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Anlaßvorrichtung für Drehkolben-Brennkraftmaschinen In dem Hauptpatent
5z5 354 ist eine Drehkolben-Brennkraftmaschine mit in einem Ringraum umlaufenden
Kolben, die bei einer Explosion des Kraftmittels sich abwechselnd drehen und festgehalten
werden, unter Schutz gestellt. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß an dem
Träger jedes Kolbens zwei gegenläufig wirkende Kupplungen vorgesehen sind, von denen
die eine im eingekuppelten Zustande die anzutreibende Welle in der Arbeitsrichtung
mitnimmt, während die andere mit einem festen Teil des Gehäuses in Eingriff kommt,
derart, daß bei einer Explosion des Kraftmittels der eine Kolbenträger die anzutreibende
Welle durch seine mit der Welle zusammenarbeitende Kupplung mitnimmt, der andere
Kolbenträger dagegen durch seine mit einem festen Teil des Gehäuses zusammenarbeitende
Kupplung an einer rückläufigen Bewegung gehindert wird.
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Als Anlaßvorrichtung dient bei der Maschine gemäß dem Hauptpatent
ein Nockenring, der auf einen der mit den Kolbenträgern starr verbundenen Kupplungsteile
aufgezogen ist. Eine derartige Anlaßvorrichtung bietet den Nachteil, daß sie die
Kolben nicht mitnimmt, wenn sie während des Betriebes infolge Überlastung oder Fehlzündungen
stehenbleiben. Es sind weiterhin Anlaßvorrichtungen für Drehkolbenkraftmaschinen
bekannt, bei denen an der Außenseite jedes Kolbenträgers eine Mitnehmerscheibe angeordnet
ist. Diese beiden Scheiben tragen federnde Klinken, die während eines Teiles einer
Umdrehung in Einfräsungen der Kolbenträger eingreifen. Hierbei nehmen sie abwechselnd
einen Kolben mit und lassen ihn nach einer bestimmten Wegstrecke wieder stehen.
Sobald eine Zündung erfolgt ist, beginnt dann der Motor seinen normalen Arbeitsgang.
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Eine derartige Anlaßvorrichtung ist jedoch sehr koriZpliziert, da
für jeden der Kolbenträger eine besondere Mitnehmerscheibe vorgesehen ist. Außerdem
ist zum Steuern der Mitnehmerklinken bei der bekannten Anordnung ein verwickeltes
Hebelgestänge erforderlich, das ebenfalls die Betriebssicherheit verringert.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine wesentliche
Verbesserung und Vereinfachung der Anlaßvorrichtung. Dies wird dadurch erreicht,
daß zwischen den beiden Tragscheiben für die Kolben eine einzige Mitnehmerscheibe
vorgesehen ist, die auf die anzutreibende Welle fest aufgezogen ist. Die Mitnehmerscheibe
trägt auf jeder Seite einen oder mehrere Nocken, die gegenüber den Nocken der anderen
Seite
versetzt angeordnet sind. Diese Nocken arbeiten mit federnden
Nasen zusammen, die in den Kolbenträgerscheiben angebracht sind. Sobald beim Anlassen
-die Mitnehmerscheibe mittels der Motorwelle gedreht wird, nimmt sie mit den Nocken
der einen Seite den einen Kolben mit, läßt ihn nach einem bestimmten Umdrehungsstück
stehen und nimmt dann mit den Nocken der anderen Seite den zweiten Kolben mit.
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Um das Ausklinken der federnden Nasen nach einer bestimmten Wegstrecke
zu erreichen, ist jede Nase in dem feststehenden Teil des Motorgehäuses derart geführt,
daß sie nach einer bestimmten Wegstrecke verschoben wird und hierdurch von der Mitnehmerscheibe
frei kommt.
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Infolge ihrer Lagerung zwischen den beiden Kolbenscheiben kann man
die Mitnehmerscheibe leicht unter Öl laufen lassen, so daß keinerlei wesentliche
Abnutzung eintritt.
