DE650240C - Viertaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Viertaktbrennkraftmaschine Gegenstand der Erfindung ist eine Viertaktbrennkraftmaschine mit einer Einrichtung zur Erzielung verschieden großer Hubendräume.
• Man hat schon früher als Mangel der gebräuchlichen Viertaktkolbenbrennkraftmaschinen den Umstand empfunden, daß der vom Kolben verdrängte bzw. freigegebene Raum bei allen Hüben der gleiche ist, während es an sich erstrebenswert wäre, den freien Zylinderraum am Ende des Ausschubhubes kleiner zu machen als denjenigen am Ende des Verdichtungshubes oder den freien Zylinderraum am Ende des Ausdehnungshubes größer als denjenigen am -Ende des Saughubes zu erhalten.
• Die bisher bekannten Einrichtungen zur Erzielung verschieden großer Kolbenhublängen weisen jedoch den"erheblichen Mangel auf, daß sie Zahnradgetriebe erforderlich machen, die .auch bei genauester Ausführung starke Geräusche verursachen und die Baukosten der Maschine beträchtlich heraufsetzen. Dies gilt ,auch fürreine bereits vorgeschlagene Einrichtung, welche mit dem Erfindungsgegenstand gemeinsam hat, daß die Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder von einer auf derKurbelwellesitzenden und sich auf dieser mit halber Motordrehzahl drehenden exzentrischen Muffe gesteuert wird. Die Eigendrehung dieser bei der bekannten Einrichtung auf dem Kurbelzapfen und im Pleuelstangenkopf sitzenden Muffe wird von der Relativbewegung zwischen Pleuelstange und Kurbelwelle über ein Zahnradgetriebe abgeleitet.
• Der Mangel der Geräuscherzeugung und Kostspieligkeit der Bauweise wird nun erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Drehung der Muffe von der Kurbelwelle aus über ein Mehrfachexzentergetriebe erfolgt, dessen Exzenter ebenfalls auf der Kurbelwelle sitzen und in der Muffe geführt sind.
• Unter einem Mehrfachexzentergetriebe wird hier ein in der kinemiatischen Lehre an sich bekanntes Untersetzungsgetriebe verstanden, das sich von den einfachen Kurbelschleifengetrieben mit geradlinigen Kurbelschleifenwangen oder mit mehreren aneinander anschließenden Schleifen von hypozykloider Form (Kardankreisgetriebe) dadurch unterscheidet, daß in jeder Totpunktlage des einen Exzenters mindestens ein anderes Exzenter mit dem größten Drehmoment wirkt, so daß das Gesamtübertragungsmoment immer konstant bleibt.
• In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung bei verschiedenen Arten von Viertaktbrennkraftmaschinen schematisch dargestellt.
• Fig. i bis 6 zeigen die Anwendung eines Mehrfachexzentergetriebes am Pleuelstangenkopf.
• Fig. 7 zeigt die Steuerung der Zylinderwände eines Schiebermotors mittels Mehrfachexzenter.
• Fig. 8 und 9 zeigen die Anwendung eines Mehrfachexzenters an dem Kurbelzapfen eines Sternmotors mit einer Haupt- und mehreren Nebenpleuelstangen.
• Fig. io und i i zeigen die Anwendung eines Mehrfachexzenters an einem Sternmotor, dessen Pleuelstangen gleichmäßig an einer auf dem Kurbelzapfen gelagerten Hülse angelenkt sind.
• Gemäß Fig. i und 2 ist der Pleuelstangenkopf i i auf dem Kurbelzapfen 3 mit der Achse P nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenlage einer exzentrischen Muffe 12 gelagert. Das Seitenteil 4 dieser Muffe bildet (las Gehäuse von zwei Führungsschleifen, deren geradlinige Führungswangen senkrecht zueinander liegen. Die äußere Schleife verläuft parallel zur .Zeichnungsebene, die innere senkrecht dazu.
• Die beiden -in diesen Schleifen geführten Exzenter 2 sind auf dem seitlichen Ansatz i des Zapfens 3 gelagert, also um die Achse 0 drehbar und an einer Platte 13 befestigt, deren Ansatz 13" in einen Längsschlitz der Pleuelstange eingreift. Daher vollführt die Scheibe r3 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine Drehung um die Achse 0, und die an ihr befestigten Exzenter 2 bewirken eine li:#lbe Drehung des die Exzenterführungen tragenden Bauteiles, d. h. der exzentrischen Muffe 12, so daß diese bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle eine volle Umdrehung ausführt.
