DE4001776A1

DE4001776A1 - Piston IC engine - has connecting rods working against eccentric circular discs on shaft

Info

Publication number: DE4001776A1
Application number: DE19904001776
Authority: DE
Inventors: Josef Freialdenhoven
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-07-25

Abstract

The piston engine has a shaft (1) working in stationary bearings. Circular discs (2) corresponding to the number of pistons are mounted eccentrically on the shaft and rotate with it. The big ends of the connecting rods (3) work against the discs. They do not protrude beyond the axis of rotation of the shaft at bottom dead-centre. ADVANTAGE - Compact construction and low piston speed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hubkolbenmotor gemäß dem Anspruch 1.The invention relates to a reciprocating engine according to the Claim 1.

Derartige Hubkolbenmotoren werden als Antrieb für Kraftfahrzeuge aller Art, Baumaschinen und sonstige Arbeitsge räte verwendet. Sie können nach dem Zwei- und Viertaktprinzip arbeiten, sowie als Otto- oder Dieselmotor ausgelegt sein.Such reciprocating engines are used as a drive for Motor vehicles of all kinds, construction machinery and other work equipment councils used. You can use the two and four stroke principle work, as well as be designed as a gasoline or diesel engine.

Bei den bisher bekannten Hubkolbenmotoren ist die Welle zur Übertragung des Drehmomentes als allgemein bekannte Kurbel welle ausgebildet.In the previously known reciprocating piston engines, the shaft is for Transmission of torque as a well-known crank wave trained.

Der Hub der Kolben liegt je nach Type im Bereich von 80 Milli metern. Bei den üblichen Drehzahlen der Welle liegt die Kolben- Geschwindigkeit bei ca. 17 m/sec. Bedingt durch den Hub der ein zelnen Kolben, ergibt sich eine relativ hohe Bauhöhe des Motors und daraus ein entsprechend hohes Gewicht. Durch die relativ hohe Kolbengeschwindigkeit ergibt sich ein Verschleiß, der durch entsprechende Oberflächen und Werkstoffe zur Erzielung einer angemessenen Lebensdauer vermindert werden kann.Depending on the type, the piston stroke is in the range of 80 milli meters. At the usual shaft speeds, the piston Speed at approx. 17 m / sec. Due to the stroke of the one individual pistons, there is a relatively high overall height of the engine and a correspondingly high weight. By the relative high piston speed results in wear that through appropriate surfaces and materials to achieve a reasonable lifespan can be reduced.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Hubkolbenmotor der eingangs genannten Art so weiter zu entwick eln, daß die Abmessungen des Motorblocks, und die Kolbengeschwin digkeit verringert werden.The present invention is based on the object To continue to develop reciprocating piston engine of the type mentioned The dimensions of the engine block and the piston speed be reduced.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Welle entsprechend der Anzahl der Kolben kreisrunde Scheiben verdrehsicher, jedoch exzentrisch zur Drehachse der Welle angeordnet sind, die die zugeordneten Enden der Pleuel stangen derart kontaktieren, daß sich in den unteren Totpunkt lagen der Kolben die Pleuelstangen nicht über die Drehachse der Welle hinausbewegen.The object is achieved in that circular on the shaft according to the number of pistons Disks secure against rotation, but eccentric to the axis of rotation of the Shaft are arranged, the associated ends of the connecting rods Contact rods in such a way that the bottom dead center the connecting rods were not over the axis of rotation move out of the wave.

Der wesentliche Unterschied des erfindungsgemäßen Hubkolben motors zu denen nach dem Stand der Technik liegt in dem Ersatz der Kurbelwelle durch die mit den Scheiben bestückten Welle, woraus sich die kompaktere Bauweise, und die niedrigere Kolben geschwindigkeit ergibt. Dadurch, daß sich die Pleuelstangen nicht über die Drehachse der Welle hinwegbewegen, läßt sich der Kolbenhub auf beispielsweise 35-45 mm herabsetzen. The main difference of the reciprocating piston according to the invention motors to those according to the state of the art lies in the replacement the crankshaft through the shaft equipped with the disks, resulting in the more compact design, and the lower piston speed results. Because the connecting rods can not move over the axis of rotation of the shaft, the Reduce the piston stroke to, for example, 35-45 mm.