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An Hand der beiliegenden Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert
werden.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt durch die untere Hälfte einer Drehkolb.en-Brennkraftmaschine
mit einer Anlaßvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Abb.2 zeigt einen Längsschnitt.
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Abb.3 zeigt die Mitnehmerscheibe vergrögrößert im Querschnitt und
Abb.4 in Seitenansicht. In Abb.5 ist die Ausbildung der federnden Nasen in vergrößertem
Maßstabe dargestellt, und die Abb.6 und 7 zeigen Ausbildungen der Führung für die
Nasen in einem feststehenden Gehäuseteil.
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In Abb. i ist i das zweiteilig ausgeführte Zylindergehäuse, das mit
einem Kühlmantel 2 versehen ist. In diesem Zylindergehäuse laufen die beiden Kolbenpaare
4 und 5 bzw. 3 und 6 um, die zur Aufnahme des Kühlmittels hohl gegossen und zur
Abdichtung gegen den Zylinder außen mit Kolbenringen versehen sind. Die Kolben 4
und 5 -sind auf eine Tragscheibe 7 und die Kolben 3 und 6 auf eine Tragscheibe i
g aufgesetzt.
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Mit den Kolbentragscheiben ig bzw. 7 bildet der äußere Stirnkranz
48 je einer Kupplung ein Stück. Der innere Teil 2o dieser Kupplung ist durch Keile
18 mit der anzutreibenden Welle 8 fest verbunden. In dem inneren Kupplungsteil 2o
sind die beweglichen Kupplungsglieder 21 eingesetzt. Bezüglich der Ausbildung der
Kupplung in ihren Einzelheiten wird auf das Hauptpatent verwiesen.
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Bei einer Drehung des äußeren Stirnkranzes 48, der mit den Kolbentragscheiben
ein Stück bildet, nimmt der Kupplungsteil 2o in der einen Drehrichtung die anzutreibende
Welle 8 mit, in der anderen Drehrichtung dagegen nicht. Auf jedem Stirnkranz 48
ist der äußere Kupplungsteil 26 der zweiten mit einer der Kolbentragscheiben
i g bzw. 7 zusammenarbeitenden Kupplung fest aufgezogen. Dieser Kupplungsteil 26
läuft mit seinem unteren Ende auf dem inneren Kupplungsteil 27,
in den in
gleicher Weise wie bei der anderen Kupplung be`egliche Glieder 21 eingesetzt sind.
Der Kupplungsteil 27 ist mit Keilen an dem Gehäuse i starr befestigt. Zur
besseren Lagerung ist zwischen der anzutreibenden Welle 8 und dem inneren Kupplungsteil
27 noch ein Kugellager 28 vorgesehen.
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Die Wirkrichtung der beiden mit einer Kolbentragscheibezusammenarbeitenden
Kupplungen ist so gewählt, daß bei einer Drehung der Kolbenscheibe ig bzw. 7 in
der Arbeitsrichtung die innere Kupplung die Welle 8 mitnimmt, die äußere Kupplung
frei läuft, während in der anderen Drehrichtung die innere Kupplung frei läuft und
die äußere Kupplung in Eingriff kommt, so daß sich die Kolbenscheibe nicht zurückdrehen
kann. Der Kolben bildet dann die Explosionskammerrückwand.
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Auf dem Stirnkranz 26 ist mittels Keilen eine Bremsscheibe 38 befestigt,
die einen Kokken q. i mit langer Anlauffläche trägt, um das Bremsen stoßfrei zu
gestalten. Die Bremsscheibe 38 arbeitet mit einem Bremszylinder 37 zusammen. Bezüglich
der weiteren Einzelheiten der Bremsvorrichtung sei ebenfalls auf die Beschreibung
des Hauptpatents verwiesen.
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Der Bremszylinder 37 kann mittels einer Federscheibe 34 und einer
Stellmutter 35 mehr oder weniger gegen den Nocken 41 gepreßt werden. Die Bremszylinder
37 halten die die Vorderwand der Explosionskammer bildenden Kolben während der Kompression
fest, so da13 also die Stärke der Bremswirkung die Höhe der Kompression bestimmt.
