WO2012000126A2 - Taumelscheibenmotor - Google Patents

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WO2012000126A2
WO2012000126A2 PCT/CH2011/000155 CH2011000155W WO2012000126A2 WO 2012000126 A2 WO2012000126 A2 WO 2012000126A2 CH 2011000155 W CH2011000155 W CH 2011000155W WO 2012000126 A2 WO2012000126 A2 WO 2012000126A2
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swash plate
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swashplate
motor
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Eskil Suter
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Suter Racing Technology Ag
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/26—Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/02—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis with wobble-plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/026—Gear drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms

Definitions

  • the invention relates to a wobble plate motor according to the preamble of claims 1, 6 to 10, 12, 14, 17, 18 and 20.
  • Swashplate engines are reciprocating engines, whose pistons are not with a crankshaft, but with a
  • Swash plate are connected, which is mounted on a Z-shaped cranked shaft, which is located in the center of the most arranged on a circle cylinder.
  • the pistons thus move parallel to the axis of this Z-shaft.
  • Z-crankshaft instead of a normal crankshaft with the swash plate attached thereto.
  • the swashplate makes thereby a tumbling movement, which by the bearing and the angle on the Z-wave, as well as by the torque support on the housing, the oscillating movement of the piston in a rotating of the Z-wave
  • swashplate units in the opposite sense as compressors in which the output shaft (Z-shaft) is driven and the pistons are used for the compression of air or other gases.
  • Swashplate drives have the advantage that they can be built very compact and are therefore particularly suitable as drives for aircraft. Due to the compact design, their weight is also in relation to
  • An object of the present invention is to provide a swashplate motor which allows high power in a small space with low weight and thus produces far less combustion residues (exhaust gases) at a given power output.
  • valves of two adjacent cylinders can be actuated in each case with a camshaft.
  • camshaft the injection pumps in a possible pump-nozzle system
  • pump nozzle mechanical injection pump
  • the camshafts are thus operated at half the speed of the Z-shaft.
  • the camshafts are located between the valve tappets, which are driven directly by rocker arms.
  • the cylinders arranged close to each other on a circle
  • the swash plate On the swash plate ball heads are placed, where the connecting rods of the pistons attack.
  • the swash plate can be inserted on a section lying at an acute angle between two parallel sections of the Z-shaft in which the Z-shaft is divided.
  • the required torque support of a swashplate motor is effected by means of two sprockets whereby the forced by the piston on the connecting rods and ball heads
  • Tumbling motion of the swash plate in a rotational movement on the Z-wave can be implemented.
  • Figure 1 shows a cross section through the cylinder head
  • Figure 2 is a plan view of the cylinder head over the
  • Figure 3 is a side view of a camshaft with the
  • Figure 5 shows an axial section through a connecting rod
  • FIG. 5.1 shows a 3D view of the lower part of a connecting rod with fastening ball and ball guide
  • FIG. 6 shows a view of the Z-shaft before assembly
  • FIG. 7 Scheme of the cooling circuit
  • FIG. 8 Schematic diagram of the lubrication process
  • FIG. 9 phantom drawing of the motor
  • Figure 10 schematically shows two possible ignition sequences at a
  • Designated motor housing which has a substantially circular cross-section and carries on its surface a plurality of cooling fins 5.
  • the axis of rotation A of the Z-shaft 7 is arranged.
  • Valve pairs 11 of each two juxtaposed cylinders are parallel to each other. In this way, all valves 11 of all cylinders 9 by three camshafts 13 ( Figure 9), which are each located between the two cylinders 9, drive.
  • Valve stems 21 (see also Figure 3). There are also the valve springs 23 can be seen.
  • one end of the Z-wave 7 is shown, omitting adjacent elements. On this sits, in the present example, coaxial with a planetary gear 27, which reduces the speed of the Z-shaft 7 as far as necessary to drive via the pinion 29, the three frontally seated on the camshaft 13 pinion 31.
  • a planetary gear 27 which reduces the speed of the Z-shaft 7 as far as necessary to drive via the pinion 29, the three frontally seated on the camshaft 13 pinion 31.