Die Exzentrizität der Scheiben beträgt demzufolge nur ca. 50 Prozent des Hubes. Die einzelnen Scheiben sind entsprechend der Zündfolge des Motors, um einen Winkel von 180° gegen einander verdreht. Die Kolbengeschwindigkeit beträgt ca. ²/₃ der herkömmlichen Motoren. Außerdem kann der Druck des ver dichteten Luft-Kraftstoffgemisches erhöht werden, so daß ei ne beachtliche Leistungssteigerung des Motors erreicht wird.The eccentricity of the discs is therefore only about 50 percent of the stroke. The individual disks are rotated by an angle of 180 ° relative to each other in accordance with the firing order of the engine. The piston speed is about ^_2/3 of conventional engines. In addition, the pressure of the compressed air-fuel mixture can be increased so that a remarkable increase in engine performance is achieved.

Um das Laufverhalten des Motors zu beeinflussen, ist in wei terer Ausgestaltung vorgesehen, daß die Welle mit Massen ausgleichsgewichten bestückt ist. Eine besonders einfache sowie montagefreundliche Ausführung wird erreicht, wenn jede Pleuelstange an der der Welle zugeordneten Seite mit einer als Segment ausgebildeten Halbschale versehen ist, die sym metrisch zur Mittelachse der Pleuelstange steht.To influence the running behavior of the engine, in white terer design provided that the shaft with masses balance weights is equipped. A particularly simple one as well as installation-friendly execution is achieved if each Connecting rod on the side assigned to the shaft with a half-shell designed as a segment, the sym is metric to the central axis of the connecting rod.

Die Seitenführung der Pleuelstangen wird erreicht, wenn jede Halbschale der Pleuelstangen an den Stirnseiten mit einem Seitenführungssegment bestückt ist, die vorzugsweise ange schraubt sind.The side rods of the connecting rods are reached when each Half-shell of the connecting rods on the end faces with a Side guide segment is populated, which is preferably attached are screwed.

Weitere Kennzeichen und Merkmale einer vor teilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen und ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigtFurther characteristics and features of a front Partial embodiment of the invention are the subject of further subclaims and arise from the following ing description of a preferred embodiment. It shows

Fig. 1 eine Welle des erfindungsgemäßen Motors in Teilanschicht, Fig. 1 is a shaft of the motor according to the invention in Teilanschicht,

Fig. 2 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles 2 in der Fig. 1 gesehen,See Fig. 2 is an end view in the direction of the arrow 2 in FIG. 1,

Fig. 3 + 4 Teilansichten der Pleuelstange, das Zusammenwirken mit der Scheibe und Welle zeigend. Fig. 3 + 4 partial views of the connecting rod, showing the interaction with the disc and shaft.

Die Welle 1 des weiter nicht dargestellten Hubkolbenmotors ist in der aufgezeigten Ausführung für einen Vierzylinder Otto- oder Dieselmotor in Reihenausführung ausgelegt. Bei anderen Bauarten und Zylinderzahlen erfolgt die Auslegung entsprech end. The shaft 1 of the reciprocating piston engine, which is not shown, is designed in the embodiment shown for a four-cylinder petrol or diesel engine in series. For other types and numbers of cylinders, the design is made accordingly.

Auf der Welle 1 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel 4 im Abstand zueinander angeordnete Scheibe 2 drehfest aufge setzt. Die Abstände der Scheiben 2 sind durch die Abstände der Kolben bzw. der Zylinder des Motors vorgegeben.On the shaft 1 are in the illustrated embodiment 4 spaced from each other disc 2 sets up. The distances between the disks 2 are predetermined by the distances between the pistons and the cylinders of the engine.