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Auf den Kupplungstei126 sind die Steuernocken 45, 52 und 56 für die
Zündmagneten, Einlaß- und Auslaßventile aufgezogen. Das Kühlmittel, vorzugsweise
Öl, wird durch die Leitungen 33 und 51 zugeführt, durchläuft die verschiedenen Kupplungen
und Lager und gelangt infolge der Zentrifugalkraft durch die Leitung 6o in das Innere
der Kolben, die ganz oder nahezu mit Öl gefüllt sind. In jedem Kolben ist eine Ablaufvorrichtung
61 vorgesehen. In diese Ablaufvorrichtung wird das Öl infolge des Beharrungsvermögens
durch den plötzlichen Ruck beim Festhalten des Kolbens geschleudert und fließt dann
durch die Leitung 62 in eine Ölnut 77. Aus der Ölnut fließt das Öl durch
eine Leitung 78 und ein Knierohr 7g wieder ab. Eine Dichtung 76 verhindert einen-
unerwünschten Ölaustritt aus dem Gehäuse.
Die Anlaßvorrichtung besteht
aus einer in .-)1 laufenden Mitnehmerscheibe 63, die zwischen den beiden Kolbenscheiben
7 und i9 angeordnet und auf der Welle 8 festgekdilt ist. Der Stirnkranz der Scheibe
63 ist T-förmig ausgebildet und weist auf jeder Seite Nocken 64 bzw. 64' auf, wie
die Abb. 3 und 4 zeigen. Die Nocken der einen Seite sind gegenüber den Nocken der
andern Seite versetzt angeordnet. Der Winkelgrad der Versetzung richtet sich nach
dem Abstand der Punkte, an denen die Explosion stattfinden soll, und ist derart
zu wählen, daß an den Explosionsstellen die im folgenden beschriebenen Nasen heruntergedrückt
sind. An Stelle zweier Nocken auf jeder Seite kann auch ein einziger verwendet werden.
Die Mitnehmerscheibe 63 arbeitet mit federnden Nasen 65 zusammen, von denen an jeder
Kolbenscheibe eine vorgesehen ist. Jede Nase ist, wie Abb.5 erkennen läßt, an einem
Rohrträger 66 befestigt, der in eine Führung 67 der Kolbenträgerscheibe i9 eingeschoben
ist. Zum Erreichen der erforderlichen Federung dient eine Feder 68. Um die Sperrnase
65 in und außer Eingriff mit den Nocken 64, 64' zu bringen, ist ein Führungsstück
69 vorgesehen, das durch einen Schlitz in der Wandung der Scheibe i 9 greift. Dieses
Führungsstück ist in einer Führungsnut 70 in dein feststehenden Gehäuse i
geführt.
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Die Abb.6 zeigt eine Aufsicht auf diese Führung 70, von vorn, gesehen.
Die im übrigen runde Nut weist zwei Abflachungen 7 i auf. Sobald das Führungsstück
69 aus dem Rundteil der Führung in diese abgeflachten Stücke gelangt, wird sein
Weg verkürzt. Infolgedessen wird das Führungsstück und mit ihm die Nase 64 gegen
die Wirkung der Feder 68 in dem Schlitz der Scheibe 19 nach der Welle hin
gedrückt, so daß die Nase außer Eingriff mit dem Nocken kommt. Die Führung für das
Führungsstück 69 kann auch die in Abb.7 dargestellte Ausführung erhalten. Bei dieser
läuft das Führungsstück 69 nicht in einer Nut, sondern an der Innenseite einer Führungsschiene,
wie die Abb.7 erkennen läßt. Man vermeidet hierdurch die Möglichkeit eines Einklemmens
in der Führungsnut.
