DE673291C - Vielzylinderbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Vielzylinderbrennkraftmaschine Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung von Brennkraftmaschinen, bei denen mehrere Kurbelwellen und Kolben derart angeordnet sind, daß die Kurbelwellen die Eckpunkte eines Vieleckes bestimmen und die Kolben sich im wesentlichen in Richtung der diese Eckpunkte verbindenden Geraden bewegen.
• Derartige Brennkraftmaschinen, insbesondere auch solche, bei denen die Verbindungsgeraden zwischen den Kurbelwellen ein Quadrat ergeben und die diagonal einander gegenüberliegenden Kurbelwellen im gleichen Drehsinn, mehrere Abtriebswellen dagegen im entgegengesetzten Drehsinn umlaufen, sind bereits bekannt. Bei allen bekannten Maschinen solcher Bauart erfolgt jedoch der Abtrieb in einer Ebene.
• Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß der Abtrieb über mindestens zwei Ebenen erfolgt, wobei jeweils das Getriebe zweier diagonal einander gegenüberliegenden Kurbelwellen einer Ebene angehört und dieser Trieb im entgegengesetzten Drehsinne umläuft wie der Abtrieb der benachbarten Ebene.
• Eine solche Anordnung hat erstens den Vorteil einer günstigeren Verteilung der Belastung auf die Räder und Wellen und arbeitet zweitens schwingungsfreier. Drittens ermöglicht eine solche Anordnung eine einfache Veränderung der Kompression. Weitere Merkmale der Erfindung sind die Anordnung eines stufenweise schaltbaren Zwischengeleges zwischen Kurbelwellen und Abtriebswellen, eine symmetrische Gruppierung der Zylinder zu dem Getriebe ihrer Kurbelwellen und die Ausbildung der Abtriebswellen als ineinandersteckende Hohlwellen.
• Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigen: Abb. i die an sich bekannte Form der Anordnung von Zylindern und Kurbelwellen mit den angedeuteten Abtriebsrädern, Abb. -9 einen vor den Arbeitszylindern angeordneten Abtrieb nach der Erfindung in schaubildlicher Darstellung, Abb.3 einen senkrechten Längsschnitt durch die Anordnung nach Abb. z, Abb. q. und 5 weitere Abtriebsanordnungen im Längsschnitt, entsprechend Abb. 3.
• Nach dem Ausführungsbeispiel von Abb. i sind vier Kurbelwellen i, i', 2, 2' mit ihren zugehörigen Kolben 3, 3' und q., q.' derart zueinander angeordnet, daß diese einen quadratischen Raum einschließen. An einem jeden der gleichen Seite zugewandten Ende jeder Kurbelwelle sitzt jü ein Zahnrad 5, 6, 7, 8, und diese Zahnräder stehen wiederum mit Zahnrädern g, io, ii und i2 in Eingriff. Die Zahnräder 5, 7, g und i i liegen in der gleichen Ebene, jedoch mit einem gewissen Abstand vor den Zahnrädern 6, 8, io und 1.2, welche ihrerseits wieder einer anderen Ebene angehören. Die Räder g und i i stehen mit einem mittleren Zahnrad 13 und die Räder io und 12 mit einem mittleren Zahnrad 14. in Eingriff (Abb. 2 und 3). Beide Räder 13 und 14 sind gleich groß und liegen hintereinander in einer Flucht. Das Zahnrad 14 treibt eine `Welle 15 an, welche eine hohle Welle 16 durchsetzt, die vom Rad 13 angetrieben wird. Auch die Welle 15 ist als Hohlwelle ausgebildet. Zwischen den Rädern 13 und 14. laufen über eine an diesen vorgesehene seitliche Verzahnung 13' und 1q.' (Abb. 3) zwei Planetenkegelräder 17 und 18. Die Planetenräder 17, 18 sitzen auf einer zu den Antriebswellen 15, 16 radial verlaufenden Achse ig (4bb. und 3), welche mittels einer Nabe 2o drehbar auf der Welle 15 sitzt. Durch eine auf der Zeichnung nicht dargestellte, beliebig gestaltete Vorrichtung kann die Achse ig verschwenkt und in ihrer jeweiligen Schwenklage festgehalten werden.