In der Darstellung stehen die beiden äußeren Scheiben 2 so, daß die darüber stehenden Kolben in der oberen Totpunktlage stehen, während die mittleren Scheiben 2 so stehen, daß sich die zugeordneten Kolben in der unteren Totpunktlage stehen.In the illustration, the two outer disks 2 are such that the pistons above them are in the top dead center position, while the middle disks 2 are so that the associated pistons are in the bottom dead center position.

Das Verhältnis des Scheibendurchmessers zum Wellendurchmes ser liegt im dargestellten Beispiel im Bereich 2 zu 1.The ratio of the disk diameter to the shaft diameter In the example shown, ser is in the range 2 to 1.

Die Fig. 3 zeigt, daß an einer Pleuelstange 3 eine Halbschale 4 angesetzt ist, die die Scheibe 2 um einen Winkel von unge fähr 180° umgreift, so daß im Betrieb des Motors die Pleuel stange nicht ausgelenkt wird. Fig. 3 shows that on a connecting rod 3, a half-shell 4 is attached, which engages around the disc 2 by an angle of approximately 180 °, so that the connecting rod is not deflected during operation of the engine.

Die Fig. 4 zeigt, daß an die Stirnflächen der Halbschale 4 je weils eine entsprechend gekrümmte Seitenführungsscheibe 5 angesetzt ist. Von den einander zugewandt liegenden Flächen aus sind in die Seitenführungsscheiben 5 Ausnehmungen vor gesehen, in die jeweils in nicht näher dargestellter Weise ein Wälzlager 6 oder ein Wälzkörper eingesetzt ist. Das Wälz lager 6 oder der Wälzkörper rollt oder wälzt sich an den Stirnflächen der Scheiben 2 ab, die mit Ringnuten oder Kugel lager versehen sind. Fig. 4 shows that a correspondingly curved side guide plate 5 is attached to the end faces of the half-shell 4 each. From the mutually facing surfaces 5 recesses are seen in the side guide disks, in each of which a roller bearing 6 or a roller body is inserted in a manner not shown. The rolling bearing 6 or the rolling elements rolls or rolls on the end faces of the disks 2 , which are provided with annular grooves or ball bearings.

Im Gegensatz zur gezeichneten Ausführung ist es, denkbar, daß die Welle 1 und die Scheibe 2 als einstückiges Formteil aus gebildet sind, da es fertigungstechnisch einfacher sein könnte.In contrast to the illustrated embodiment, it is conceivable that the shaft 1 and the disc 2 are formed as a one-piece molded part, since it could be simpler in terms of production technology.

Claims

1. Reciprocating engine, in which the linearly movable piston by the combustion of an air-fuel mixture convert into a rotary motion of a multi-positionally mounted, formed as a shaped shaft, characterized in that on the shaft 1 according to the number of pistons, circular disks 2 are secured against rotation, However, are arranged eccentrically to the axis of rotation of the shaft 1 , which contact the associated ends of the connecting rods 3 such that the connecting rods 3 do not move over the axis of rotation of the shaft 1 in the bottom dead center positions of the pistons.

2. Reciprocating engine according to claim 1, characterized in that the shaft 1 is equipped with mass balance weights.

3. Reciprocating engine according to claim 1, characterized in that each connecting rod 3 on the shaft associated side is provided with a segmented half-shell 4 which is symmetrical to the central axis of the connecting rod.

4. Reciprocating engine according to claim 3, characterized in that each half-shell 4 is equipped on the end faces with a side guide plate 5 each.

5. Reciprocating engine according to claim 4, characterized in that at least one of the side guide disks 5 recesses for receiving rolling bearings 6 are provided, the outer rings of which are supported on the end faces of the disks, or engage in them.

6. Reciprocating engine according to claim 1, characterized in that the lubricant for the relatively movable Parts done through hoses.

7. Reciprocating engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the side guide disks 5 are positively coupled to the disks 2 of the shaft 1 .

8. Reciprocating engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shaft 1 and the disks 2 are formed as a one-piece molding.