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Aus einer Kolbenbrennkraftmaschine und einer Abgasturbine bestehendes Brennkraftmaschinen-Aggregat
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der Linie E - F in Fig. 2 veranschaulicht. Fig. 5 stellt einen weiteren Querschnitt entlang der Linie G - H in Fig. 2 dar.
In den Zeichnungen sind mit 1 und 2 die in den Zylindern 3 und 4 gleitenden oberen Kolben und mit 5 und 6 die in den Zylindern 7 und 8 gleitenden unteren Kolben bezeichnet. Die Zylinder 3 und 7 und die Zylinder 4 und 8 bilden zusammen jeweils ein verripptes Gussstück. Die Zylinderköpfe 106 und 105 schliessen die vorgenannten Zylinder ab.
Die beiden oberen Kolben 1 und 2 stehen über Druckfedern 9,10 und Druckstücke 11,12 mit den auf den Exzentern 13, 14 der Exzenterwelle gelagerten Laufringen 15,16 in kraftschlüssiger Verbindung.
DieKolben 1 und 5 bzw. 2 und 6 haben über in Nuten 22,24 bzw. 23,25 eingreifende Gleitkörper 18,20 bzw. 19,21 Kraftschluss mit den Schwinghebeln 26 und 27, deren Lagerzapfen 28 und 29 mittels Nadellagern 30 und 31 im Motorgehäuse 32 einseitig gelagert sind.
Die Schwinghebel 26 und 27 sind mit verzahnten Fortsätzen 33 und 34 ausgerüstet, die-wie die Fig. 5 erkennen lässt - miteinander in Eingriff stehen. Die Fortsätze 35 und 36 dienen zum Massenausgleich. Die Schwinghebel weisen auf der von den Zylindern abgekehrten Seite eine durchgehende Nut 37 bzw. 38 auf, in die mittels Gleitkörper 39 und 40 die in dem schwenkbaren Joch 41 auf den Kugellagern 42,43 und 44,45 gelagerten Schwingkurbeln 46 und 47 derart eingreifen, dass bei Verschwenken des Joches 41 eine Vergrösserung oder Verkleinerung der wirksamen Hebelarmlänge erreicht werden kann.
Die Zapfen 48 und 49 der Schwingkurbeln sind mit den Flanschen 50 und 51 fest verbunden. In einer Aussparung 52 bzw. 53 dieser Flanschen liegen die Enden der Federbandkupplungen 54 und 55, die jeweils um 1800 versetzt das von den Kolben aufgenommene Drehmoment auf die Trommeln 56 und 57 übertragen. Die letzteren stehen über Zahnräder 58 und 59 mit dem Abtriebszahnrad 60 und der Abtriebswelle 61 in Verbindung. Die Verschwenkung des Jochs 41 erfolgt mittels einer Schneckenspindel 62, die in eine auf dem Joch 41 befestigte Verzahnung 63 eingreift, und durch eine Zahnstange 64, welche hydraulisch über die Verzahnung 65 verschoben wird.
Der Abtrieb geht von der Welle 61 über eine Sicherheitskupplung 66 und ein Antriebskegelrad 67, welches zwei Tellerräder 68 für Vorwärtsfahrt und 69 für Rückwärtsfahrt antreibt. Die letzteren können durch eine Schaltklaue 70 ein-und ausgeschaltet werden. Die Tellerräder treiben das Differentialgehäuse 71 an, in welchem das Differential 72 untergebracht ist. Von hier aus erfolgt in bekannter Weise der Antrieb der Fahrzeugräder.
Die Exzenterwelle 17, die unabhängig von dem ständig in Abhängigkeit von der Last seine Drehzahl wechselnden Abtrieb mit annähernd gleicher Drehzahl umläuft, treibt über die Zahnräder 73,74 und die Welle 75 die als Schwungrad ausgebildete Licht- und Anlassmaschine 76 an. Auf der Welle 75 ist auch der als Flachschieber ausgebildete Einlass-Drehschieber 77 angeordnet, durch den der Einlass des Frischgases in die Zylinder gesteuert wird. Zur Abdichtung werden die Druckstücke 80 und 81 durch Federn 78 und 79 an den Drehschieber gedrückt, von wo aus das Frischgas über die Einlasskanäle 82 und 83 in die Motorzylinder gelangt.