  • only one camshaft 13 is shown; the other two offset by 120 °
  • Camshafts 13 have been omitted for the sake of clarity.
  • Figure 5 shows the on the swash plate 33 via the
  • Ball heads 35 mounted piston 39 with corresponding connecting rods 37.
  • Piston pan This type of piston bearing is due to the different movement of a
  • Guide tube 38 is designed so that temperature-related differences in length of the connecting rod are compensated.
  • the ball heads 35 can be designed as shown in Figure 5 as in the swash plate 33 (see Figure 11) screwed, compressible or weldable components or already be part of the swash plate.
  • Figure 5.1 shows the guides 41 on the connecting rods 37, which serve that the connecting rods can rotate on the ball heads 35 only at a certain angle and a
  • the z-wave 7 is shown in Figure 6 before the two shaft sections 7 ⁇ and 7 "are joined together, and on the left side is the section 7 ⁇ in the figures below, which shows the output shaft of the shaft
  • Shaft section 1 '' are arranged around the axis A around the cylinder.
  • the two sections 7 ⁇ and 7 "lie, when the central sections, the recording of the
  • FIG. 8 schematically shows the lubrication circuit of FIG.
  • the first oil pump 61 pumps lubricating oil from an external lubricant tank
  • Motor housing 3 in the points to be lubricated
  • the second oil pump 59 serves as a scavenge pump and sucks
  • a pressure control valve 65 is integrated after the first oil pump.
  • FIG. 7 schematically shows the cooling circuit of FIG
  • the cooling liquid flows from the cooling water pump 69, which sits at the end of the Z-wave, via the cooling water pipes 67 to the cylinders 9 and is divided there into two independent streams.
  • a current leads in an inner cooling jacket along the
  • the other river is in a cooling jacket on the outside of the
  • FIG. 10 schematically shows two ignition sequences in a six-cylinder swashplate engine. This is followed by the ignitions of the cylinders 1 and 2 after 60 ° rotation, the ignition sequences of the cylinders 5 and 6 after 240 ° and 300 °, the ignition sequences of cylinders 3 and 4 after 480 ° and 540 ° and after 720 ° turn the ignition in Cylinder 1.
  • the ignition sequences 1, 3 and 5 are in each case after 120 ° and in the case of the cylinders 2, 4, 6 after a further 120 ° in each case.
  • the ignition at cylinder 1 is then again at 720 °, i. already after 60 °.
  • other ignition sequences are possible.
  • FIG. 11 shows the bearings mounted on the Z-shaft (7)
  • Torque arm This sprocket engages in the motor housing mounted on the second sprocket (73) and prevents rotation of the swash plate. Also

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Abstract

Taumelscheibenmotor, der eine Mehrzahl um eine Z-Welle (7) angeordnete Zylinder (9) umfasst, deren Pleuel (37) an einer Taumelscheibe (33) angreifen. Von der Z-Welle (7) werden die jeweils zwischen zwei Zylindern angeordnete Nockenwellen (13) angetrieben. Die Versorgung mit Schmieröl erfolgt über eine auf der Z-Welle (7) sitzende Ölpumpe.

Description

Taumelscheibenmotor Gegenstand der Erfindung ist ein Taumelscheibenmotor gemäss Oberbegriff der Patentansprüche 1, 6 bis 10, 12, 14, 17, 18 und 20.
Taumelscheibenmotoren sind Hubkolbenmotoren, deren Kolben nicht mit einer Kurbelwelle, sondern mit einer
Taumelscheibe verbunden sind, welche auf einer z-förmig gekröpften Welle gelagert ist, die sich im Zentrum der meist auf einem Kreis angeordneten Zylinder befindet. Die Kolben bewegen sich dadurch parallel zur Achse dieser Z- Welle. Im Gegensatz zum üblichen Hubkolbenmotor hat er also anstatt einer normalen Kurbelwelle eine sogenannte Z- Kurbelwelle mit der daran befestigten Taumelscheibe. Die Taumelscheibe macht dabei eine taumelnde Bewegung, welche durch die Lagerung und den Winkel auf der Z-Welle, sowie durch die Drehmomentstütze am Gehäuse, die oszillierende Bewegung der Kolben in eine rotierende der Z-Welle
umwandelt, die dann zum Antrieb benutzt werden kann.