• Bei Betrieb der Maschine laufen die Kurbelwellen i, i' im Uhrzeigersinn und die Kurbelwellen 2, 2' entgegen dein Uhrzeigersinn um. Demzufolge laufen auch die Zahnräder 13, 14. sowie die Abtriebswellen 15, 16 im entgegengesetzten Sinne um. Verschwenkt man nun die Achse ig um einen bestimmten Winkel, so erreicht man durch das Mitverschwenhen der Kegelräder 17, i8 eine Winkelverstellung der beiden Räder 13, 14 zueinander, und diese wirkt sich auf die Kurbelwellen i, 1', 2, 2' in der Weise aus, daß z: B. die Kolben 3, .4 des einen Antriebssatzes i, z' gegenüber den Kolben 3', q.' des anderen Antriebssatzes 2, 2' z; B. um den Winkel v (Abb. i) bzw. um die Strecke v voreilen, wodurch der Kompressionsraum mehr oder weniger verändert, in diesem Falle vergrößert wird. Auf die gleiche Weise kann man natürlich auch auf eine Verkleinerung des Kompressionsraumes hinwirken und den Verdichtungsgrad der Maschine während des Betriebes ändern.
• Die Verstellung der Achse ig kann pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder auch rein mechanisch erfolgen. Die Umstellung kann willkürlich von Hand oder durch Fußbedienung oder aber auch automatisch eingeleitet werden, z. B. auch in Abhängigkeit von einer beliebigen Funktion oder Betriebsbedingung der Maschine oder von deren Umgebung (Wärme, Luftdichte, Drehzahl usw.). An Stelle der Kegelräder 17, 18 können auch Stirnräder vorgesehen sein oder, wenn es die Richtung des Abtriebes verlangt, können an Stelle der Stirnräder 5 bis 12 auch Kegel-oder Reibräder, Riemen- oder Kettentriebe o. dgl. angeordnet werden. An Stelle einer aus vier in einer Ebene liegenden Zylindern bestehenden Arbeitsgruppe können auch deren mehrere nebeneinander angeordnet sein. Die weiteren Arbeitsgruppen können auch symmetrisch zu dem Abtrieb 5 bis i8 angeordnet liegen (Abb. 3). Auch kann der Abtrieb 15, 16 nach axial verschiedenen Seiten erfolgen (s. 15 und 16 in Abb. q.). Die Anordnung nach Abb.3 eignet sich insbesondere für Luftfahrzeuge mit mehreren gegenläufig umlaufenden Luftschrauben oder für Kraftfahrzeuge mit mehreren angetriebenen rückwärtigen Achsen oder für den Antrieb von Schiffsschrauben. Die Anordnung nach Abb. -1 eignet sich gut für Fahrzeuge mit einer vor und hinter dem Motor angetriebenen Achse.