• Die Folgen dieser Muffendrehung sind in Fig. 3 bis 6 dargestellt. Man sieht, daß bei Ende des Auslaßhubes, Fig. 3, der Kolben weiter in den Zylinder hineingeschoben ist als beim Ende des Verdichtungshubes, Fig. 5. In gleicher Weise wäre es möglich, zu erreichen, daß der Kolben bei Ende des Verbrennungshubes, Fig. 8, weiter aus dem Zylinder herausgezogen ist als bei Ende des Ansaughubes, Fig. 4.
• In Fig. 7 sitzen zu beiden Seiten des Zylinders die Muffen 4, die in gleicher Weise wie die Muffen 12 der Fig. i und 2 von einem Mehrfachexzenter mit halber Kurbelwellengeschwindigkeit angetrieben werden; sie sind mit Nocken 8 versehen, die über die Stößel 9 die Zylinderfutter 7 steuern. Während das äußere Futter 7 die Schlitze steuert, bildet das innere Futter 7 den Zylinderboden. Da somit die Bewegungen des Bodens mit der halben Frequenz der Kolbenhubbewegungen vor sich gehen, ist am Ende des Auslaßhubes der Abstand zwischen Kolben und Zylinderboden kleiner als am Ende des Verdichtungshubes, wodurch der schädliche Raum verringert und demnach der Leistungsgrad des Motors erhöht wird.
• In Fig. 8 und 9 ist der Kopf i l der Hauptpleuelstange eines Sternmotors in gleicher Weise,, wie dies in Fig. i und 2 vorgesehen, auf der exzentrischen Muffe 12 des Kurbelzapfens 3 gelagert. Die Nebenpleuelstangen greifen an Kröpfungen kleiner Kurbelwellen-14 an, die in den Flanschen i i" der Haupt-:)leuelstange gelagert sind und außerhalb des einen Flansches mit Armen 15 versehen sind, über welche sie gesteuert werden. Zapfen an den Armen 15 greifen in Bohrungen einer Scheibe 16 ein, die auf einem zum Kurbelzapfen konzentrischen Ansatz 4 der Muffe 12 geführt ist, in wel,chern die an der Scheibe 13 befestigten, auf dem Zapfenansatz i und um die Achse 0 drehbaren beiden Exzenter geführt sind. Da sich nun die Muffe 12 und deren Ansatz 4 bei zwei Kurbelwellenunidrehungen einmal drehen, vollführt die Scheibe 16 -relativ zum Kopf i i, i i a der Hauptpleuelstange eine Schleifenbewegung, die eine Drehung aller Kurbelwellen 14 zur Folge hat. Die Kröpfung der Kurbelwellen 14 hat den gleichen .Wert, wie die Exzentrizität der Muffe 12 gegenüber (lein Kurbelzapfen 3 und damit der Scheibennabe 16.1)eträgt. So werden sowohl die Hublängen (ler Hauptpleuelstange als auch diejenigen der Nebenpleuelstangen abwechselnd um ein gleiches Maß verschieden, d. h. durchlaufen die in Fig. 3 bis 6 dargestellten Stellungen.