Antriebe mit Taumelscheiben sind seit langem bekannt.
Der Entwicklung des Taumelscheibenantriebs für
Verbrennungsmotoren wurde seit langem keine Beachtung mehr geschenkt, da am Ende des ersten Entwicklungszeitraums vor dem zweiten Weltkrieg die Gasturbine insbesondere für den Antrieb von Flugzeugen an die Stelle eines möglichen
Taumelscheibenantriebs getreten ist. Die grundsätzliche Funktionsweise eines Taumelscheibenmotors ist daher einerseits aus der Literatur und
andererseits durch die in den dreissiger Jahren
entwickelten Taumelscheibenmotoren von Bristol und Almen als Zeugen der frühen Entwicklungen bekannt.
Bekannt sind auch Taumelscheiben-Aggregate, allerdings in umgekehrtem Sinne und zwar als Kompressoren, bei denen die Ausgangswelle (Z-Welle) angetrieben wird und die Kolben zur Verdichtung von Luft oder anderen Gasen dienen.
Taumelscheiben-Antriebe haben den Vorteil, dass sie sehr kompakt gebaut werden können und sich daher insbesondere als Antriebe für Flugzeuge eignen. Durch die kompakte Bauweise ist deren Gewicht auch im Verhältnis zur
gewonnenen Leistung klein. Bedingt durch die Taumelscheibe ergeben sich jedoch gravierende Konstruktionsänderungen üblicher Hauptbauteile eines Verbrennungsmotors. Um eine kompakte Bauweise zu erlangen und in der Herstellung einfach und kostengünstig zu bleiben, sind grosse
Anstrengungen bezüglich der Konstruktion sämtlicher für den Betrieb eines Motors nötigen mechanischen Organe notwendig. Die geringen Anforderungen der Luftreinhaltung durch Abgase aus Hubkolbenmotoren bei Flugzeug- und
Hubschrauberantrieben hat bisher dazu geführt, dass auf eine weitere zeitaufwendige Entwicklung von
Taumelscheibenmotoren verzichtet worden ist. Andererseits sind die herkömmlichen Verbrennungsmotoren wie sie heute z.B. in Autos, Motorrädern und Booten zur Anwendung gelangen, auf einen hohen Entwicklungsstand gebracht worden . Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Taumelscheibenmotor zu schaffen, der auf kleinstem Raum bei geringem Gewicht eine hohe Leistung ermöglicht und somit bei einer gegebenen Leistungsabgabe weit weniger Verbrennungsrückstände (Abgase) produziert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Taumelscheibenmotor gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1, 6 bis 10, 12, 14, 17, 18 und 20. Vorteilhafte Ausgestaltungen des
Taumelscheibenmotors sind in den Unteransprüchen der unabhängigen Ansprüche definiert.
Durch eine gerade Anzahl der Zylinder können jeweils mit einer Nockenwelle die Ventile zweier benachbarter Zylinder betätigt werden. Zudem können mit der jeweils für zwei Zylinder zuständigen Nockenwelle auch gleichzeitig die Einspritzpumpen bei einem möglichen Pumpen-Düse-System (Pumpen-Düse = mechanische Einspritzpumpe) für die beiden Zylinder angetrieben werden. Mit einem einzigen Getriebe, welches die benötigte Untersetzung der Z-Wellendrehzahl ermöglicht, können sämtliche Nockenwellen unabhängig von der Zylinderzahl angetrieben werden. Im Falle einer
Viertakt-Brennkraftmaschine werden die Nockenwellen damit mit der halben Umdrehzahl der Z-Welle betrieben.
