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Anordnung bei Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmüschinen, mit
Taumeltrieb für die Verbindung der Arbeitskolben mit der Taumelscheibe Kolbenmaschinen
mit parallel zur Maschinenachse und rund @um diese angeordnetem, Arbeitszylindern
gestatten bei gleicher Maschinenleistung einte erhebliche Verkleinerung dler Außenmaße
und des Konstruktionsgewichtes, verglichen mit Kolbenmaschinen der gebräuchlichen
Bauart. Eines der wichtigsten Teilproblieme .biet demrügen Kraft- und Arbeitsmaschinen
mit Taumeltrieb bildet die geeignete Gestaltung des Mechanismus für die Kraft-und
Bewegungsübertragung zwischen der Peripherie der Taiumelscheibe -einerseits -und
den parallel mit der Maschinenachse hin und her gehenden Arbeitskolben. Die vorliegende
Erfindung bezweckt die praktische Lösiun;g dieses Tellproblems, um die vielseitigen
und bedeutenden Vorteile ausnutzen zu körnen, welche .die folgerichtige Anwendung
des Tajumelscheibenprinzips bietet, außer den schoneinleitend erwähnten Vorteilen.
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Die Aufgabe wird erschwert durch die etwas kompliziertexi räumlichen,
lemniskatenähnlichen Bewegungsbahnen, welche ein ;auf der Pheripherie der Taumelscheibe
gelegener Punkt ausführt. Der Anschlußm-ech,ani-sm!us zwischen jedem Arbeitskolben
und der Taumeltscheibe muß infolgedessen fünf Freiheitsgrade aufweisen und gleichzeitig
die ,auftretenden Beanspruchungen .ertragen können, welche speziell bei beispielsweise
hochkomprimierenden und schnell lajufen@den Verbreumuggsmotor@eneine bedeutende
Größenordnung erreichen. Eine weitere und sehr wichtige Forderung muß hierbei terfüllt
| werden, nämlich .daß die Bewegungsverhältnisse der |
| hin; und her ,gehenden Masse (vom z. B. Kolben, |
| Kolbenstangen üsw.) möglichst eine sogernannte |
| harmonische Schwingung -darstellen müssen,: :damit. |
| eine vollkommene .dynamische A-usbalnncierung der |
| Maschine erreicht werden kann. SchHeßlich sollen, |
| um die wichtigsten: Vorteile ;des Taumelscheiben- |
| prinzips ausnutzen zu können, in jedem Anschluß- |
| punkt am-= Umkreis' der Taumelscheibe gleichzeitig |
| zwei Kolbien anschließb,ar sein, n,änrdich je. einer |
| auf jeder Seite -der sogernannten Tauwels,cheibwn- |
| ebeme. |
| Die Erfindung bezweckt, mittels einfacher und |
| im Maschin@enbiau bereits wohl erprobter K:onstruk- |
| tionsielemente eine sowohl vom '-theöneiischen _als |
| auch praktischen Standpunkt aus voll befriedigende |
| Lösung- :dieses für Taumelscheibenmaschinen. be- |
| deutungsvollen Teilproblems zu erzielen. Die Erfin- |
| dung besteht darin, daß bei Kolbenmaschinen mit |
| Taumeltrieb, bei welchem; die Arbeitszylinder par- |
| allel u!nd rund um die Maschinenachse in zwei ring- |
| förmigen Gruppen beiderseits der relativ., zum Ma- |
| schinengehäuse nicht rotierenden T#,tunelschelbe |
| angeordnet sind, die Kolbenstangen zweier in.. der |
| Verlängerung voneinander, aber auf entgegen- |
| gesetztem: Seiten -der Taumelscheibe bzw. deren |
| Kolben gelegener Zylinder untereinander zu einem |
