprimierte Ladung in der Arbeitskammer des
Zylinders entzündet worden ist und der Kolben seine Bewegung von (ler linken Endlage
nach rechts unter Expansioi} der verbrannten Gase in der Arbeits-Icanimer des Zylinders
begonnen hat, wird (lie in die Pumpenkammer eingesaugte La-,hing durch die Öffnung
23, den Kanal 24. und den Kanal 25 in die Aufnahmekammer 2o gedrängt, worauf (las
beschriebene Spiel sich wiederholt.
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Die Ausführungsform gemäß den Abb. 8 bis i o unterscheidet sich von
der Ausführungsform der Abb. i bis 7 lediglich dadurch, daß der auf der Welle 5
befestigte Verteilungsschieber i 9 kegelförmig gestaltet ist und durch eine an dem
Zylindergehäuse befestigte Scheibe 31 gedeckt ist. In der Scheibe sind Öffnungen
32 vorgesehen, die mit dem Schie-1 er kanal 26 bei der direkten Lufteinsaugung in
die Zylinder zusammenwirken. Die Kanäle des Schiebers i9 sind im übrigen im wesentlichen
in derselben Weise wie bei der Ausführungsform nach den Abb. i bis 7 angeordnet,
mit den Unterschieden, welche durch die Kegelform des Schiebers bedingt sind.
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Die konstruktiven Einzelheiten können in verschiedener Weise verändert
werden, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.