Auf dem rotierenden Gehäuse der Lichtanlassmaschine 76 ist der Kühllüfter 84 angebracht, der durch die Öffnung 85 Luft ansaugt und sie zum Kühlen der Zylinder durch Kanäle 86 und 87 an die Kühlrippen der Motorzylinder heranführt.
Das Zahnrad 74 auf der Welle 75 steht über das Zahnrad 88 mit der Welle 93 in Verbindung, die auf der vorderen Stirnseite das Ladegebläse 94 und auf der rückwärtigen Stirnseite das Radial-Turbinenrad 95 trägt. Das Zahnrad 88 treibt die Zahnradpumpe 89, die Druckpumpe 90 für den Schmierkreislauf und die Druckpumpe 91 für die Betätigung an.
Das Ladegebläse saugt über den durch die Drosselklappe 96 gesteuerten Ansaugkanal 97 Luft an und drückt die Ladeluft über die Kanäle 98 und 99 zum Drehschieber 77. Die Abgasturbine steht mit den Auslassschlitzen 100 und 101 über dietangential in das Gehäuse 102 der Turbine einmündenden Kanäle 103 und 104 in Verbindung.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Brennkraftmaschinen-Aggregates soll nachstehend an Hand des Zusammenspieles der freifliegenden Kolben mit dem beschriebenen Triebwerk erläutert werden. Die mit der Exzenterwelle 17 starr verbundenen Exzenter 13 und 14 drehen sich entgegen dem Uhrzeigersinn. Fig. 5 lässt erkennen, dass die Kolben 1 und 2 verdichten, während die über die Schwinghebel 26 und 27 mit den Kolben 1 und 2 starr verbundenen Kolben 5 und 6 Arbeit leisten. Sobald die Oberkanten dieser Kolben die Auslassschlitze erreicht haben, dringen die Abgase aus den Auslassschlitzen 100 und 101 über die Kanäle 103 und 104 in das Turbinengehäuse 102 und treiben die Abgasturbine 95 an (vgl. Fig. 4). Erst in der Nähe des unteren Totpunktes, wenn der Druck in den Zylindern entsprechend abgesunken ist, öffnet der Drehschieber 77 (vgl.
Fig. 3) den Einlass. Die vom Ladegebläse 94 (vgl. Fig. 2) vorverdichtete Verbrennungsluft kann nunmehr über die Einlasskanäle 82 und 83 (vgl. Fig. 3) in die Zylinder eindringen.
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Das Einspritzen des Brennstoffes erfolgt während des Verdichtungshubes. Wenn die Kolben 5 und 6 das Gemisch so hoch verdichtet haben, dass Selbstzündung eintritt, kehren diese Kolben ihre Bewegungs- richtung um und es beginnt ein neuer Arbeitsakt. Dasselbe spielt sich um 1800 versetzt in den Zylindern 3 und 4 ab. Die Arbeitskolben 1 und 2 stehen mit der Exzenterwelle über Federn 9 und 10 in elastischer
Verbindung. Mit den Schwinghebeln 26 und 27, die untereinander über die verzahnten Fortsätze 33 und 34 kraftschlüssig verbunden sind (vgl. Fig. 5), sind sie jedoch durch schwenkbar gelagerte Gleitkörper 18,20 bzw. 19,21 starr gekuppelt.
