DE3028201A1 - Axialkolbenmotor mit verschiedener hubhoehe im ansaug-kompressionstakt bzw. arbeits- und ausstosstakt - Google Patents

Description

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Axialkolbenmotor mit verschiedener Hubhöhe im Ansaug-Kompressions- bzw. Arbeits- udd Ausstoßtakt.

Allgemeines:

Axialkolbenmaschinen sind bekannt und vor allem als Pumpen mit Taumelscheibentriebwerk vielfach auf dem Markt.

Axialkolbenmotoren sirid aus vielfachen Gründen gesucht, bisher^ aber in nutzbarer Ausführung noch nicht vorgeschlagen. Es sei auf die DE-OS 2117708 verwiesen. In ihr wird ein Axialkolbenmotor mit einem Zylindernut-Rolle-T^iebwerk vorgeschlagen. Dieser Vorschlag wurde nie verwendet.

Eine Ausführung dieses Vorschlages hätte ein funktioni\fahiges Aggregat ergeben.

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Hier wird nun im Folgenden eine Konstruktion für einen Axialkolbenmotor zur Anschauung undin Vorschlag gebracht, die gewichtige Vorteile und Vorzüge gegenüber anderen Motortypen sowohl in fertigungstechnischer als auch ganz besonders in betriebstechnischer Hinsicht aufweist.

Beschreibung:

In den beiliegenden Zeichnungen und Skizzen, Fig. I, Fig. II und Fig. III, ist die Ausführung eines z.B. 4-Zylinder—Axialkolbenmotors eindeutig und hinreichend dargestellt.

Die Zeichnungen enthalten:
Fig. I:

Abwicklung des Hubschienenringes mit schamatischer Darstellung der Kolben, der Zylinder und der Rollenkombination .

Fig. II:

Axialschnitt durch den ganzen Motor ohne Zylinder bzw. Ventilkopf«

Fig. III:

Draufsicht auf Ventilkopf und schematische Darstellung der Ventile und der Ventilsteuerung "Konisches Hub-Dreh-Ventil".

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Es bedeuten in den einzelnen Zeichnungen:

Fig. II:

(1) Die Hubrincschiene

(la) Die Nuten für den Lauf der

(2a) Pendelrollen

(2) Die Spurkranzrollen als Konus ausgeführt

(3) Die axialen Gleitschienen zur Führung der (3a) Wellenflächen

Die Lauffläche der Hubringschiene ist schräg und damit die Spurkranzrollen konisch« Der Grund dafür ist, daß die Umlaufgeschwindigkeit des Hubringes proportional dem Radius nach innen abnimmt, wodurch zylindrische Rollen von der rollenden Reibung in gleitende Reibung kommen würden. Diese Geschwindigkeitsänderung wirdmit konischen Rollen kompensiert.

Die Pendalrollen (2a) haben I Funktionen· Sie bewirken einen einwandfreien Kraftschluß in den Auf- und Abbewegungen der Spurkransrollen (2) mit der Lauffläche der Hubringschiene und sie nehmen das negative Kraftmoment bei dem Druck zwischen Spurkranzrolle und Lauffläche der Hubringschiene, so daß in Verbindung mit den axialen Gleitschienen (3) und den Wellenflachen (3a) keinerlei Seitenkräfte auf den Kolben wirken können, (kein Ovallaufen Kolben/Zylinder, geringere Reibung!I)

(4) Kolbenstange, diese ist fest verbunden mit

(5) dem Kolben

(6) ; Zylinder: -mit

(6a) aen Auslaßschlitzen

(7) Nockenscheibe in Verbindung mit

(8) der Welle

Fig. I:

Darstellung der Abwicklung der Hubringschiene über 360 mit schematischer Darstellung der Spurkranzrollen und Pendelrollen in Zusammenhang mit der Stellung der Kolben in den Zylindern.

Wie ersichtlich, erstreckt sich der Ansaug- und der Kompressionshub über 80 Bogengrade, während der Arbeitshub und der Ausstoßhub jeweils 100 Bogengrade der Hubringschiene beansprucht.