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Aus Abb. z sind ferner noch die Stutzen 7 2 für die Einlaßventile
und die Stutzen 7 3 für die Auslaßventile ersichtlich. i i sind die Zündkerzen,
die an je eine Magnetzündung angeschlossen sind. In dem Ausführungsbeispiel ist
die Maschine also als Viertaktmaschine dargestellt. Sie kann aber auch im Sinne
der Erfindung als Zweitaktmaschine ausgebildet sein. Die Wirkungsweise der Maschine
ist folgende: Sobald die Maschine angelassen werden soll, wird die Welle 8 von Hand
oder mittels eines Anlaßaggregats gedreht. Die Anlaßscheibe 63 dreht sich infolgedessen
ebenfalls. Sobald einer der Nocken, beispielsweise der Nocken 64 in Eingriff mit
der Sperrnase 65 der Kolbentragscheibe i9 kommt, nimmt die Scheibe 63 den Kolben
4 mit. Sobald der Kolben über die Explosionsstelle hinweggedreht worden ist, gelangt,
auch wenn noch keine Zündung erfolgt ist, das Führungsstück 69 an die flache Stelle
seiner Führung, so "daß die Sperrnase 65 @heruntergedrückt und der Kolben infolgedessen
freigegeben wird. Nunmehr kommt einer der Nocken 64' der anderen Seite mit der Kolbenscheibe
7 in Eingriff und nimmt diese mit. Nach einer vorbestimmten Wegstrecke wird auch
die Kolbenscheibe 7 wieder freigegeben. Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich so lange,
bis eine Zündung erfolgt. Sobald dies der Fall ist, beginnen die Kolbenscheiben
abwechselnd aus eigener Kraft umzulaufen, so daß sie von der Mitnehmerscheibe 63
nicht mehr mitgenommen zu werden brauchen. Diese läuft jedoch weiter mit der Welle
8 um, und ihre Nocken kommen abwechselnd mit den Sperrnasen 64 und 65 in und außer
Eingriff. Da jedoch hierbei keine Kraftübertragung erfolgt und außerdem die ganze
Anlaßvorrichtung unter ü1 läuft, tritt eine nennenswerte Abnutzung nicht ein. Sobald
jedoch die Maschine infolge Fehlzündungen oder Überlastung stehenzubleiben droht,
tritt die Anlaßvorrichtung wieder in Tätigkeit und nimmt die Kolben infolge der
aufgespeicherten Schwungkraft so lange mit, bis erneute Zündung erfolgt.
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Der eigentliche Arbeitsvorgang der Maschine spielt sich in folgender
Weise ab Es sei angenommen, daß sich in. dem Raum zwischen den beiden Kolben 3 und
4 ein komprimiertes Luft-Gas-Gemisch befindet. Das Einlaßventil7z ist dann geschlossen.
In dem Raum zwischen den Kolben 4 und 6 ist unkomprimiertes Luft-Gas-Gemisch vorhanden
bei geschlossenem Auslaßventi173. Der Raum zwischen den Kolben 6 und 5 enthält kein
Gemisch bei geöffnetem Einlaßventil, und der Raum zwischen den Kolben 5 und 3 enthält
ebenfalls kein Gemisch, sondern wird bei geöffnetem Auslaßventil73 ausgespült. Wenn
je nach der Einstellung der Bremszylinder 37 ein Kompressionsdruck von 5 bis 8 Atmosphären
erreicht ist, erfolgt die Zündung. Die Explosion schleudert dann die beiden Kolben
4 und 5 mit ihrer Tragscheibe 7 in der Pfeilrichtung weiter. Hierbei erfolgt in
dem Raum zwischen den Kolben 4 und 6 die Kompression. In dem Raum zwischen den Kolben
6 und 5 wird Gemisch angesaugt, und aus dem Raum zwischen den Kolben 5 und 3 werden
die Rückstände
ausgeblasen. Die Tragscheibe 7 nimmt bei ihrer Drehung
übex .deu äußeren Kupplungsteil 48 und den inneren Kupplungsteil 2o die anzutreibende
Welle mit. Während dies-,r Zeit werden die beiden anderen Kolben 3 und 6 mit ihrer
Tragscheibe i9 festgehalten, da der Explosionsdruck auf diese Kolben in der in der
Arbeitsrichtung entgegengesetzten Richtung wirkt und die zu der Tragscheibe i9 gehörende
äußere Kupplung die Kolben 3 und 6 in dieser Richtung festhält.