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Brennkraftmaschine mit gegenläufigen, ineinander angeordneten Kolben
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit gegenläufigen, ineinander angeordneten
Kolben, die teilweise mittels Kurbelschleifen auf,die Kurbelwelle arbeiten.
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Derart konstruierte Motoren sind bereits bekannt. Bei diesen ist die
Kurbelwelle nur einseitig gelagert, d. h. die Kurbel ist fliegend angeordnet. Bei
einer derartigen Lagerung der Kurbelwelle macht die Verwendung der Kurbelschleife
keinerlei Schwierigkeiten, da sie am äußeren Ende, d. h. an dem die Kurbel tragenden
Endre der Kurbelwelle; angeordnet werden kann. Bei größeren Maschinen, d. h. bei
Maschinen mit größerer Leistung, bei denen mit Rücksicht auf die größeren von den
bzw. dem Kolben auf die Kurbelwelle zu übertragenden Kräften die Kurbelwelle zweiseitig,
@d. h. zu beiden Seiten der Kurbel gelagert werden muß, ist die Anwendung einer
Kurbelschleife ohne weiteres nicht möglich, da die Kurbelschleife nicht ohne weiteres
über die sich nach beiden Seiten von der Kurfibel erstreckende Kurbelwelle fortbewegt
werden kann. Man könnte zwei besondere Kurbelzapfen anordnen. Das ist aber umständlich
und teuer.
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Der Erfindung gemäß ist nun, um auch bei einer derartig zweiseitig
gelagerten Kurbelwelle eine Kurbelschleife verwenden zu können, jedes Kurfibelschleifenglied
außer mit der Kurbelschleifennut noch mit einem Schlitz für die Kurbelwelle versehen,
dessen Richtung und Länge der Bewegung des Kurbelschleifengliedes entspricht, und
trägt ferner eine Führungsnut, welche mit .einer an jeder Kurbelwange bzw. Kurbelscheibe
angeordneten Rolle zusammenwirkt und an der Übertragung der Kraft so lange teilnimmt,
wie eine in der Kurbelschleife geführte Rolle den Schlitz für die Kurbelwelle passiert
und infolgedessen nicht mit der Kurbelschleifennut zusammenarbeitet. Man erreicht
dadurch auch bei größeren Maschinen unter Anwendung einer Kurbelschleife eine gleichmäßige,
stoßfreie Übertragung der Kraft von den Kolben auf die Kurbelwelle.
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Bei Maschinen mit gegenüberliegend angeordneten Kolbenpaaren ist zweckmäßig
für die beiden äußeren Kolben auf jeder Seite der Kurbel nur eine Kurbelschleife
vorgesehen. Die inneren Kolben wirken in bekannter Weise mittels Pleuelstangen auf
eine gemeinsame Kurbel.
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Die Zeichnungen stellen eine beispielsweise Ausführungsform einer
gemäß .der Erfindung konstruierten Maschine dar.
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Abb. r zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch -die Maschine; Abb.2
stellt einen waagerechten Längsschnitt dar; Abb. 3 und q. veranschaulichen schematisch
das Zusammenwirken der Kurfibel mit der Kurbelschleife.
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Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um einen Zweitaktmotor,
der mit gegenüberliegend angeordneten Kolbenpaaren
versehen ist.
Die beiden die Kolbenpaare enthaltenden wassexgekühlten Zylinder i und 2-sind zu
beiden Scitem desiKnrbelgehäuses 3 au ldicsem'befestigt. In dem Zylinder i sind
die beiden ineinanderlaufenden Kolben 4 und 5 und. in dem Zylinder :2 die Kolben
6 und 7 angeordnet. Die inneren Kolben 5 und 7 sind durch Pleuelstangen 8 und 9
mit der Kurbel io der Kurbelwelle ii verbunden. Die Kurbelwelle i.i ist in dem Kurbelgehäuse
3 an beiden Enden desselben in Rollenlagern 12 und 13 gelagert.
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Die äußeren Kolben 4 und 6 sind durch zwei, zu beiden Seiten der Kurbel
io angeordnete Kurbelschleifenglieder 14, 15 verbunden. Die Kurbelschleifenglieder
14 und 15 sind zweckmäßig durch Bolzen i 6, i 7 (Abb. i ) miteinander verbunden.
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Die Kurbelschleifenglieder besitzen einen waagerechten Schlitz 18,
i8a, durch welchen dieKurbelwelleii gesteckt ist, und eine (senkrechte) Kurbelschleifennut
i9, i9¢, in welcher Rollen 23 und 24 geführt sind. Die Rollen 23 und 24 sind
je an einer -den Kurbelzapfen io tragenden Kurbelscheibe 2o, 21 angeordnet.