| Kniegelenkverband mittels eines- für jedes derartige |
| Zylinderpaar gemeinsamen Anschlußgelenkes mit |
| einem dtas ganze Anschlußgelenk tragenden und mit |
| seiner geometrischen Achslinie in unveränderlicher |
| Lage in der Taumelscheibemebene iangeordnieten Ge- |
| lenkbolzen derart igekoppelt sind,° daß die beiden |
| Kolbenstangen nicht nur ,ähnlich den Schenkeln |
| eines Kniegelenkverbandes gegeneinander um |
| Schwingachsen zu schwingen vermögen, welche |
| ständig zueinander parallel, aber gleichzeitig winkel- |
| recht zu, den in der Taumel.scheib:eneb,ene angeord- |
| neten Gelenkbiolzen bleiben, s@onidern daß .der Knie- |
| gelenkverband der Kolbenstangen außerdem relativ |
| zu dien in der' Taum.eIscheibehebene angeordneten |
| Gelenkbelzen in zur`Streckar@g -d'er Schwingachssei |
| der Kolbenstangen paralleler Richtung seitenver- |
| schiebbar ist. |
| Der Erfindungsgedanke kann in einer Vielzahl |
| verschiedener Ausführungsformen verwirklicht wer- |
| den und wird in den Zeichnungen |
| in einigen Beispielen veranschaulicht. In den Zeich- |
| nungen sind, uni die vorliegende Erfindung deut- |
| licher zu zeigen, alle für :diese nicht wesentlichqn |
| Teile fortgelassen. |
| Fig. i zeigt zwei verschiedene Ausführungsformen |
| von K@ölbenianschlußmechianism@m ;gemäß - der Er- |
| fim,d#mg, und zwar stellt die linke Hälfte der Figur |
| einem. Axialschnitt durch ein mit ein und @dem- |
| selben Anschlußgelenk zusammenarbeitendes Kolben- |
| paar dar, wobei der oberhalb :der Ta:umelscheiben- |
| ebeie ;gelegene Kolben sich in seiner oblerel. (,äuße- |
| ren) Totpunktlage befindet rund ider unterhalb der |
| Ta;umelscheibenebene ;angeordnete Kolbim daher in |
| seiner vom Wirkungsgesichtspunkt aus gesehen un- |
| teren (inneren) Totpunktlage steht. Der Mittelteil |
| der Figur zeigt :ein anderes, aber nach,dem -gleichen |
| Gründgedänkeh ausgeführtes - Kolbenpaär, - welches |
| an einen um 9o° von dem vorgenannten Anschluß- |
| punkt entfernt gelegenen Punkt,der gleichen Taumel- |
| scheibenebiene angeschlossen ist. Die Kolben bee- |
| finden sich ,daher mitten zwischen ihren Totpunkt- |
| lagenund sind. in einer zur Maschinenachse winkel- |
| rechten Richtung sichtbar. Auf der rechten Seite |
| der Figur wird ein Axialschnitt durch ein weiteres |
| Kolbenpeax gezeigt, welches i8o' von @dein erst- |
| genannten @entfernt liegt und gemäß einer anderen |
| Variante des Erfindungsgedankens ausgeführt ist. |
| Fitg. a zeigt ein Detail der letztgenannten Aus- |
| führun;gsform, nämlich :die Zusammenkopplung der |
| beiden Kolbenütangenfüße zu einem - Kniegelenk- |
| verhänd: -_- ... |
| Fig. 3, q. und s zeigen :einen Gelenkzapfen. des in |
| dem. Fit i,-. 6, 7 und .8 angewendeten Anschluß- |
| gelemkes in drei verschiedenen Projektionen, teil- |
| weise im Schnitt. " |
| Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine weitere Variante des |
| Erfindungsgedankens in verschiedenen Projektionen |
| und verschiedenen Stellungen, Lund zwar Fig.6 in |
| einer Tötpunktlage :und teilweise im Axialschnitt, |
