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Freiflugkolbenmotor mit gegenläufigen Flugmassen. Die Erfindung bezieht
sich auf Freiflugkolbenmotoren mit gegenläufigen Massen und betrifft insbesondere
die Ausbildung eines Getriebes zur zwangläufigen Verbindung der g egenläufigen Massen.
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Man hat hierfür bisher meist Schwinghebelgetriebe oder aber mit den
Kolben gleichläufig angeordnete Gestänge mit zwischengeschalteten Richtungsumkehrgetrieben
verwendet. Diese bekannten Anordnungen haben den \achteil, daß außer den Kolben
auch noch die verhältnismäßig großen 'lassen der Lenker oder Gestänge die volle
hin und her gehende Bewegung mitmachen; durch diese Vergrößerung der bewegten Masse
wird aber die Hubzahl des Motors je Zeiteinheit herabgesetzt. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß zur Verbindung der Gestänge mit den Xolben besondere Querhäupter
vorgesehen werden müssen, welche in Längsschlitzen des Zylinders laufen und infolge
der NTichtausnutzharkeit des geschlitzten Zylinderteiles zur Arbeitserzeugung oder
-abgäbe eine große Baulänge der 'Maschine verursachen. Endlich besteht noch der
Nachteil, daß infolge der Notwendigkeit, die Schwingliebe', Gestänge u. dgl. doppelseitig
anzuordnen, die Zugänglichkeit zu den Maschinen, insbesondere zu den Steuerungsteilen,
und die Cberwaehung und Instandhaltung erschwert werden.
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.Nach "der Erfindung werden diese N ac@iteile dadurch beseitigt, daß
zur Kupplung der gegenläufigen 'Massen im wesentlichen umlaufende Glieder Verwendung
finden. Diese besitzen im Vergleich zu den hin und her gehenden Getriebeteilen nur
geringe Massenwirkungen, erlauben daher hohe Hubzahlen; sie können einseitig und
nahezu beliebig entfernt von den übrigen Maschinenteilen angeordnet werden, so claß
sie deren Zugänglichkeit nicht behindern, und vor allem läßt sich mit ihrer Hilfe
infolge Fortfalls der langen Schlitze für Querhäupter die Maschinenlänge erheblich
verringern, wodurch an Gewicht, Ratunbedarf und Kosten erhebliche Ersparnisse möglich
sind. Da gleichzeitig auch die Kolben entsprechend kürzer, also wiederum
leichter werden können, ergibt sich eine weitere nahhafte l?rliiiliting @ler I-lubzahl
und daraus eine entsprechende Steigerung der Leistungsfähigkeit des Motors. Die
umlaufenden Kupplungsteile werden vorteilhaft als Zahn- oder Schraubenräder und
Wellen ausgebildet, wobei die Beweg tngsübertrarung von den Kolben auf diese Teile
durch an den Kolben selbst angeordnete Verzahnungen erfolgt.
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Die Zeichnung zeit einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
Dabei ist Abb. r ein Längsschnitt durch eine als Brennkraftinaschine ausgebildete
Freiflugkolbenmaschine mit gegenläufigen Massen, Abb.2 ein Querschnitt nach 11-II
der Abb. r .
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Abb. 3 zeigt die bewegten Teile im Grundriß.
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Abb. 4 zeigt eine andere Anordnung der bewegten Teile im Aufriß, Abb.3
im Schnitt nach V-V der Abb..I und Abb. G einen Teil <leg Abb. .M von unten gesehen.
