DE3038500A1

DE3038500A1 - Brennkraftmaschine mit kreisfoermiger umlaufbahn der kolbenpaare

Info

Publication number: DE3038500A1
Application number: DE19803038500
Authority: DE
Inventors: Erich 6602 Dudweiler Rietz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-11
Filing date: 1980-10-11
Publication date: 1982-05-27

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftomaschine mit kreisförmiger Umlaufbahn der Kolbenpaare.
Die Brennkraftmaschine besteht in der Hauptsache aus der als Stator ausgebildeten Kolbenlaufbahn mit den in dieser angeordneten Zündkerzen, den Sin- und Auslaßventilen mit Gestänge, der Kolbenarretiervorrichtung, dem Arbeits- und Gegenkolben mit Gestänge und Hebeln, der Hauptwelle mit Ubersetzungsvorgelege, sowie einem Schwungrad, das auf das Abtriebsritzel wirkt, aber nicht gezeichnet ist.
Hilfseinrichtungen wie Vergaser, Zündanlage, Starter, Lader etc. sind nicht betrachtet.
Die Brennkraftmaschine ist verwendbar als mobiler und auch stationärer Antrieb. Sie kann stehend oder auch liegend angeordnet sein und auch mehrere Aggregate können gekoppelt werden. Sie kann mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben werden.Kühlung erfolgt durch Luft oder Wasser.
Zweck der Erfindung ist, den Wirkungsgrad p;e;enüber Hubkolbenmotoren zu erhöhen und die Umwelt weniger zu belasten.
Im Falle der stehenden Anordnung wird der Stator 1 auf die Halterung 2 aufgesetzt. Der Umfang des Stators ist in mehrere Arbeitszonen unterteilt. In Fig. 1 sind deren zwei dargestellt.
Entsprechend dieser zwei Zonen sind zwei Arbeitskolben 3 und zwei Gegenkolben 4 mit Sperrklinken und Andrückfedern 5 und zwei Führungsköpfe 6 errorderlich. Ebenso werden zwei Ziindkerzen 7, zwei Arretierbolzen 8, zwei Sinlaßventile 9 und zwei hu-;lalSventile 10 erforderlich.
Auf der Hauptwells 11 silbt die Nabe 12 des 5-armigen Hebels in doppelter Ausführung. Die Hebel 12.1 übernehmen die tibertragung des Drehmomentes von dem Arbeitskolben 3 auf die Hauptwelle 11. Die Hebel 12.2 tragen die Schwenkhebel 13, die über die Laschen 14 auf die Führungsköpfe 6 wirken. Zum Durchtritt der Hebel 12.1 und 13 erhält die Kolbenlaufbahn nach innen zinken umlaufenden Schlitz, der durch die Segmente 15 zwischen den Arbeitskolben 3 und den Gegenkolben 4 verschlossen wird. Abgestützt werden die Segmente 15 durch die Hebel 12.1 und 12.3.
Die Steuerung der Ventile 9 und 10 sowie der Arretierbolzen 8 wird über'das Steuergestänge 16 bewirkt. Das Zahnrad 17 mit Innenverzahnung trägt am äußeren Umfang die entsprechenden Steuernocken.
Die Wirkungsweise der Brennkraftmaschine ist wie folgt: In Fig. 1 ist die Stellung Alpha 0 als Winkel des Hebels 12.2 gegen die Waagerechte gezeigt. Zwischen Arbeitskolben 3 und Gegenkolben 4 hat die Kompression des Gasgemisches stattgefunden. Die Zündkerzen 7 zünden. Die Sperrklinken 5 stützen die Gegenkolben 4 gegenßen Stator ab, so daß sich die Arbeitskolben in Pfeilrichtung bewegen und ständig gleichförmig -mit Hilfe der SchwunF,rmassen- umlaufen. Daß die Gegenkolben 4 in ihrer Stellung während des Verbrennungsvorganges und trotz Weiterbewegung der Hebel 12.2 beharren können, ist dadurch möglich, daß die Schwenkhebel 13 an den federnden Anschlag 18 jetzt vorbeigleiten.
Wie in Fig.3 dargestellt, bleiben die Gegenkolben 4 in ihrer Stellung, bis die Verbrennungsvorgänge beendet sind, die Schwenkhebel 13 gegen die federnden Anschläge 19 stoßen und der Winkel Alpha 1 beträgt Jetzt wickeln sich die Schwenkhebel 13 bei der Weiterbewegung um die federnden Anschläge 19 ab, mit dem Erfolg, daß die Gegenkolben 4 in Bewegung gesetzt und den Arbeitskolben nacheilen, bis der Winkel Alpha 2 erreicht ist.