| Fig.7 und 8 in einer Stellung mitten zwischen den |
| Totpl.mktlagen der Kolben, wobei Fig.7 eine An- |
| sicht winkelrecht zur Maschinenachse, .teilweise im |
| Schnitt, und Fing. 8 einten Axialschnitt durch die An- |
| o.rdnung_längs der Linie II-II in Fig. 7 darstellt. |
| Ft. 9@ zeigt eine weitere Variante des Erfindungs- |
| gedankens, welche vor allem bei einer anderen |
| Gestaltung,der Telumelscheibe in Frage kommt, als |
| der in Fig. i skizzierten. ; , |
| Fing. io ist eine schematische Ansicht eines Teils |
| des in Fig. 9 taugewendeten T«umielscheibenkörp,exs, |
| wenn letzterer in Richtung des Pfeiles A ider Fig. 9 |
| betrachtet wird, td. h. in der Richtung des schräg |
| gestellten Kurbelzapfens .der Maschinenachse. |
| Fig. i i zeigt einen Gelenkbolzen :des Anschluß- |
| gelenkes; der. ,dem in -.den Fig..3 bis 5 skizzierten |
| entspricht, aber in seiner Gestaltung so geändert |
| ist, @daß @er für edie Variante gemäß Fig. 9 p@aßt. |
| Im den Figuren bedeutet i die -Mittellinie der |
| Maschinensachse i i. Die Maschinenachse i i ist zum |
| Unterschied ;gegenüber einer gewöhnlichen Kurbel- |
| achse mit einem schräg gestellten Kurbelztapfen 2z |
| ausgerüstet, auf welchem der sogenännte Tatunel- |
| scheibemJciörp:er 3 slo gelagert ist, daß er drehbar |
| um den Kurbelzapfen 2a, aber auf :diesem nicht in |
| axialer Richtung verschiebbar ist. Die Mittellinie z |
| .des schräg gestellten Kurbelzapfens schneidet die |
| Mittellinie i :der Maschinenachse -unter einem Nin- |
| kel a im Punkt o; der auch dis Taumelscheiben- |
| zentrum Moder das Zentrum '-der Taumelscheiben- |
| ebene gena-nut wird, 'da die Ebene, welche ian! |
| Punkt o winkelrecht zum schräg gestellten |
| 2z bzw. -dessen Mittellinie z .gelegt wird, |
| Tiaiumelscheiben:ebene heißt, |
| Beim Drehen der Maschinenachse. i i führt die |
| Taumelscheihenebene, wie üblich; ihre charakte- |
| ristische taumelnde Bewegung. aus. Damit der |
| Taumelscheibenmechianismus -überhaupt zur Wir- |
| kung kommen kann, ist es notwendig, durch seine |
| geeignete .Verankerungsanoxdniung die Taumel- |
Scheibe bzw. den T.aume@-scheibenkörper 3 zu hindern, an der Drehung
der Maschinenachse teilzunehmen. Eine derartige Anordnung ist in den Figuren nicht
eingezeichnet, da sie einerseits ein besonderes Problem bildet und demzufolge nicht
Gegenstand dieser Erfindung ist, andererseits um die Deutlichkeit des Erfindungsgedankens
zu erhöhen. Bekanntlich ist Voraussetzung :dafür, daß die Massenkräfte bei einer
Taumelscheibenmaschine dynamisch ausbalanciert werden können, unter anderem, daß
sämtliche in der Ta :um@elscheib:enebene und in .einem Abstand R vom Taiumelscheibenzentrum
o gelegene Punkte untereinander kongruente räumliche lemniskatenähnliche Bewegungsbahnen
ausführen, welche -aiuf einer Kugelfläche mit dem Radius R ;gelegen sind. Die größte
Länge S dieser Schl.eifenkurven ist gleich z R cos a, und ihre größte Breite in
zur.Tajumelscheibe tangentieller Richtjung beträgt d=
R # ( i -cos
a). 1n Fig. i ist in der Mitte um den Punkt o eine derartige Beweg ungsbiahn
;als einte erichpunkti@erte Linie L .eingezeichnet.