Die Nockenwellen liegen zwischen den Ventilstösseln, welche direkt von Kipphebeln angetrieben werden. Die nahe beieinander auf einem Kreis angeordneten Zylinder
ermöglichen einen geringen Aussendurchmesser des Motors. Die Konstruktion mit einer geraden Anzahl von Zylindern erfordert hingegen eine ungerade Zünd ( reihen- ) folge um einen ruhigen und vibrationsarmen Betrieb zu
gewährleisten. Mit einer ungeraden Zündreihenfolge ist die sich ändernde Winkeldistanz zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Zündungen (zBsp. Beim Ottomotor die Zündung des Benzin-Luftgemisches, beim Dieselmotor die Einspritzung von Kraftstoff) von Zylindern gemeint.
Auf der Taumelscheibe sind Kugelköpfe aufgesetzt, an denen die Pleuel der Kolben angreifen. Die Taumelscheibe kann auf einem zwischen zwei parallel verlaufenden Abschnitten der Z-Welle in einem spitzen Winkel liegenden Abschnitt, in welchem die Z-Welle geteilt ist, eingefügt werden. Die benötigte Drehmomentstütze eines Taumelscheibenmotors erfolgt mittels zweier Zahnkränze wodurch die durch die Kolben über die Pleuel und Kugelköpfe erzwungene
Taumelbewegung der Taumelscheibe in eine Drehbewegung an der Z-Welle umgesetzt werden kann.
Die Anordnung sowohl der Öl- und der Wasserpumpen direkt auf der Z-Welle ermöglicht es, auf geringstem Raum diese Aggregate anzuordnen und ohne entsprechende Antriebsritzel auszukommen .
Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele werden die
Erfindungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Querschnitt durch den Zylinderkopf mit
Sicht auf die Ventilsitze,
Figur 2 eine Aufsicht auf den Zylinderkopf über den
Ventilen und über den Nockenwellen, Figur 3 eine Seitenansicht einer Nockenwelle mit den
Ventilen und Kipphebel,
Figur 4 eine 3D Ansicht des Reduktionsgetriebes und einer Nockenwelle,
Figur 5 einen Axialschnitt durch einen Pleuel mit
Kolben und Befestigungskugel auf der
Taumel scheibe,
Figur 5.1 eine 3D Ansicht des unteren Teil eines Pleuels mit Befestigungskugel und Kugelführung,
Figur 6 eine Ansicht der Z-Welle vor der Montage,
Figur 7 Schema des Kühlkreislaufes,
Figur 8 Schema des Schmierkrauslaufes,
Figur 9 Phantomzeichnung des Motors,
Figur 10 schematisch zwei mögliche Zündfolgen bei einem
Sechszylinder-Taumelscheibenmotor und
Figur 11 eine 3D Ansicht der Taumelscheibe mit den
Zahnkränzen
In der Phantomzeichnung gemäss Figur 9 sind die
wesentlichen Elemente und deren gegenseitige Anordnung plastisch wiedergegeben. Unten ist das Abtriebsende der Z- Welle 7, welche das Gehäuse 3 überragt, sichtbar. Darüber ist die Taumelscheibe 33 mit den Kugelköpfen 35 gut erkennbar. Auf den Kugelköpfen 35 sind die Pleuel 37 und an deren oberen Ende die Kolben 39 sichtbar. Über den
Hubräumen der Zylinder 9 sind die Ventile 11 und darüber die Kipphebel 17 und die Nockenwellen 13 sichtbar. Auf der Z-Welle 7 sind, in der Darstellung in Figur 9 oberhalb der Kolben 39, die beiden Ölpumpen 59 und 61 sowie die Ölleitungen 63 dargestellt. Im Kopfbereich sind die
Kühlwasserleitungen und darunter das Planetengetriebe 27, welches die drei Nockenwellen 13 antreibt, sichtbar. In der Darstellung gemäss Figur 1 ist mit 3 das
Motorgehäuse bezeichnet, welches im Wesentlichen einen kreisrunden Querschnitt aufweist und auf seiner Oberfläche eine Vielzahl von Kühlrippen 5 trägt. Im Zentrum des Gehäuses 3 ist die Drehachse A der Z-Welle 7 angeordnet. Um die Z-Welle 7 herum sind im dargestellten Beispiel sechs Zylinder 9 auf einem konzentrischen Kreis mit
Zentrum A angeordnet. Die im Beispiel jeweils zwei Ventile 11 pro Zylinder 9 sind derart ausgerichtet, dass die
Ventilpaare 11 jeweils zweier nebeneinander liegender Zylinder (z.B. Cyl.#l & #2) parallel zueinander liegen. Auf diese Weise lassen sich sämtliche Ventile 11 aller Zylinder 9 durch drei Nockenwellen 13 (Fig.9), welche jeweils sich zwischen den- beiden Zylindern 9 befinden, ansteuern .