Außerdem besitzen die Kurbelschleifen:gl.ieder 14, 15 je ,eine ovale Nut
25, 26, d.ie mit je einer ebenfalls an den Kurbelscheiben, 2,o, 21 angeordneten
Rolle 27, 28 zusammenwirkt, und zwar so, daß die Nuten 25, 26 nur während-eines
bestimmten Teiles der Umdrehung Kräfte auf :die Rollen 27, 28 übertragen und umgekehrt,
.d. h. :mit anderen Worten, daß die Nuten 25, 26 die Übertragung der Kraft nur während
eines bestimmten Teiles der Umdrehung bewirken; während der übrigen Zeit laufen
die Rollen 27, 28 lose in den Führungsnuten 25, 26, ohne sich an der Kraftübertragung
zu beteiligen. Die Rollen 27, 28 sind den Rollen 23, 24 diametral gegenüberliegend,
d. h. auf demselben Durchmesser liegend an den Kurbelscheiben 2o, 21 angeordnet,
so daß die Rollen 27, 28 an einem Ende der ovalen Führungsnuten 25, 26 liegen, wenn
;die in den Kurbelschleifennuten i9, iga arbeitenden Rollen 23,.24 den waagerechten
Schlitz 18, i8a für die Kurbelwelle i i passieren. Der Kurbelzapfen io ist gegen
die Rollen 27, 28- um einen Winkel, zweckmäßig von etwa 26°, versetzt (s. Abb. 3
und 4).
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Die Wirkungsweise ist nun folgende: . Bei der Drehung der Kurb,elw!eRe
i i bzw. der 11inundherbewegung der -Kolbienpaare 4, 5 und 6, 7 übertragen die inneren
Kolbenpaare 5 und 7 vermittels der Pleuelstangen 8 und 9 die Kraft auf den Kurbelzapfen
io .und damit über die Kurbelscheiben 2o, 2i auf die Kurbelwelle i i. Die Übertragung
der Kraft von den äußeren Kolben 4, 6 bewirken die Kurbelschleifenglieder 14, 15,
wobei die Rollen 23, 24 sich in der Kurbelschleifennut i9, iga auf und ab bewegen
und sich um die Achse der Kurbelwelle i i drehen.
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Wenn nun ,die Rollen 23,24 bei ihrer Aufundabbewegung in den Kurbelschleifennuten
i g, i 9a den waagerechten Schlitz 18, i 8a für die Kurbelwelle ii passieren, so
daß also eine Kraftübertragung von der Kurbelschleife über dieRollen 23, 24 auf
dfieKurbelscheibe nicht möglich ist, -kommen die Rollen 27, 28 zur Wirkung, da sie
in den der Kraftübertragung angepaßtenTeil der ovalen Nuten 25, 26 gelangt sind
(Abb. 3). Während der Bewegung der Rollen 2-5,:26 über den waagerechten Schlitz
18, i8a übernehmen also die Rollen 27, 28 die Kraftübertragung von den äußeren Kolben-4
und 6 auf die Kurbelwelle i i, so .daß also -ein gleichmäßiger Kraftfluß und damit
eine gleichmäßige Tourenzahl der Maschine erhalten wird.
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Durch die Versetzung des Kurbelzapfens io gegen ,die Rollen 27, 28
erreicht man, daß tote Punkte vermieden werden. In der in Abb.3 schematisch gezeigten
Stellung, hei welcher die äußeren Kolben im Totpunkt stehen, ist -der Kurbelzapfen
io, auf welchen die inneren Kolben 5 und 7 wirken, bereits über d:enTotpunkt hinweggegangen.
Andererseits haben die Rollen; 27, 2,8 bereits Iden Totpunkt passiert oder
sind noch nicht in diesen gekommen, wenn der Kurbelzapfen io sich am äußeren bzw.
inneren Totpunkt befindet. Im einzelnen befindet ,sich .bei der Stellung nach Abb.
3- der äußere Kolben 4 im inneren ,und der äußere Kolben 6 im äußeren Totpunkt,
während der innere Kolben 5 sich geraide von Odem- äußeren Totpunkt und der innere
Kolben 7 von - dem -inneren Totpunkt ein kleines Stück entfernt hat.
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Alyb. 4 veranschaulicht -eine Stellung, bei der sich sowohl die -inneren
Kolben 5 und 7 als auch .die äußeren--Kolben 4 und 6 etwa in Mittelstellung befinden.
In dieser Stellung bewirken die; Rollen 23, 24 die Übertragung der Kraft von den
äußeren Kolben 4 und 6 auf die Kurbelwelle i i, während die Rollen 27, 28 unwirksam
in ihren ovalen Nuten 25, 26 laufen und erst wieder ,gegen Hubende zur Wirkung kommen.