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Der Taumelscheibenkörper 3 ist in. den Figuren nur schematisch angedeutet
worden und hat hier beispielsweise :die Grundform einfies Doppelkegels mit gemeinsamer,
in der Taumelscheibenebene gelegener Basisfläche ierhalten. Selbstverständlich kann
der Taumelscheib.enkörper auch auf andere Weise gestaltet werden und ist unabhängig
von. vorliegender Erfindung. So ziehen manche Koinstrukteure vor, dem Taumelscheibenkörper
die Form eines einfachen Kegels zu geben, welcher im Mittelpunkt seiner in der Taumel.scheibenebenie
gelegenen Grundfläche mittels eines Universalgelenkes gelagert ist, wobei die Maschinenachse
nicht !dien Taumelscheibenkörper durchdringt, sondern einen einfachen Kurbelarm
darstellt, in welchem :die Spitze des kegelförmigen Tauimelscheibenkörpers drehbar
gelagert ist, wobei die Maschinenachse mit ihrem Kurbelarm -die Spitze des Taumelscheibenkörpers
zwingt, sich in einer kreisförnvgen Bahn zu biewegien. Außerdem ist Beine Reihe
anderer Ausführungsformen von Taiumelscheibenkörpern oder sogenannten Taum@elscheibenkränzen
bekannt, welche ebenfalls mit vorliegender Erfindung kombiniert werden können.
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Die Arbeitszylinder sind bei sämtlichen Taumelscheibenmaschinfen,
wie üblich, rund um die Maschinenachse i i ungefähr wie die Patronenrasten; in einer
Revolvertrommel angeordnet. Um die vielfältigen prinzipiellen Vorteile des Ta@um@elscheiblenprinzips
auf geeignete Weise auszunutzen, ist es vorteilhaft, die Zylinder auf beiden Seiten
der, Taumelscheibienebenie ianzuordnen, so daß immer zwei Arbeitszylinder in der
Verlängerung voneinander liegen. In Fig. i sind, um die Deutlichkeit der Figur zu
steigern, .nur vier derartige Zylinderpaare. bzw. lacht Arbeitszylinder :dargestellt,
von denen nur vier schematisch im Axialschnitt angedeutet sind, nämlich 5 und
50 sowie 6 und 6o. Gewöhnlich werden aber in Wirklichkeit eine größere Anzahl
Zylinder jangewendet, teils um die größtmögliche Wirkung der Maschine bei kleinstmöglichem
Raum und Konstruktionsgewicht zu erzielen, teils um ein möglichst gleichförmiges
Drehmoment zu erreichen.
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Der Tau:melscheibenkörper 3 ist bei dieser Ausführungsform seinerseits
mit der gleichen Zahl in radialer Richtung herumragender Achsstummel ¢ ausgerüstet,
wie Zylinderpaare vorhanden sind. Die Mittellinien aller dieser Achsstummel liegen
sämtlich in der Ta@umelscheibenebenie. Auf jedem dieser in unveränderlicher Lage
in der TauMelscheibenebene radial angeordneten Achsstummel4 sind etwas ;größere
Gelenkbolzen 4o derart gelagert, daß ihre Längsjachse ständig winkelrecht zur Zentrumlinie
des Achsstummels 4 ist und daß sie nur um diese drehbar, aber längs derselben nicht
verschiebbar sind. Die beiden Gelenkbolzen 4 und 4o bilden also eine Axt Kardangelenk.
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Die grundsätzliche Gestaltung von Gelenkbolzen 4o geht !aus den. Fig.
3, ¢ .und 5 hervor, die in drei verschiedenen Projektionen teilweise im Schnitt
dargestellt sind. Wie die Fig.3, 4 Bund 5 zeigen, ist der auf der Außenseite zylindrische
Gelenkbiolzen 4o mit einer Ausl3kohrun:g 4 i in zur Mittellinie des Gelenkbolzens
40 winkelrechter Richtung ausgestattet. Diesle Ausbohrung 41 dient als drehbare
Lagerung des Gelenkbolzens 40 auf dem Achsstummel 4.. Um eine Verschiebung längs
des Achsstummels 4 zu verhindern, stützt sich dessen Endfläche 43 ;gegen eine Wand
44 im Boden der Ausbohrung 41, während beispielsweise eine Schraubenmutter 45 auf
einem aus dem Achsstummel 4 herausragenden Verlängerungsbolzen den Gelenkbolzen
4o auf dem Achsstummel 4 hält.
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Auf dem Gelenk-bolzen 40 ist das Fußende der Kolbenstange 51 nicht
nur drehbar, sondern gleichzeitig auch in dessen Längsrichtung verschiebbar gelagert,
:also se itenv.erschiebbar im Verhältnis zum Schnittpunkt IV des Kardangelenkes,
welches von den Achsstummeln 4 und dien Gelenkbolzen 40 gebildet wird.