In der Aufsicht auf den Ventiltrieb in Figur 2 sind die drei sternförmig angeordneten Nockenwellen 13 mit den stirnverzahnten Ritzel 31 sichtbar, über denen die von den Nocken 15 (Figur 3) angetriebenen Kipphebel 17 um eine rechtwinklig zur Z-Welle 7 liegende Kippwellenachse 19 schwenkbar gelagert sind. Die zweiarmigen Kipphebel greifen mit ihrem aussenliegenden Ende an den
Ventilschäften 21 an (vgl. auch Figur 3) . Dort sind auch die Ventilfedern 23 ersichtlich. In der Ansicht gemäss Figur 4 ist, unter Weglassung benachbarter Elemente, ein Ende der Z-Welle 7 dargestellt. Auf diesem sitzt, im vorliegenden Beispiel, koaxial ein Planetengetriebe 27, welches die Drehzahl der Z-Welle 7 soweit wie nötig verringert, um über das Ritzel 29, die drei stirnseitig auf den Nockenwellen 13 sitzenden Ritzel 31 anzutreiben. In Figur 4 ist nur eine Nockenwelle 13 dargestellt; die beiden übrigen um 120° versetzten
Nockenwellen 13 sind der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen worden.
Aus der Darstellung in Figur 4 ist deutlich ersichtlich, auf welch kompakte Weise die Ventiltriebe einer
geradzahligen Anzahl von Zylindern, es können statt sechs auch eine andere geradlinige Anzahl sein, durch die Z- Welle 7 mit einem Planetengetriebe 27 mit einem einzigen Abtriebsritzel 29 antreibbar sind.
Figur 5 zeigt die an der Taumelscheibe 33 über die
Kugelköpfe 35 gelagerten Kolben 39 mit entsprechenden Pleueln 37. Die Anbindung der Kolben auf die Pleuel 37 erfolgt über eine sphärische Kontaktfläche 45, der
Kolbenpfanne. Diese Art der Kolbenlagerung wird bedingt durch den andersartigen Bewegungsablauf eines
Taumelscheibenmotors gegenüber herkömmlichen
Verbrennungsmotoren. Die Schmierung der Kontakt fläche 45 wie auch der Oberfläche der Kugel 35 erfolgt über die Taumelscheibe 33, welche über die Z-Welle 7 mit Oel versorgt wird. Das Oel erreicht unter Druck die Kugeln 35, gelangt von dort über mehrere Ölkanäle 36 in ein
Führungsrohr 38 innerhalb des Pleuels 37 und von dort zur Kontaktfläche 45. Das innerhalb des Pleuels liegende
Führungsrohr 38 ist so konzipiert, dass temperaturbedingte Längenunterschiede des Pleuels ausgeglichen werden. Die Kugelköpfe 35 können dabei wie in Figur 5 gezeigt als in die Taumelscheibe 33 (siehe Figur 11) verschraubbare , verpressbare oder verschweissbare Bauteile ausgelegt oder auch bereits Teil der Taumelscheibe sein.
Figur 5.1 zeigt die Führungen 41 an den Pleueln 37, welche dazu dienen, dass die Pleuel sich auf den Kugelköpfen 35 nur in einem bestimmten Winkel drehen können und ein
Verkanten der Pleuel somit verhindert wird.