Die Schwinghebel wiederum übertragen über die schwenkbaren Gleit- körper 39 bzw. 40, die in ihren Nuten 37 bzw. 38 durch Verschwenken des Jochs 41 zur Veränderung der Übersetzung verschoben werden können, um 1800 versetzt Impulse über die Schwingkurbeln 46 bzw. 47, dann deren Zapfen 48 bzw. 49 mit den Flanschen 50 bzw. 51, auf die in Fig. 3 nur im Schnitt angedeuteten Federbandkupplungen 54 und 55. Zu diesem Zweck greift die Schwingkurbel 46 mit ihrem Gleitkörper 39 nach oben in die Nut 37 des Schwinghebels 26, und die Schwingkurbel 47 mit ihrem Gleitkörper 40 nach unten, also um 1800 gegenüber der Schwingkurbel 46 versetzt, in die Nut 38 des Schwinghebels 27 ein.
Beide Federbandkupplungen sind im gleichenDrehsinn gewickelt, sie übertragen nur das Drehmoment jeweils einzeln um 1800 phasenverschoben auf den Antrieb, da das obere Ende des Schwinghebels 26, an dem bei kleinster Übersetzung die Schwingkurbel 46 angreift, sich z. B. gerade im inneren Totpunkt seiner Bewegung, und das untere Ende des Schwinghebels 27, an dem die Schwingkurbel 47 angreift, sich im äusseren Totpunkt seiner Bewegung befindet. Kurz nach dem inneren Totpunkt der oberen Kolben 1 und 2, welcher dem äusseren Totpunkt der unteren Kolben 5 und 6 entspricht, beginnt also die FedeibandkuppluAg 54 zu greifen, während sich die Federbandkupplung 55 kurz vor dem inneren Totpunkt der oberen Kolben gelöst hat.
Die Federbandkupplungen 54 und 55 übertragen in der entgegen ihrem Wicklungssinn gerichteten Bewegung ein Drehmoment auf die Trommeln 56 und 57, von wo es durch die Zahnräder 58 und 59 auf das Abtriebszahnrad 60 und damit die Abtriebswelle 61 übertragen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brennkraftmaschinen-Aggregat, bestehend aus einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit hin-und hergehenden Kolben, die annähernd mit gleichbleibender Drehzahl arbeitet, und einer Abgasturbine, die mit der Brennkraftmaschine starr gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine in an sich bekannter Weise mindestens zwei hin-und hergehende, mit je einem Schwinghebel (26 bzw. 27) gekuppelte Kolben (1, 2 bzw. 5,6) aufweist, wobei die Schwinghebel über Gleitkörper (18,19 bzw.
20,21) mit zu beiden Seiten in einem verstellbar angeordneten Joch (41) gelagerten Schwingkurbeln (46,47) sowie über diese nur in einer Drehrichtung wirksamen Kupplungen (54,55) kraftschlüssig verbunden sind, die über Zahnräder (58,59, 60) die senkrecht zur Zylinderachse verlaufende Abtriebswelle (61) der Brennkraftmaschine abwechselnd und absatzweise in Rotation versetzen, dass ferner zum Antrieb der Hilfsmaschinen (76,84) eine eigene, von der Abtriebswelle (61) unabhängige Exzenterwelle (17) zwischen den einander gegenüberliegenden Kolben (1, 2 bzw. 5,6) vorgesehen ist, die jeweils eine oder mehrere, in einer Zylinderlängsmittelebene bzw. in Parallelebenen hiezu liegende Exzenterscheiben (13, 14) trägt, an der bzw.
an denen die Stirnflächen voneinander diametral gegen- überliegenden, einseitig abgeschlossenen Gleithülsen (11,12) anliegen, die in den Kolben (l, 2) in ihrer Längsrichtung axial verschiebbar gelagert sind und jeweils unter dem Druck einer vorzugsweise zwischen den abgeschlossenen Enden der Gleithülsen (11,12) und den Kolbenbodeninnenseiten wirksamen Feder (9 bzw. 10) stehen, und dass die Abgasturbine (95) über eine Zahnradübersetzung (74,88) mit der Exzenterwelle (17) verbunden ist.
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