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Durch diese Möglichkeit der Seitenverschiebbiarkeit der Kolbenstange
längs .dies Gelenkbolzens 4o des Anschlußgelenkes erhält dieses Kardangelenk also
drei Freiheitsgrade, was eine der Eigenarten der Erfindung im Verhältnis zu bisher
bekanntet; Konstruktionen ist. Infolge dieser Seitenverschiebb:arkeit im Anschlußgelenk
selber für den Anschluß der Kolbenstangen ian die Taum:elscheibe kann der Radialstrahl
in der Taumelscheibenebene -durch den Mittelpunkt (Schnittpunkt IV zwischen den
Mittellinien der Achsbolzen 4 :und 40) des Anschlüßgelenkes unbehindert die scheinbaren
Pe@ndelb:eivegungen um die Mittellinie der Maschinenachse aus: führen, welche charakteristisch
für die theoretisich richtigen Bewegungen einer Taumelscheibe sind. Dias Kopfende
der Kolbenstange 51 ist auf bekannte Weise drehbar um einen Kolbenbolzen 54 im Kolben
52 gelagert. Der andere Kolben 5 5 dies an Idas gleiche Anschlußgelenk gekoppelten
Kolbenpaares ist gemäß der in Fig. i veranschaulichten Ausführungsform mittels einer
sogenannten Nebenkolbenstange 53 ,angeschlossen, welche in bekannter Weise; siowohl
gegenüber dem Kolben 55 mittels Kolbenbolzen 56 als auch gegenUib:er der Hauptkalbenstalge
5
i mittels Lagerzapfen 57 drehbar gelagert ist, welcher von Lagerböcken 58 auf dem
Fußende der Hauptkolbenstange getragen. wird.. Der Lagerzapfes, 57 ist parallel
zu den Gelenkbolzen 40 angeordnet, so daß die beiden Kolbenstangen 51 und
53 des Kolbenpaares. 5a-55 seinen Kniegelenkverband bilden, welcher jedoch blegungssteif
in winkelrechter Richtung zur Ebene der Knickharkeit ist, hier also biegungssteif
in zur Talümelscheibe tangentialer Richtung. Dies ist u. a. auch aus ;dem in, der
Mitte der Fig. i gezeichneten Kolbenpaar >°T-sichtlich bzw. aus der Gestaltung -der
Kolbenstangen 5 i und 53. Das Fußende der Hauptkolhenstange 5 i ist mit öffnungen
59 versehen, welche eine ausreichende Bewegungsfreiheit zwischen dem Achsstummel
4 und dessien eventuellen Verlängerungsbolzen, einerseits und der auf dem Gelenkbolzen
40 drehbaren und seitenverschiebbaren Kolbenstange 5 i andererseits zulassen.
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Auf der rechten. Seite,der Fig. i ist eine Variante der Ausführungsfons
ersichtlich. Der Unterschied gegen, das vorbeschriebene bzw. das auf der linken
Seite .und in der Mitte der Fig. i veranschaulichte Beispiel besteht darin, daß
die Kolbenstange 63 des unteren Kolbens 65 in -an sich bekannter Weise als Gabelkolbenstange
ausgeführt -ist, welche idrehbar um die Außenfläche des Fußes der Kolbenstange 6
i ,gelagert ist.
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Fig. z zeigt die Kuppelung der beiden Fußenden der Kolbenstangen 6
i und 63, teils (auf der linken Figurenhälfte) irr Schnitt längs !der Linie I-I
in, Fig. i, teils zeigt 'sie (auf der rechten. Figuren-. hälfte) einie Ansicht ;dieses
Details, wenn es in zur Maschinensachse winkelrechter Richtung betrachtet wird.
Der Gelenkbolzen 4o kann auch bei dieser Variante zweckmäßig in gleicher Weise ausgeführt
werden. wie ;gemäß den Fg. 3, 4 und. 5 .