In Figur 6 ist die Z-Welle 7 dargestellt, bevor die beiden Wellenabschnitte 7Λ und 7" zusammengefügt werden. Auf der linken Seite ist der in den Figuren unten befindliche Abschnitt 7 Λ sichtbar, welcher die Ausgangswelle des
Motors bildet. Der zentrale, dazwischen liegende
Verbindungsbereich der beiden Abschnitte 7 λ und 7" nimmt die Taumelscheibe 33 auf (Taumelscheibe nicht
dargestellt) , welche dadurch in einem spitzen Winkel zur Drehachse A der Z-Welle 7 zu liegen kommt. Um den
Wellenabschnitt 1'' sind um die Achse A herum die Zylinder angeordnet. Die beiden Abschnitte 7λ und 7" liegen, wenn die zentralen Abschnitte, die die Aufnahme der
Taumelscheibe bilden, über die Polygonprofilverbindung 8 an deren Ende zusammengefügt und mit einer Dehnschraube 57 verbunden sind, auf der gemeinsamen Drehachse A.
In Figur 8 ist schematisch der Schmierkreislauf des
Taumelscheibenmotors dargestellt. Über die Z-Welle 7 werden zwei Ölpumpen angetrieben. Die erste Ölpumpe 61 pumpt Schmieröl von einem externen Schmiermitteltank
(nicht dargestellt) über ein Druckregelventil 65 (PRV - Pressure Release Valve) und einen optionalen Filter 79 über entsprechende Ölleitungen (Bohrungen) 63 im
Motorgehäuse 3 in die zu schmierenden Stellen
(Nockenwellen 13, Planetengetriebe 27, Z-Welle 7,
Taumelscheibe 33, Kugelköpfe 35, Kolben 39) ; die zweite Ölpumpe 59 dient als Spülpumpe und saugt
Schmiermittelnebel aus der Nockenwellen- und der
Taumelscheibenkammer und führt diese Flüssigkeit wieder zurück ausserhalb des Motorgehäuses zu einem Luft- Schmiermittelseparator 75, einem Wärmetauscher 77 und schlussendlich zurück in den Schmiermitteltank. Zur
Steuerung des Öldrucks ist nach der ersten Ölpumpe ein Druckregelventil 65 integriert.
In Figur 7 ist schematisch der Kühlkreislauf des
Taumelscheibenmotors dargestellt. Die Kühlflüssigkeit fliesst von der Kühlwasserpumpe 69, die am Ende der Z- Welle sitzt, über die Kühlwasserrohre 67 zu den Zylindern 9 und wird dort in zwei unabhängige Ströme aufgeteilt. Ein Strom führt in einem inneren Kühlmantel entlang der
Zylinder 9 nahe der Z-Welle 7. Der andere Fluss wird in einem Kühlmantel auf der aussenliegenden Seite des
Motorgehäuses 3 geführt. Auf der Aussenseite des Motors 1 befinden sich für den Wärmeaustausch die Kühlrippen 5 (vgl. Figur 1). Anschliessend vereinigen sich die beiden Flüsse und führen zurück in den Bereich der Ventile 11 und von dort zurück zur Pumpe 69 (siehe Pfeile) . Das ganze Kühlwassersystem erstreckt sich kreisförmig angeordnet im Motorgehäuse . In der Figur 10 sind schematisch zwei Zündfolgen bei einem Sechszylinder-Taumelscheibenmotor aufgezeichnet. Dabei folgen sich die Zündungen der Zylinder 1 und 2 nach 60° Drehung, die Zündfolgen der Zylinder 5 und 6 nach 240° und 300°, die Zündfolgen der Zylinder 3 und 4 nach 480° und 540° und nach 720° wiederum die Zündung im Zylinder 1.
In der zweiten möglichen Ausführung sind die Zündfolgen 1, 3 und 5 jeweils nach 120° und bei den Zylindern 2, 4, 6 nach jeweils weiteren 120°. Die Zündung beim Zylinder 1 erfolgt dann wiederum bei 720°, d.h. bereits nach 60°. Selbstverständlich sind auch andere Zündfolgen möglich.
Figur 11 zeigt die an der Z-Welle (7) gelagerte
Taumelscheibe (33) mit Zahnkranz (71) als
Drehmomentenstütze. Dieser Zahnkranz greift in den am Motorgehäuse befestigten zweiten Zahnkranz (73) ein und verhindert ein Drehen der Taumelscheibe. Ebenfalls
ersichtlich 3 der 6 Kolben mit Pleuel (37) und Kugelköpf (35) , befestigt an der Taumelscheibe (33) .

