Taumelscheibenmotor

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Ein Taumelscheibenmotor ist ein Hubkolbenmotor, der an Stelle der üblichen Kurbelwelle eine Taumelscheibe hat. Die Umwandlung der oszillierenden Kolbenbewegung in eine rotierende Bewegung, die dann zum Antrieb benutzt werden kann, erfolgt durch die Taumelscheibe, die in einer z-förmig gekröpften Welle gelagert ist. Bekannt wurde diese Motorbauart durch den Bristol-Taumelscheibenmotor mit einer Ringschieber-Steuerung an Stelle der Ventile. Bei manchen Hydraulikpumpen wird das Prinzip der Taumelscheibe als Schrägscheibenmaschine oder auch Schrägachsenmaschine heute noch angewendet. Bedingt durch die Taumelscheibe ergeben sich gravierende Konstruktionsänderungen üblicher Hauptbauteile eines Verbrennungsmotors.

Die Hauptbauteile eines Taumelscheibenmotors:

Funktionsprinzip eines Taumelscheibenmotors
animiertes Funktionsprinzip eines Taumelscheibenmotors
  • Die Taumelscheibe
    ist durch ein Lager drehbar mit dem Zapfen der Z-förmig gekröpften (Kurbel-)Welle verbunden. Die Taumelscheibe selbst darf sich jedoch nicht um ihre eigene Achse drehen und muss darum durch eine geeignete Vorrichtung (Drehmomentenstütze) abgestützt werden.
  • Durch die Drehbewegung der z-förmigen (Kurbel)Welle
    wird der äußere Punkt der Taumelscheibe mit dem Kugelgelenk auf einer Kurvenbahn auf und ab bewegt (rote Linie in der Darstellung Funktionsprinzip).
  • Das Kugelgelenk
    ist fertigungstechnisch nur mit großem Aufwand herstellbar und auch schwierig wirkungsvoll zu schmieren.
  • Das Pleuel,
    welches die hin- und hergehende Kolbenbewegung überträgt, benötigt an beiden Enden ein Kugelgelenk.
  • Ein Kolben
    benötigt ebenfalls ein Kugelgelenk und kann darum auf üblichen Fertigungsmaschinen nur bedingt hergestellt werden. Bezüglich der aufzunehmenden Kräfte weicht ein solcher Kolben durch das Kugelgelenk erheblich von der Konstruktion üblicher Kolben ab.
  • Die Zylinder
    sind ringförmig um die Welle angeordnet. Bei einer üblichen Ventilsteuerung sind erhebliche konstruktive Probleme durch die dadurch beengten Platzverhältnisse zu lösen. Aus diesem Grund hatte der Bristol-Taumelscheibenmotor wohl eine Ringschieber-Steuerung.

Ungeachtet der aufgeführten konstruktiven Problematik stellt ein Taumelscheibenmotor eine durchaus interessante Alternative zu üblichen Motorkonstruktionen dar. Motorvibrationen durch nur schwer auszugleichende freie Massen treten nicht auf.
Im Museum der Elsbett-Motoren wird ein Motorblock eines zweiseitig wirkenden Taumelscheiben-Flugmotors ausgestellt.[1]. Ein Prototyp des 14-Zylinder Taumelscheibenmotors nach dem Prinzip der Schrägscheibenmaschine wurde gebaut, kam aber nie zum Einsatz.

Eine abgewandelte Variante des Taumelscheibenmotors ist der von Anton Strahm entwickelte und nach ihm benannte Strahm-Motor. Bei diesem wird durch eine (8-förmige) Taumelbewegung des Zylinders das wegen der Kurvenbahn benötigte Pleuel überflüssig.[2]

Ein Taumelscheiben-Stirlingmotor mit vier Zylindern wird in Klein-Blockheizkraftwerken der Firma Whispergen verwendet. [3]

Literatur[Bearbeiten]

  • Richard van Basshuysen, Fred Schäfer (Hrsg.): Handbuch Verbrennungsmotor Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. 3. vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6 (ATZ-MTZ-Fachbuch).

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Fotos von Elsbett-Motoren: 3-Zylinder Reihenmotor, 6-Zylinder V-Motor, 14-Zylinder Taumelscheibenmotor
  2. animiertes Funktionsprinzip vom Strahm-Motor
  3. Die Seite zeigt u.A. eine Animation dieses Motors