Dabei wurden die verbrannten Gase durch die Auslaßventile 10 ausgestoßen (Fig.4). Kurz vor dem Zeitpunkt, wo die Schwenkhebel 13 von den federnden Anschlägen freigegeben werden, wurde die Arretierbolzen 8 durch die Steuernocken und Steuerhebel gesenkt (Fig.7,8,9), so daß beim Weiterbewegen der Führungsköpfe 6 die Hebelpaare 20 sich gegen die Arretierbolzen 8 lehnen und dadurch die Haltehebel 21 ausschlagen und so in den Rasten der Führungsbahn Halt finden. Damit ist der Haltepunkt von Führungsköpfen und Gegenkolben festgelegt. Ein gewisser Bremsweg ergibt sich durch die Durchbiegung und Verdrehung der Bolzen 22.
In Fig. 5 ist gezeigt, wie sich der Winkel des Hebels 12.2 auf Alpha 3 erhöht hat und die Arbeitskolben 5 weitergelaufen sind, während die Gegenkolben 4 weiter still standen. Durch Cifnung der Einlaßventile 9 wurde das frische Gasgemisch angesaugt.
Im Zeitpunkt des Anstoßens der Schwenkhebel 15 an die federnden Anschläge 18 werden die Arretierbolzen 8 gelüftet und somit die Gegenkolben 4 freigegeben. Die Gegenkolben wurden arretiert, damit sie sich durch den Saugvorgang der Arbeitskolben nicht bewegen. Durch Anschlag und Abwälzung der Schwenkhebel 13 um die federnden Anschläge eilen die Gegenkolben den Arbeitskolben nach und leiten die Kompression des Gasgemisches ein. Die Einlaßventile wurden vorher l;escE ossen.
In Fig.6 hat sich der ihkeit auf'Al'pha 4 vergrößert. Das ist die Stellung, wo die Gegenkolben die Arbeitskolben eingeholt haben und die Kompression des Gasgemisches vollendet ist. Es erfolgt nun die Zündung. Die Schwenkhebel 13 hatten sich um die federnden Anschläge 18.abgewälzt, so daß die Gegenkolben stehen blieben und sich über die Sperrklinken 5 gegen den Stator abstützten. Die Vorgänge wiederholen sich nun.
Auf Blatt 6 ist noch gegenübergestellt, wie die Arbeitsdrucke bei dem Hubkolbenmotor und der Brennkraftmaschine vorgeschlagener Bauart in Drehmoment umgeformt werden.
In Fig.12 ist der Druckverlauf im Zylinder eines Hubkolbenmotors gezeigt Der Druck ist mit P bezeichnet. Durch den Kurbeltrieb, wie in Fig.13 gezeigt, wird jedoch nicht die volle Kraft P zur Erzeugung des Drehmomentes herangezogen, sondern es wirkt nur die Kraft P', die in Fig.12 gestrichelt dargestellt ist.
Bei der Brennkraftmaschine vorgeschlagener Bauart wird aber der volle Verbrennungsdruck P(Fig.14) zur erzeugung des Dremomentes herangezogen. Durch den verlängerten Verbrennungsraum wirkt derGasdruck wesentlich länger und es wird das Gasgemisch besser ausgenützt. Hierdurch und durch Entfall des Kurbeltriebs wird der Wirkungsgrad bedeutend angehoben. Da dann auch die Verbrennung des Gasgemisches intensiver ist, ist die vorgeschlagene Maschine weniger umweltbelastend.
ErläUte-rtlngen zu der Figuren 1 bis 14 auf den Zeitchnungsblattern 1 Sis 6 Figur 1 Längsschnitt durch die Maschine Blatt 1 Figur 2 Querschnitt durch die Maschine, entsprechend Blatt 1 der Schnittführung in Figur 1 (Schnitt A-A) Figur 3 Längssc.hnitt in vereinfachter Form mit Blatt 2 der Willkelstellung Alpha l Figur 4 Längsschnitt in vereinfachter Form mit Blatt 2 der Winkelstellung Alpha 2 Figur 5 Längsschnitt in vereinfachter Form mit Blatt 3 der Winkelstellung Alpha 3 Figur 6 Längsschnitt in vereinfachter Form mit Blatt 3 der Winkelstellung Alpha 4 Figur 7 Querschnitt durch den Führungskopf, entsprechend Blatt 4 der Schnittführung B-B in Figur 9 Figur 8 Draufsicht auf den Führungskopf Blatt 4 Figur 9 Draufsicht auf den Führungskopf Blatt 4 Figur 10 Querschnitt durch den fedcrndti Anschlag Blatt 5 Figur 11 Draufsicht auf den federnden Anschlag Blatt 5 Figur 12 Diagramm des Druckverlaufs im Zylinder Blatt 6 eines Hubkolbenmotors Figur 13 Blatt 6 Umformung der Kräfte im Kurbeltrieb Figur 14 Blatt 6 Diagramm des Druckverlaufs in der vorgeschlagenen Brennkraftmaschine

