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Kolbenmaschine mit parallel zur Kurbelwelle liegenden Zylindern und
einem auf einer schrägen Kurbel gelagerten Taumelglied Die Erfindung bezieht sich
auf eine Kolbenmaschine mit parallel zur Kurbelwelle liegenden Zylindern und einem
auf einer schrägen Kurbel angeordneten Taumelglied, das eine ringförmige Fläche
aufweist, die mit einer ringförmigen Fläche am Maschinenrahmen als einseitiges Widerlager
für die normale Betriebsbeanspruchung des Taumelgiiedes zusammenarbeitet. Derartige
Maschinen können entweder als Pumpen, aber auch als Kraftmaschinen, z. B. Brennkraftmaschinen
für Fahrzeuge, gebaut werden.
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Es sind derartige Kolbenmaschinen mit parallel zur Kurbelwelle liegenden
Zylindern bekannt, bei denen die schräge Kurbel eine Z-förmige Welle bildet, deren
mathematische Drehachse das schräg liegende Z halbiert. In diesem Falle übt
die Taumelscheibe, die sich auf dem mittleren Ast der Z-Form befindet, in der Richtung
wechselnde Axialdrucke längs der mathematischen Drehachse der Welle aus. Man hat
daher selbstverständlich bei diesen bekannten Maschinen zu beiden Seiten des Taumelgliedes
an der WelleAxialdrucklager vorgesehen, die diese wechselnden Axialdru.cke aufzunehmen
vermögen.
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Demgegenüber geht die Erfindung von Kurbelwellen aus, die nur eine
halbe Z-Form bilden, wobei das Taumelglied im normalen Betrieb ständig gegen Ringflächen
des Kurbelgehäuses angepreßt wird, von denen es sich mit entsprechenden Ringflächen
abwälzt. Es schien bei dieser Bauweise demgemäß-kein Anlaß vorzuliegen, Axialdrucklager
für die Welle vorzusehen, da von vornherein die. genannten Ringflächen .zur Aufnahme
aller entstehenden Axialdrucke ausreichend erschien-ein!. Überraschenderweise zeigte
sich aber bei in solcher Weise gebauten Maschinen, daß bei Ausbildung und Verwendung
einer derartigen
Kolbenmaschine als Kraftfahrzeugantriebsmotor in
der Praxis häufig heftige Erschütterungen auftraten, die zu großen Beschädigungen
der ganzen Maschine führten. Diese Schwierigkeiten ergaben sich gelegentlich bei
plötzlichem Drosseln der Gaszufuhr bzw. wenn man das Fahrzeug mit dem Motor bremste.
Diese Schwierigkeiten konnten auch nicht dadurch behoben werden, daß man entsprechend
den Maschinen mit voller Z-Welle zusätzlich zu dem Ringflächenaxialdrucklager auf
der diesem Widerlager gegenüberliegenden Seite des Taumelgliedes ein Axialdrucklager
für die Welle anordnete, durch das etwaiger Spielraum für etwa in der Richtung wechselnde
mechanische Axialbeanspruchung des Taumelgliedes ausgeschlossen werden sollte.
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Gemäß der Erfindung werden nun die genannten Schwierigkeiten erst
dadurch behoben, daß in der Lagerung der Kurbelwellen in der Nähe der zusammenarbeitenden
Ringflächen ein diese unter allen Betriebsverhältnissen zusammendrückendes Axialdrucklager
vorgesehen ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die genannten Übelstände
nur unter bestimmtenTemperaturverhältnissen auftreten, und daß der Einfluß dieser
Temperaturverhältnisse durch die genannte besondere Anordnung eines Axialdrucklagers
beseitigt werden kann.
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Dies wird nachstehend für eine Ausführungsform der Erfindung an Hand
der Zeichnung beispielsweise erläutert, und zwar zeigt die Zeichnung schematisch
einen Längsschnitt durch eine Maschine gemäß der Erfindung.
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Die Zylinder i sind parallel zur Kurbelwelle 2 angeordnet. Es liegen
z. B. fünf Zylinder um die Kurbelwelle 2 herum verteilt. Auf den Bünden 5 und 6
der schräge. Kurbel 3 ist das Taumelglied q. gelagert.
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Die Kolben greifen mittels irgendwelcher geeigneten Verbindung am
Umfang des Taumelgliedes an.
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Am Taumelglied q. ist ein Lagerteil ? mit einer ringförmigen Kegelfläche
vorgesehen, das sich beim Drehen der Kurbel auf einer ringförmigen Kegelfläche eines
Widerlagers 8 abwälzt.
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Das Widerlager 8 ist mittels eines Abstandsringes 9 am Rahmen befestigt.
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Es sind ferner Mittel vorgesehen, um das Taumelglied daran zu hindern,
daß es sich in bezug auf die Mittellinie der Maschine dreht.
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Diese Mittel sind nicht gezeichnet.
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Wenn nun bei einer solchen Maschine, z. B. einem Benzinmotor, z. B.
die Gaszufuhr abgedrosselt wird, so daß sozusagen mittels des Motors gebremst wird,
übt der dann in den Zylindern herrschende Überdruck eine Axialkraft auf den Kolben
und deshalb auch auf das Taumelglied q. und die Kurbel 2 aus, die in der Zeichnung
nach rechts gerichtet ist.
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Hierdurch wird die Fläche i i an der Kurbelwelle belastet. Hier soll
deshalb ein kräftiges Lager ohne Spielraum angeordnet sein.
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Die Kurbelwelle 2 strebt sich zu verschieben, und zwar in der Zeichnung
nach rechts. Weiter streben die Kegelflächen an den Lagerteilen 7 und 8 bei diesem
Bremsen sich voneinander zu entfernen, während sie, wenn der Motor normal läuft
(nicht bremst), gegenein.-andergepreßt werden. Das geringste Spiel in der Lagerung
der Kurbelwelle bringt es also . mit sich, daß diese Flächen fortwährend gegeneinandergeschlagen
werden. Dies kann zu Zerstörungen führen, und daher rühren auch die eingangs erwähnten
Erschütterungen.
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Es ist nun gemäß der Erfindung ein Axialdrucldager 1¢ vorgesehen,
und zwar möglichst nahe bei den Lagerteilen 7 und 8, so daß deren Ringflächen unter
allen Betriebsverhältnissen zusammengedrückt werden.
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Wenn der Abstand zwischen dem Lager 1¢ und den Lagerteilen 7 und 8
in der Achserrichtung verhältnismäßig groß wäre, könnte infolge des Unterschiedes
in der Wärmeausdehnung zwischen dem Maschinenrahmen und der Kurbelwelle, die ja
aus Werkstoffen mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten bestehen, doch noch Spiel
zwischen den Kegelflächen an den Lagerteilen 7 und 8 entstehen; gerade dies soll
nun durch die Anordnung des Lagers 14 vermieden werden.
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Die Kurbehvelle kann selbstverständlich auch in mehreren Axialdrucklagern
gelagert sein.