• Der Antrieb des Zubehörs der Brennkraftmaschine, wie Gebläse, Zündverteiler, Brennstoffeinspritzpumpen, Lichtmaschine, Stromquelle für Glühkörper v. djl."erfal,-t entweder durch die Abtriebswellen 15, 16 oder durch eine Welle der Zwischenräder 5 bis 12 oder durch die Kurbelwellen unmittelbar. Der Zubehör ist zweckmäßig gleichfalls innerhalb des durch das Vieleck der Kurbelwellen abgegrenzten Raumes untergebracht. Im Rahmen der Erfindung müssen die Abtriebsräder auch nicht unbedingt auf der gleichen Kurbelwellenseite liegen, sondern können auch zu beiden Seiten derselben angeordnet sein. Ordnet man an Stelle des einstufigen Triebes g bis 12 ein mehrteiliges Getriebe an, so kann man während des Betriebes auch die Drehzahl des Abtriebes beschleunigen oder verzögern. Die Verstellbarkeit des Kompressionsraumes und die Verstellbarkeit der Abtriebsdrehzahl ist insbesondere dann wichtig, wenn die Brennkraftmaschine in Luftfahrzeugen als Höhenmotor verwendet wird. Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt die Abb. 5. Nach dieser Anordnung weisen die Räder g, 1o, i i und 12 j e einen zweiten Zahnkranz 2 i auf, welcher mit einem weiteren Zahnkranz 22 der Räder 13 und 14 in Eingriff gebracht werden kann. Damit bei einem Verschieben der Zwischenräder g bis i i diese mit den Rädern 5 bis 8 an den Kurbelwellen in Eingriff bleiben, sind die Räder an den Kurbelwellen um den Verschiebeweg verbreitert (s. z. B. das Rad 6 in Abb. 5). Das Schalten der Stufen erfolgt für sämtliche Kurbeltriebe gemeinschaftlich und kann wie die Einstellung der Planetenradachse ig willkürlich oder automatisch in Abhängigkeit von irgendeiner beliebigen Betriebsfunktion der Brennkraftmaschine erfolgen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vielzylinderbrennkraftmaschine mit mehreren Kurbelwellen und gegenläufigen Kolben in den Zylindern, bei der die Kurbelwellen die Eckpunkte eines Vielecks bilden, die Kolben sich in Richtung der diese Eckpunkte verbindenden Geraden bewegen und der Abtrieb der Kurbelwellen über Zahnräder auf mehrere in oder außerhalb der Mitte des Vieleckes angeordneten Antriebswellen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kurbelwellen auf die Antriebswellen die Kraft -übertragenden Zahnrädergruppen verschiedenen Ebenen angehören. . z. Vielzylinderbrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Abtrieb zweier diagonal einander gegenüberliegender Kurbelwellen einer Ebene angehört und die so unterteilten Abtriebsgruppen im entgegengesetzten Drehsinn umlaufen. 3. Vielzylinderbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i und z, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung auf verschiedenen Seiten des Motors die jeweils auf der gleichen Motorseite liegenden Abtriebsräder den gleichen Ebenen angehören. q.. Vielzylinderbrennkraftmasthine nach den Ansprüchen i bis 3, gekennzeichnet durch eine auf mehrere, insbesondere diagonal einander gegenüberliegende Kurbelwellen einwirkende Winkelverstellvorrichtung, um das Verdichtungsverhältnis für alle Zylinder gleichzeitig und gleichmäßig verändern zu können. 5. Vielzylinderbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiedenen Ebenen angehörigen Abtriebe durch ein Planetenradgetriebe miteinander gekuppelt sind, wobei mehrere, vorzugsweise zwei Planetenräder einander gegenüberliegen und im gleichen Drehsinn gleichzeitig verstellbar und feststellbar gelagert sind. 6. Vielzylinderbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder auf einer gemeinschaftlichen, um einen Punkt zwischen den Rädern schwenkbaren Achse sitzen und diese Achse entweder willkürlich von Hand oder durch Fußschaltung oder automatisch in Abhängigkeit von einer beliebigen Funktion der Brennkraftmaschine oder ihrer Umgebung bewegt wird. 7. Vielzylinderbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 6, gekennzeichnet durch ein stufenweise schaltbares Zwischengelege zwischen den Kurbelwellen-and Hauptabtriebswellenrädern. B. Vielzylinderbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis. 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengelege entweder von Hand oder durch Fußschaltung betätigt wird oder automatisch schaltet, in Abhängigkeit von einer beliebigen Funktion der Brennkraftmaschine oder ihrer Umgebung. g. Vielzylinderbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptabtriebswellen ihre Kraft und Bewegung axial nach zwei verschiedenen Richtungen abgeben. i o. Vielzylinderbrennkraftmaschinenach den Ansprüchen i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise in dem durch das Kurbelwellenvieleck bestimmten Raum untergebrachte Zubehör der Brennkraftmaschine durch deren Zwischenlegewellen angetrieben wird.