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Die Stoiounn der Schrägflache der Hubringschiene in der Laufrichtung rr.u-i iu uareich el or; Arb --. .Lt^hubrii-; genau 45 ° batr-'-rjan» Ei£ liegen hier dieselben Verhältnisse vor ·.;.".-■■ bci^Hüiintiui Schraubenrad, bei dem Treibrad und qii.^i ebenes Rad wechseln. Hier ist es Arbeitshub ~ Übertragung des Kraf trnoraentes vom Kolben auf die Schiene-- und Anlassen bsv. Verzögerung - Übertragung des Kraftmornsntes vcn der Schiene auf den Kolben

Der sich über je 80 Bogengrade erstreckende Saug- und Kompressionshub kann eine ganz flache Neigung enthalten, da ein Kräf ternoment nur von der Hubringschicne auf den Kolben und nie umgekehrt erfolgt.

Wie aus der Fig. I ersichtlich, ergibt sich, daß der Arbeitshub - bei gleichem oberen Totpunkt wesentlich langer ist als der Ansaug- und Kompressionshub. Damit wird eine vollständige Verbrennung ermöglicht.

Der nach dem unteren Totpunkt laufende Kolben legt den Auslaßschlits (6a) frei, so daß - über einen möglichen sehr großen Querschnitt - bereits beim Kolbenniedergang die Verbrennungsgase austreten können. Damit wird die Ausstoßarbeit praktisch auf Null reduziert und die Austrittsgeschwindigkeit der Gase durch das Auslassventil wesentlich vermindert (Schalltninderungl) (siehe Carnot-Kreisprozess).

Figi III:

(20) Draufsicht auf Zylinderkopf mit Anordnung der Ventile und Nockenscheibe

(21) Axialschnitt durch Einlaßventil

(22) Hub-Drehgewinde

(23) Einstellgewinde für Ventilspiel

(24) Radialschnitt durch Einlaßventil

(25) Radialschnitt durch Auslaßventil

Wie aus den Skiizen ersichtlich, handelt es sich um Ventile, bei denen Ansaugen und Ausstoßen in zwei senkrecht aufeinanderfolgenden Ebenen erfolgt. Da es sich um konische Hub-Drehventile handelt, ist der Antrieb und die Stuusrrmg denkbar einfach.

Austritts- und Einfreittsquerschnitte lassen sich größer gestalten als beim konventionellen Tellerventil und die EinströmungsverhLlltnisse sind wesentlich günstiger als beim Tellerventil.

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Claims (8)

1. "*" 3073201

   Ansprüche:

   Axialkolbenmotor dadurch gekannzeichnet, daß

   die Vertikalbev/aqung der Kolben mittels einer Hubringschiene in eine, zur Kolbenachse parallele Drehbewegung umgewandelt wird,
2. 2) daß die Hubringschiene eine schräge Lauffläche hat und auf der Innen- sowie Außenseite je eine zur Lauffläche parallele Nut aufweist,
3. 3} daß der Kraftsbhluß zwischen Kolben bzw. Kolbenstange mittels konischen Spurkranzrollen und mit diesen in festem Abstand pendelfähigen Pendelrollen, die in die beiden Nuten eingreifen, bewerkstelligt wird,
4. 4). die beiden Enden der Spurkransroilenachsen in zur Kolbenstange parallelen Schlitzen geführt v/erden,
5. 5) daß die Hubringschiene so ausgebildet ist, daß der Arbeitshub bedeutend langer ist als Ansaug- und Kompressionshub (siehe Turbolader)_β
6. 6) daß die Hubringschiene im Arbeitshub genau einen Laufflächenwinkel von 45 aufweist, während der Laufwinkel für Ansaug- und Kompressionshub möglichst fläch ist,
7. 7) daß die Lauffläche der Hubringschiene so geformt ist, daß pro Umdrehung der Hubringschiene gleich Umdrehung der Arbeitswelle volle 4 Takte abgewickelt werden. Na «= N (Zahl der Arbeitstakte «s Zahl der Umdrehungen),
8. 8) daß die Zylinder gegen den unteren Totpunkt mit Schlitzen versehen sind, die von den abwärts gehenden Kolben freigesetzt werden und das Ausströmen der Verbrennungsgase während des noch abwärts bzw. stillstehenden Kolbens ermöglichen,

   9})daß der Motor mit einfach zu steuernden konischen Hub-Drehventilen m£t Nockenschelbanantrieb ausgerüstet ist.

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   JWO ORIGINAL