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Fig. 6, 7 rund 8 zeigen eine weitere Variante des Erfindungsgedankens.
Fig. 6 ist eine Ansicht eines Kolbenpaares in tangentialer Richtung zur Taumelscheibe,
wobei -das Anschlußgelenk selbst in einem Axialschnittdurch .den Achsstummel 4 gezeigt
wird. Fig.7 und 8 zeigen die gleiche Anordnung, wenn die Kolben, sich in einer Mittellage
zwischen des Totpunkten befinden, rund zwax in zwei verschiedenen Richtmgen gesehen.
Der Kolben 7z ist in einem durch den Kolbenbolzen -und die Zylinderachse ;gelegten
Schnitt gezeigt, .um eine voxteilhafte Detailausführung für den Anschluß des Kolbens
an das Kopfende der Kolbenstange zu zeigen. Fig. 8 ist ein, Axialschnitt durch das
Anschlußgelenk und die rohere Kolhenstange in Fig.7 längs der Linie II-II sowie
eine Seitenansicht der unteren Kolbenstange 73.
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Wie aus den-letztgenannten drei Figuren hervorgeht, sind die beiden
Kolbenstangen; 7 i und 73 hier untereinander gleich und mittels Achsbolzens 78 bzw.
79 drehbar an. eine zentrale Lagerhülse 8o angeschlossen. Diese zentrale Lagerhülse
8o ist bei dieser Ausführungsform nicht drehbar auf dem Gelenkbolzen 40 gelagert,
sondern kann nur auf diesem indessen Längsrichtung verschobjen werden, also ;gemäß
dem Erfindungsgedanken in winkelrechter Richtung zum Achsstummel 4. Diese axiale
Verschiebbarkeit der Lagerhülse 8o ohne Drehung ,gegenüber den GelenkbOlzen 40 wird
beispielsweise in Flg.6dadurch gesichert, daß die äußere öff-Uung 59 in der Lagerhülse
8o oha,l ist, wobei tdie Breite des Ovals gleich ist dem Außendurchmesser eines
Lagerringes 48, welcher -drehbar auf einer Lagerbüchse 47 gelagert ist, der auf
eine Verlängerung des Achsstummels 4 aufgeschoben ist und auf diesem mittels einer
Schraubenmuutter 45 festgehalten wird. Hierdurch wird gleichzeitig der Gelenkbolzen
40 auf dem Achsholzer 4 in axialer Richtung festgehalten, wobei die Lagerbüchse
47 gleichzeitig,die Funktion seines Distanzrohres erfüllt, welches sich gegen die
Wand 44 im Boden der Ausbohrung 41 des Gelenkbiolzens 40 stützt. Die Wand 44 stützt
sich .ihrerseits gegen die Stirnfläche des Achsbolzens 4 ab (s. rauch die F19. 3
bis 5). Die Schraubenmutter 45 wird nur so weit angezogen, daß !die Wand 44 und
die Stirnfläche 43 des Achsb,ol7,ens 4 als ein Axiallager wirken können. Die Länge
der ovalen öffnung 59 in der zentralen Lagerhülse 8o miuß wenigstens gleich sein
der Summe aufs dem Durchmesser des Lagerringes 48 plus der Breite d der lemniskatenförmigen
Bewegungsbahn L (s. Fig. i), welche edier Mittelpunkt IV des An; schlußgelenkes
während einer Maschinenumdrehung beschreibt.