Claims

Patentansprüche
1. Taumelscheibenmotor (1) mit einer Mehrzahl n um eine Z-Welle (7) angeordneter Zylinder (9), einer auf einer Z-Welle (7) angeordneten Taumelscheibe (33), an der die Pleuel (37) angreifen,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine gerade Anzahl n Zylinder (9) auf einem Kreis um die Z-Welle (7) herum angeordnet sind und jeweils zwischen den Ventilschäften (21) zweier benachbarter Zylinder ( Z i , Z2; 3; , Z , ...Ζη_ι , Zn) eine Nockenwelle (13) angeordnet ist, wobei die Nockenwellen (13) über ein auf der Z-Welle (7) sitzendes Getriebe (27) antreibbar sind.
Taumelscheibenmotor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zylinder (9) in regelmässigen Abständen oder jeweils paarweise in regelmässigen Abständen oder Winkeln um die Z-Welle (7) herum angeordnet und dass die Nockenwellen (13) sternförmig ausgerichtet sind und über Kipphebel (17) die der jeweiligen Nockenwelle (13) zugeordneten Ventile (11) betätigen .
Taumelscheibenmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der
Nockenwellen (13) über ein Winkelgetriebe bestehend aus Ritzel (29) koaxial zur Z-Welle (7) und
stirnverzahntem Ritzel (31) auf der Nockenwelle erfolgt .
4. Taumelscheibenmotor nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass ein auf der Z-Welle (7)
aufgesetztes Planetengetriebe (27) als
Reduktionsgetriebe fungiert, dessen Abtriebswelle koaxial zur Z-Welle (7) liegt.
5. Taumelscheibenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderköpf mit Zylinder (9) und Teil des Taumelscheibengehäuses einstückig, als Monoblock ausgebildet sind und
Elemente wie Kolben (39), Ventile (11) und die
Ölpumpen (59,61) aufnimmt, wodurch keine
Zylinderkopfdichtung benötigt wird. 6. Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder (9), einer auf einer Z- Welle angeordnete Taumelscheibe (33), an der eine der Anzahl der Zylinder entsprechende Anzahl von
Kugelköpfen (35) angeordnet sind, an der die Pleuel (37) von den in den Zylindern geführten Kolben angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Verbindung des Pleuels (37) mit dem Kolben (39) durch eine am kolbenseitigen Ende des Pleuels (37)
ausgebildete sphärische Kontaktfläche (45) und eine konvexe Druckfläche (45) an der Kolbenrückseite erfolgt .
7. Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder (9), einer auf einer Z- Welle angeordnete Taumelscheibe (33), an der eine der
Anzahl der Zylinder entsprechende Anzahl von Kugelköpfen (35) angeordnet sind, an der die Pleuel (37) von den in den Zylindern geführten Kolben
angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelköpfe (35) Teil der Taumelscheibe (33) sind, die Kugelköpfe in der Taumelscheibe integriert sind.
8. Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder (9), einer auf einer Z- Welle angeordnete Taumelscheibe (33), an der eine der Anzahl der Zylinder entsprechende Anzahl von
Kugelköpfen (35) angeordnet sind, an der die Pleuel (37) von den in den Zylindern geführten Kolben
angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuel (37) auf den Kugelköpfen (35) mittels auf den Pleueln befestigten oder integrierten Führungen (41) so geführt werden, dass die Pleuel nur in einem
beschränkten Winkel gegenüber den Kugelköpfen
verdrehbar sind und ein Verkanten derselben auf den Kugelköpfen verhindert wird.
9. Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder (9), einer auf einer Z- Welle angeordnete Taumelscheibe (33), an der eine der Anzahl der Zylinder entsprechende Anzahl von
Kugelköpfen (35) angeordnet sind, an der die Pleuel
(37) von den in den Zylindern geführten Kolben
angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierung oder/und Kühlung der Kugelköpfe (35) und der Kolben (39) so erfolgt, dass über die Taumelscheibe
Schmiermittel ins Innere der Kugelköpfe (35) geleitet wird, von dort über Kanäle (36) in innerhalb der Pleuel (37) liegenden Führungsrohre (38) gelangt und dann am oberen Ende der Pleuel in bzw. an die Kolben (39) geleitet wird.
10. Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder, einer auf einer Z-Welle angeordnete Taumelscheibe, an der die Pleuel von den in den Zylindern geführten Kolben angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Z-Welle (7) im geneigten Abschnitt im Bereich der Taumelscheibe geteilt ist und diese beiden Teilstücke (7', 1'') der Z-Welle mittels einer oder mehreren Polygonverbindung (en) (8) verdrehsicher zusammengefügt werden.
11. Taumelscheibenmotor nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die beiden Teilstücke der Z-Welle mittels einer oder mehreren Dehnschraube (en) (57) verbunden werden.
12. Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder, einer auf einer Z-Welle angeordnete Taumelscheibe, an der die Pleuel von den in den Zylindern geführten Kolben angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
zur Kühlung des Motors an der Z-Welle (7) eine
Wasserpumpe (69) angeordnet ist, welche das Kühlmittel in einem geschlossenen Kreislauf durch im Motorgehäuse eingelassene Kanäle führt, wobei die Kühlung über einen äusseren Kühlwassermantel, auf dessen aussenliegender Oberfläche Kühlrippen (5) ausgebildet sind, erfolgt.
13. Taumelscheibenmotor nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wasserpumpe (69) konzentrisch auf der Z-Welle (7) sitzt.
Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- elle angeordneter Zylinder, einer auf einer Z-Welle angeordneten Taumelscheibe, an der die Pleuel von den in den Zylindern geführten Kolben angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
auf der Z-Welle (7) konzentrisch mindestens eine
Öldruckpumpe (61) angeordnet ist.
Taumelscheibenmotor nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens eine
Spülpumpe (59) zum Zurückführen des Schmiermittels aus den die Taumelscheibe (33) und die Nockenwellen (13) aufnehmenden Kammern konzentrisch auf der Z-Welle (7) angeordnet ist.
16. Taumelscheibenmotor nach einem der Ansprüche 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass als Pumpen (59,61) Zahnrad-, Drehschieber-, Flügelzellen- oder
Drehkolbenpumpen eingesetzt sind.
Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder, einer auf einer Z-Welle angeordnete Taumelscheibe, an der die Pleuel von den in den Zylindern geführten Kolben angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
mechanische Einspritzpumpen über den Zylindern (9) zur Direkteinspritzung angeordnet und von den Nockenwellen
(13) antreibbar sind.
Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- elle angeordneter Zylinder, einer auf einer Z-Welle angeordnete Taumelscheibe, an der die Pleuel der in den Zylindern geführten Kolben angreifen,
dadurch gekennzeichnet, dass dieser Motor als
Viertakt-Motor eine ungerade Zündreihenfolge aufweist
Taumelscheibenmotor nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Ausführung mit sech
Zylindern (9) die Zündung auf eine der beiden
folgenden Reihenfolgen abläuft
a)
Zylindernummer Drehwinkel
1 0°
2 60°
5 240°
6 300°
3 480°
4 540° b)
Zylindernummer Drehwinkel
1 0°
3 120°
5 240°
2 420°
4 540°
6 660°
20. Taumelscheibenmotor mit einer Mehrzahl n um eine Z- Welle angeordneter Zylinder, einer auf einer Z-Welle angeordnete Taumelscheibe, an der die Pleuel von den in den Zylindern geführten Kolben angreifen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (33) mittels eines umlaufenden Zahnkranzes (71), befestigt an der Taumelscheibe oder Teil von ihr, gegenüber dem
Motorgehäuse abgestützt wird, welches ebenfalls eine zweite Verzahnung (73) beherbergt, die mit der ersten in Eingriff ist, so dass eine Rotation der ersten und damit der Taumelscheibe (33) verhindert wird.
Taumelscheibenmotor nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, dass die umlaufenden Zahnkränze
(71,73) der Taumelscheibe eine Kegelradverzahnung aufweisen .
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