Claims

Patentansprüche 1. Brennkraftmaschine mit kreisförmiger Umlaufbahn der Kolbenpaare. Die Umlaufbahn ist in mehrere Zonen unterteilt und erhält in jeder Zone einen Arbeitsimpuis nach dem Viertaktverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zone der Umlaufbahn ein Kolbenpaar läuft und der eine davon als Arbeitskolben 3 ausgebildet ist, über einen Hebei 12.1 den Arbeitsdruck auf die Hauptwelle 11 überträgt und ständig gleichmäßig umläuft; der andere als Gegenkolben 4 wirkt- mit Sperrklinke und Andrückfeder 5 und Führungskopf 6 ausgerüstet ist- und für die Sperrklinke in jeder Zone eine Raste zur Abstützung des Gegenkolbens während des Brennvorganges des Gasgemisches zwischen Arbeits- und Gegenkolben, angebracht ist, daß die Gegenkolben zum Zwecke des Stillstandes während des Zünå- und Ansaugvorgdnges über die Laschen 14, den Schwenkhebeln 15- die in den Hebeln 12.2 gelagert sind- und die federnden Anschläge 18 und 19 steuerbar sind, indem die Schwenkhebel an den federnden Anschlägen 18 und 19 vorbeigleiten,oder aber zum Zwecke des Einholens der Arbeitskolben die Schwenkhebel sich an den federnden Anschlägen abwälzen, nachdem sie vorher anschlugen, daß während die Gegenkolben die Arbeitskolben einholen, die verbrannten Gase über die Ventile 10 ausgestoLSen werden und während des anschlie0enden Still Stillstandes der Gegenkolben dc, frische Gasgemisch über die Ventile 9 für den nächsten Arbeits impuls angesaugt wird und beim nächsten Eiriholen des Arbeitskoibens die Kompression stattfindet, daß während des hnsaugvorganges der Gegenkolben durch eine Arretiervorrichtung festgehalten wird, daß der offene Schlitz in der Laufbahn der Kolben durch ein Segment je Arbeitszone- zwischen Arbeits- und Gegenkolben- abgedichtet wird, die Segmente von Hebeln getragen werden und ständig mit umlaufen.
2. ßrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getrieberad 17 mit Innenverzahnung versehen ist, dessen äußerer Umfang die Steuernocken für die Ventile und-die Arretie'-vorrichtung trägt.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daiS dit Arretiervorrichtung zusätzlich aus den Hebeln 20 und 21 besteht, die über Bolzen 22 verbunden sind (Fig.7,8,9) und daß die Hebel 21 sich in die Rasten der Führungsbahn legen und daß sich durch die Anordnung von Hebel und Bolzen ein Federweg ergibt,
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Anschläge (Fig.10,11) aus verschleilifesten Abwälzstücken 25 und den federnden Zwischenstücken 24, die aus speziellen elastischen und geräuschdämpfenden Kunststoffen gefertigt sind, bestehen und daß beide Teile durch federnde Bolzen 25 zusammengehalten werden.