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In den, Fig. 7 und 8 wird auch ein Mittel gezeigt, um zu verhindern,
daß die Kolben in den Zylindern. klemmen können, falls deren Längsachsen nicht genau
übereinstimmen sollten, oder wenn idie Drehachsen, sämtlicher Kolben- und Anschlußbiolzen
für den I7,#riegelenkverband des Kolbengestänges nicht genau parallel zueinander
bzw. zur Längsachse der Lagerhülse 8o liegen sollten. Dias Mittel besteht darin,
da.ß die Kopfenden der Kolbenstangen an die Kolben mittels Universalgelenk ;angeschlossen
werden, beispielsweise so, wie es in den Fig. 7 und 8 angedeutet wurde. An -den
Kopfenden der KolbenstaAgen werden statt zylindrischer Behrungen Kugelachsen angeordnet,
in welche ein auf seiner Außenfläche sphärischer Ring 8 i @eingepaßt wird. Die Kugelschale
im Kopfende der Kolbenstangen ist auf der einen Seite. mit zylindrischen Ausfräs
n g en 83, versehen, welche ebenso breit .sind wie rdie Dicke der Ringe 8 i. Der
Ring 8 i kann dann von der Seite in die Kugelschale eingeschoben und um go° gedreht
werden;. Um die Kolbenstangen in seitlicher Richtung sauf Bern Kolbenbolzen festzustellen.,
können Distanzringe 82 zwischen die ebenen Seiten des sphärischen. Ringes
und die Innexiwarnd des Kolbens gelegt werden.
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Unnötiger Spielraum in seitlicher Richtung zwischen den Kolben bzw.
den Kolbenstangen soll bei sämtlichen Ausführungsformen zweckmäßig vermieden werden,
teils zur Vermeidung störender Nebengeräusche während des Betriebes der Maschine,
teils um unsymmetrischen ;und u gaiinstigen Belastungen des tauf den Gelenkbolzen
40 seitenverschieblichen Krieg elenkverbandes der 'Kolbenstangen vorzubeugen. Theoretisch
wäre es zwar möglich, die ganze Seitenverschiebbrarkeit des Kniegelenkverbarides
der
Kolbenstangen in die Kolbenbolzen zu verlegen, aber dies bringt praktisch große
Ungelegenheiten mit sich, da die Belastungen der Kolbenbolzen ständig und zu gleichen
Zeitpunkten, sehr stark wechseln und auf den beiden Kolb:exn:-bolzen der zusammenarbeitenden
Kolben sehr vexschieden sind. Infolgedessen ist auch die Reibung zwischen den Kolbenbolzenlagern
und den Kolbenbolzen unsymmetrisch im Verhältnis zum Anschlußgelenk, Bund dies führt
zu Turngünstigen Arbieitsiverhältniasien für die verschiedenen Lagerflächen des
ganzen. Kolbenaansichlußmechanismus.
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Der Seitendruck edier Kolben gegen idie Zylinderwände ist bei der
Ausführungsform gemäß den Fig. 6, 7 und 8 zwar etwas größer als bei den anderen
in ;den Zeichnungen gezeigten Varianten, ierreicht aber im Maximum (in der Mittelstellung
der Kolben zwischen den Totpunkten) doch ungefähr die Hälfte der bei gewöhnlichen
Kurbelw ellenmotoren entstehenden Werte. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist
andererseits, daß die Hubhöhe der Kolben bzw. Idas Zylindervolumen ietwa 150/0 größer
bei gleichem Winkel a dies schräg gestellten Kurbelzapfens und biet gleichem Zylinderabstand
von der Maschinenachsie ist, im Vergleich zu den anderen Ausführungsformien.
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Fig. 9 zeigt einte weitere Ausführungsform, welche besonders zweckmäßig
ist, falls der Konstrukteur den ganzen Ta-umelscheibenkörper in Leichtmetall ausführen
will. Die Achsstummel 4 sind hier nicht wie in den früheren Beispielen in raidialer,
sondern in tangentialer Richtung zur Taumelscheibe angeordnet, ,und zwar ebenfalls
mit ihren Mittellinien in der Taumelscheibenebiene. Der Gelenkbolzen 4o ist um den
Zapfen 4 drehbar, aber auf @diesem nicht verschiebbar, da iein;gepaßte Distanzhülsen
47 .dies verhindern. lm übriaggen ientspricht die Ausführungs= form im wesentlichen
der in Fig. i gezeigten, mit der Ausnahme, idaß die Ausbohrung 41 im G,elenkbulzen
4o bei dieser Variante ,ganz :durch diesen hindurchgeht, was laus Fig. i i hervorgeht.