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Bei der Anordnung nach Abb. I bis 3 bewegen sich in einem Zylinder
i die gegenläufigen Kolben 2 und 3, welche mit ihren einander zugekehrten Enden
4. und S- den Arbeitsraum i' des 'Motorzylinders seitlich begrenzen, während die
äußeren Stirnflächen G und 7 in clen Verdichterzylindern 8 und 9 arbeiten. Die Kolben
2 und 3 haben auf Motor- und Verdichterseite gleichen Durchmesser und tragen auf
der unteren Seite je eine Verzahnung i o, i i., in welche Zahnräder 12, 13 eingreifen,
die auf Wellen 1.I, 15 fest aufgekeilt sind. Diese Wellen ragen seitlich vor und
tragen am Ende Kegelräder 16, 17, die finit den Kegelrädern 1S und i9 kämmen, die
auf eine gemeinsame Welle 2o auf-el:eilt sind. Es ist ohne weiteres zu ersehen,
daß die beiden Kolben 2 tuiel 3 hei ihrer I-Iinun d Herhewegting durch dieses Getriebe
immer zti genau gegenläufiger Bewegung miteinander verbunden sind.
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Die Anwendung gleich großer Kollienfl:ichen für Arbeits- tino Verdichterzvlincler
hat den Vorteil, claß die Arbeitsr:itiinet' untl 8, () der Zylinder sich bis nahe
an die in die l#Zcilben 3, 3 eingreifenden Zahnr:ider 12, 13
heran
erstrecken können, es ist seitlich dieser Zahnräder nur noch der für die Kolbenabdichtung
erforderliche Raum vorzusehen. Allerdings erfordert (lies bei Zweitaktmotoren die
Anwendung besonderer Spülluftfördereinrichtungen; so ist im vorliegenden Beispiel
ein durch eine besondere Energieduelle anzutreibendes Spülluftgebläse 3o vorgesehen,
das durch den Kanal 31 Spülluft in den Behälter 32 fördert, aus welchem sie bei
der äußeren Totlage der Kolben durch die Schlitze 33 in den Arbeitsrauen i' eintritt,
während die Abgase auf der anderen Seite durch Offnung 34. in die Abgasleitung 35
ent-«-eichen. Die umlaufenden Teile des Kupplungsgetriebes eignen sich ferner zum
Antrieb von Hilfseinrichtungen, wie beispielsweise Kühlwasserpumpen, Brennstoffpumpen
sowie gegebenenfalls auch Spülluftpumpen. Beispielsweise ist nach Abb. 3 auf die
Welle 20 ein Nocken 21 aufgesetzt, welcher eine Brenn= stoffpumpe 22 antreibt, die
den Brennstoff aus einem Behälter 24 entnimmt und ihn durch Leitung 25 der Einspritzdüse
26 zuf ührt.
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An Stelle der in Abb. i bis 3 gezeigten Kegelräder mit Verbindungswelle
kann zur zwangläufigen Verbindung der Achsen 14 und 15 auch eine dazwischengeschaltete
Stirnradreihe mit einer geraden Anzahl Räder benutzt werden.
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Die Abb. q. bis 6 zeigen eine Anordnung, welche sich durch eine denkbar
geringe Anzahl der bewegten Teile auszeichnet. Die Kolben 2, 3, die im übrigen genau,
wie in Abb. i gezeigt, in die Maschine eingebaut «erden können, haben anstatt der
normalen Zahnstange je eine Zahnstange-11, .42 mit schraubenförmigen- Zähnen, in
welche die Schraubenräder43, q.d., die durch eine Welle45 miteinander fest verbunden
sind, eingreifen. Die Schraubenflächen beider Getriebe 41, 4.3 und 42, 4.4 haben
entgegengesetzte Steigring, so daß auch hier ein genauer Gegenlauf der beiden Kolben
2 und 3 stattfindet.
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Die Verzahnung der Kolben wird zweckinä ßig so ausgebildet, daß, wie
die Abb. 2 und ; erkennen lassen, die Stirnflächen der Z:ill.-:e sich der Mantelfläche
des Zvlinders i anschmiegen, weil so auch die Zähne noch zur Abdichtung der Kolben
gegen den Zylinder finit beitragen und beispielsweise, ohne große Undichtigkeitsverluste
hervorzurufen, auch über Steuerschlitze u. dgl. in der Zylinderwandung geführt werden
können.
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Durch entsprechendeWahl der Übersetzung und der Schraubensteigung
hat man es in der Hand, das neue Getriebe auch für solche Fälle anzuwenden, -%vo
die beiden Flugmassen ungleich große Hübe ausführen sollen.