• In Fig. io und ii sind alle Pleuelstangen an den Kröpfungen kleiner Kurbelwellen i.;. gelagert, die in Flanschen i i" der Hülse i i gelagert sind. Diese Hülse sitzt lose auf (lein Kurbelzapfen 3 der Hauptkurbelwelle 18, deren Kurbelarm mit i9 bezeichnet ist. Die Hül§e i i, 11a ist mittels der Lenker 17, deren Länge gleich der Exzentrizität des Kurbelzapfens 3 gegenüber der Kurbelwellenachse 18 ist, an einem fest mit dem Motorgehäuse verbundenen Bauteil geführt, der im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles aus einer den Kurbelwellenzapfen i8 umschließenden Nabe 21 und zwei an ihr befestigten Armen 2o besteht, ,an deren freien Enden die Lenker 17 angelenkt sind. Daher vollführt die Hülse i i, i i" bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine Umdrehung auf dem Kurbelzapfen 3. An dieser Umdrehung nimmt auch die Scheibe 16 teil, in welcher in der aus Fig. 9 ersichtlichen Weise die Zapfen der Arme 15 der kleinen Kurbelwellen 14 gelagert sind. Die Scheibe 16 ist auf der exzentrisch zum Kurbelzapfen 3 liegenden Fläche der Muffe 4 geführt, welche die Führungsschleifen für die beiden fest auf dem Kurbelzapfen 3 sitzenden Exzenter bildet. Bei je zwei Umdrehungen der Kurbelwelle, d. h. bei je zwei Umdrehungen der Hülse i i, i i" um den Kurbelzapfen führt daher die exzentrische Muffe4 eineUmdrehung um den Kurbelzapfen 3 aus, und diese Umdrehung bewirkt, daß die auf der exzentrischen Muffe 4 geführte Scheibe 16, während sie mit der Muffe i i, i i" umläuft, eine Schleifenbewegung vollführt, derart, daß die Kurbelwellen 14 einmal um ihre eigenen Achsen gedreht werden und so die Hublängen geändert werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Viertaktbrennkraftmaschine, bei welcher eine auf der Kurbelwelle sitzende und sich auf dieser mit halber Motordrehzahl drehende exzentrische Muffe die Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder derart steuert, daß zwei nach einer Wellendrehung von 36o° aufeinanderfolgende Hubendräume verschieden groß werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Muffe (d., 12) von der Kurbelwelle aus Tiber Mehrfachexzenteruntersetzungsgetriebe erfolgt, dessen Exzenter (2) ebenfalls auf der Kurbelwelle sitzen und in der Muffe geführt sind.
2. 2. Viertaktbrennkraftmaschine nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter des Untersetzungsgetriebes drehbar auf einem exzentrisch an den Kurbelzapfen (3) ansetzenden Zapfen (i) angeordnet und an einer Platte (13) befestigt sind, die mit der Pleuelstange (il) drehverbunden, dieser gegenüber aber radial verschiebbar ist.
3. 3. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i, mit verschiebharen Zylinderfuttern (Schiebermotor), dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Muffe für jeden Zylinder zwei Zylinderfutter (7) steuert, deren eines den Kolbenboden bildet (Fig. 7). q..
4. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i mit sternförmiger Zylinderanordnung, deren Kolben mit einer Haupt-und mehreren Nebenpleuelstangen an der Kurbelwelle angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der auf dem Kurbelzapfen (3) sitzenden exzentrischen Muffe der Kopf (ii) der Hauptpleuelstange gelagert ist, an welchem die Nebenpleuelstangen mittels Exzenter- oder Kurbelwellen (1q.) gelagert sind, die alle einmal bei zwei Kurbeldrehungen durch. eine Scheibe (16) um ihre Achsen gedreht werden, welche Scheibe (16) an Armen (15) der Kurbelwellen (1q.) angreift, auf einem konzentrisch zum Hauptkurbelzapfen (3) sitzenden Bund (q.) der exzentrischen Muffe (12) drehbar ist und mit einer die Exzenter des Untersetzungsgetriebes tragenden Platte (13) drehverbunden, dieser gegenüber jedoch radial verschiebbar ist (Fig. 8 und 9).
5. 5. V iertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch i, mit sternförmiger Zylinderanordnung, deren Kolben mittels unter sich gleichen Pleuelstangen an derl-Curbelwelle angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Pleuelstangen an einer auf dem Kurbelzapfen (3) sitzenden Hülse (ii, i i") mittels Exzenter- oder Kurbelwellen (1q.) gelagert sind, die einmal bei zwei Kurbeldrehungen alle durch eine Scheibe (16) um ihre eigenen Achsen gedreht werden, welche an Armen (15) der Kurbelwellen (1q.) angreift und auf der exzentrischen Muffe (q.) drehbar ist, in der die am Kurbelzapfen (3) befestigten Exzenter (2) des Untersetzungsgetriebes geführt sind.
6. 6. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse- (i i, i i") an einem ortsfesten Bauteil (20, 21) mittels Lenker (17) geführt ist, welche ebenso lang sind wie die Kurbelarme (i9) der Kurbelwelle.