Selbstredend liegen die Bolzen :des Kniegelenkverhandes der Kolbenstangen wieder
parallel zueinander, aber winkelrecht zu den Achszapfen 4. Der Kniegelenkverband
der Kolbenstangen ist hier seitenverschiebbar längs den Gelenkbolzen 4o, also in
radialer Richtung relativ zum Taumelscheibenkörper, d. h. in winkelrechter Richtung
zum Achszapfen 4.
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Fig. io zeigt ein Teilstück des in Fig. 9 angewendeten Taumelscheibenkörpers,
in der Richtung dies schräg ges tellten Kurbelzapfens bzw.,des Pfeilreis Ai in Fig.9
gesehen. Auch biet diesem Beispiel sind wie früher nur vier Zylinderpaare angenommen
worden, um die Deutlichkeit der Figuren zu erhöhen, während @es, wie erwähnt, bei
wirklicher Ausführung vorteilhafter ist, eine größere Zahl Zylinderpaare umjedeTaumelscheibe
zugruppieren.
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In kinematischer Beziehung ist der Kolbenanschlußmechanismus gemäß
vorliegender Erfindung zwar nicht iabsolut korrekt, aber da die Abweichung von den
theoretisch korrekten Werten im rungünstigsten Fall kleiner Tals o,--5% ist, hat
dieser Umstand keinerlei praktische Bedeutung. Hingegen sind die vielen praktischen
Vorteile, welche .die Anordnung gemäß vorliegender Erfindung im Verhältnis zu den
zahlreichen bisher bekannten Konstruktionen bietet, von desto größerem Wert. Beispielsweise
ist der Seitendruck der Kolben ;auf .die Zylinderwand tauf ein Minimum reduziert,
die Kolbenstangen werden keinerlei Biegungs,-beanspruchungen o@dier Ermüdungsrisiken
;ausgesetzt, alle wichtilgen Teile können in Übereinstimmung mit den Forderungen
rund Erfahrungen hinsichtlich Festigkeit und Betriebssicherheit, besonders auch
bei hochkomprimierenden und schnell Verbrennungsmotoren geformt runddimensioniert
werden. Wenn die Konstruktion beispielsweise für Zweitaktmotoren, was besonders
zweckmäßig ist, angewendet wird, so betragen die resultierenden: Belastungen auf
die Anschlußgelenke, den Taumelscheibenkörper, die Maschinenachse und ,alle Lagerflächen
immer nur die Differenzen zwischen dem Arbeitsdruck auf einten Kolben, vermindiert
um rdie Massenkräfte zweier Kolben rund Kolbienstan;genkniegelenkverbänide. Die
Konstruktion besteht nur aus einfachen und in der Praxis wohl erprobten, Elementren,
ist billig in Herstellung und Zusammenbau, gestattet reichliche Dimensionier urig
sämtlicher Lagerflächen rund Materialquerschnitte und beugt dem Risiko vor, daß
die Kolben ioder andere Teile wahrend dies Betriebes unter den ,auftretenden Belastungen
ioder den Deformationen bei verschiedenem Wärmezustand festlaufen oder klemmen könnten.
Die hin und her gehende Kolbenbewegung wird mit einer ,gleichzeitigen unbedeutenden
Drehhewegung um die Zylinderachse kombiniert, da die scheinbaren Pendelurigen des
Taumelscheibenkörpers um die Maschinenachse idurch die Anschlußgelenke ,auch auf
idie Kolben übertragen werden. Hierdurch wird der Entstehung von Riefen auf den
Gleitflächen der Kolben und Zylinder vorgebeugt, der Schmierölfilm gleichmäßiger
verteiltusw. Der gleiche vorteilhafte Bewegungstyp, d. h. eine kombinierte Drehurig
und eine ,axiale hin und her gehende Bewegung kommt auch bei den Ausführungsformen
gemäß Fig. i und 9 zwischen dem Gelenkhohen 40 rund der Hauptkolbenstange 51 bzw.
61 vor.
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Der Erfindungsgedanke gestattet selbstredend weitere Variationen und
Kombinationen und ist aauch für andere Ausführungen von Taumielscheiben oder Taumeltriebmechanismen
,anwendbar, und zwar sowohl für Kraft- wie auch für Arbeitsmaschinen, welche das
Taiumielscheihenprinzip benutzen.