DE3531862A1 - Hubkolben-verbrennungskraftmotor - Google Patents
Hubkolben-verbrennungskraftmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hubkolben-Verbrennungs
kraftmotor gemäß dem Gattungsbegriff des Patentan
spruchs 1.
Bei einem aus der US-PS 6 27 359 bekannten Einzylinder-
Motor dieser Art treibt das mit der Zahnstange kämmende
und über den Freilauf mit der Abtriebswelle verbundene
Zahnrad ein weiteres Zahnrad, das mit einem Federspei
cher in Verbingung steht. Beim Arbeitshub des die Kol
benfläche tragenden Kolbens wird die geleistete Arbeit
im Federspeicher gespeichert, während sich das mit der
Zahnstange kämmende Zahnrad unter Vermittlung des Frei
laufes relativ zur Abtriebswelle frei dreht. Der Feder
speicher schiebt nach dem Arbeitshub des Kolbens über
das zweite Zahnrad die Zahnstange und damit den Kolben
in die Ausgangsstellung zurück, wobei gleichzeitig die
überschüssige Arbeit über das erste Zahnrad und den
Freilauf auf die Abtriebswelle übertragen wird. Der Mo
tor arbeitet mit einem unbefriedigenden Wirkungsgrad,
da der Federspeicher einen relativ hohen Leistungsver
lust bedingt und zudem ein Teil der gespeicherten Arbeit
des Kolbens zu seiner eigenen Rückbewegung aufgezehrt
wird.
Bei einer aus der DE-PS 11 88 435 bekannten Freilfug-
Kolbenmaschine treibt der Kolben einen Kreuzkopf, der in
einem Rahmen einen Bandantrieb mit zwei Bandscheiben
betätigt, die über zwei Freiläufe mit zwei Abtriebs
wellen koppelbar sind. Die Bewegung des Kreuzkopfes
am Arbeitshub des Kolbens wird zum Spannen einer Spei
cherfeder benutzt, die dann zum Zurückbewegen des Kol
bens und zum Antreiben der beiden Abtriebs
wellen über die Freiläufe eingesetzt ist.
Bei einem aus der DE-PS 4 47 099 bekannten Freiflug-
Kolbenmotor sind die gegenläufig bewegten Massen über
Kreuzköpfe und Zahnstangen miteinander synchronisiert,
wobei zwischen den Zahnstangen Zahnräder mitlaufen. An
den Zahnrädern wird aber keine Abtriebsleistung abge
nommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubkol
ben-Verbrennungskraftmotor der eingangs genannten Art
zu schaffen, der sich durch einen hohen Leistungsgrad
und eine permanente Leistungsabgabe an der Abtriebs
welle auszeichnet.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Bei dieser Ausbildung entfällt die Notwendigkeit eines
Speichers für die von jeder Kolbenfläche bzw. jedem Kol
ben geleistete Arbeit, weil stets eine Kolbenfläche für
die Rückführung einer anderen Kolbenfläche in die Aus
gangsstellung für einen neuen Arbeitstakt sorgt. Dabei
wird gleichzeitig die von der im Arbeitstakt beauf
schlagten Kolbenfläche geleistete Arbeit unmittelbar auf
die Abtriebswelle übertragen. Da zwei oder eine größere
gerade Anzahl gegensinning und abwechselnd beaufschlag
barer Kolbenflächen vorliegen, wird die Abtriebswelle
permanent angetrieben. Es besteht jeweils eine starre
mechanische Verbindung von der Zahnstange über ein
Zahnrad und einem Freilauf zur Abtriebswelle. Wird der
Motor im Zweitaktverfahren betrieben, so reichen zwei
Kolbenflächen aus, die bei jedem zweiten Takt einen
Arbeitstakt ausführen. Wird der Motor hingegen im Vier
taktverfahren betrieben, so sind mindestens vier Kolben
flächen vorgesehen, von denen jeweils eine einen Ar
beitstakt ausführt, so daß auch hierbei wiederum die
Abtriebswelle permanent angetrieben wird. Der zweite
Freilauf gestattet in jedem Fall die gegenkraftarme
Zurückbewegung einer weiteren Kolbenfläche in die Aus
gangsstellung. Die agressive Wirkung des Verbrennungs
taktes auf die beaufschlagte Kolbenfläche wird durch
die gleichzeitig über eine starre Verbindung zurückbe
wegte weitere Kolbenfläche wünschenswert gedämpft. Durch
die Abstimmung der Zähnezahl der Zahnräder läßt sich von
vornherein eine beliebige Über- oder Untersetzung der
Kolbengeschwindigkeit in die Abtriebswellendrehgeschwin
digkeit vornehmen, so daß bei bestimmten Anwendungsfäl
len ein Getriebe entfällt. Der Motor baut kompakt und
schlank, da weder ein Kreuzkopf noch eine Pleuelstange
mit Kurbelwelle benötigt werden.
Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2
hervor. Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine sehr kom
pakte Motorraumform, da alle beaufschlagten Kolbenflä
chen auf einer gemeinsamen Kolbenstange angeordnet
sind, so daß die Kolbenflächen, obwohl sie abwechselnd
und gegensinnig beaufschlagt werden, in Hubrichtung hin
tereinander liegen. Bei einem im Zweitaktverfahren be
triebenen Motor reichen zwei Kolbenflächen aus, während
für einen Viertaktmotor zwei Paare von Kolbenflächen
vorgesehen sind. In jedem Fall bewegt die jeweils den
Arbeitstakt ausführende Kolbenfläche eine weitere Kolben
fläche mit der Zahnstange in die Ausgangsstellung für
einen weiteren Arbeitstakt zurück.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform geht aus An
spruch 3 hervor. Bei dieser Ausbildung bewegen sich die
die Kolbenflächen tragenden Kolben synchron und gleich
sinnig, unabhängig davon, ob die Kolbenflächen nebenein
ander oder in bezug auf die Zahnräder einander gegen
überliegen. Da die Zahnräder umdrehbar miteinander ge
kuppelt sind, bewegt wiederum eine Kolbenfläche bei einem
Arbeitstakt eine weitere Kolbenfläche in die Ausgangs
stellung zurück, und zwar über die beiden Zahnstangen
und die beiden umdrehbar miteinander gekoppelten Zahnrä
der.
Eine weitere, bauliche Vereinfachung wird bei der Aus
führungsform von Fig. 4 erreicht, da jeweils zwei gegen
sinnig beaufschlagbare Kolbenflächen an einem doppelsei
tig beaufschlagbaren Kolben angeordnet sind. Bei einem
Zweitaktmotor wird somit praktisch mit einem einzigen
Doppelkolben und einer Zahnstange ein permanenter An
trieb der Abtriebswelle erreicht, während bei einem Vier
taktmotor zwei Doppelkolben an einer gemeinsamen Zahn
stange oder jeweils ein Doppelkolben an einer von zwei
Zahnstangen angeordnet ist (sind).
Ein weiterer, wichtiger Gedanke geht aus Anspruch 5 her
vor. Diese Ausbildung des Kolbens für zweiseitige Beauf
aufschlagung ist einfach, preiswert und funktionssicher.
Der Kolben läßt sich zudem mit einer wünschenswert klei
nen Masse ausbilden.
Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht aus An
spruch 6 hervor. Im Kraftumwandler sind alle für die
Kraftübertragung auf die Abtriebswelle und auch für die
Rückbewegung der Kolbenflächen notwendigen Komponenten
vereinigt. Der Kraftumwandler bildet eine kompakte Bau
einheit, deren Querschnitt nicht größer zu sein braucht
als der Querschnitt des oder der, den oder die Kolben
aufnehmenden Zylinder. Da die Zahnstange mittig zwi
schen die Zahnräder im Kraftumwandler eingreift, werden
die seitlichen Kraftkomponenten bei der Kraftübertragung
auf ein minimales Maß reduziert.
Günstig ist dabei auch die Ausführungsform von Anspruch 7,
da die Führungen der Zahnstange bzw. der Zahnstangen aus
dem Zahneingriff resultierende seitliche Kraftkomponen
ten wirkungsvoll aufnehmen und von den Zahnrädern, den
Freiläufen und dem Getriebe zur Abtriebswelle fernhal
ten. Die Führungen sorgen auch für eine hohe Laufruhe
des Motors und unterdrücken Schwingungen.
Eine wichtige bauliche Maßnahme geht aus Anspruch 8
hervor. Bei einer Ausführung des Motors mit zwei paral
lelen Zahnstangen sorgt die Kopplung der gleichsinnig
angetriebenen Zahnräder für die Rückführbewegung der
jeweils nicht im Arbeitstakt befindlichen Kolbenflä
chen. Das Kupplungsrohr dient dann auch zur Lage
rung der Zahnräder auf den Zwischenwellen und ge
stattet es, einen kräftigen und die Antriebsleistung
großflächig übertragenden Freilauf unterzubringen,
der für die beiden gleichsinnig getriebenen Zahnräder
wechselseitig arbeitet. Mit der Begrenzungs- und Ein
stellvorrichtung im Kraftumwandler wird der Kolbenhub
einfach und exakt eingestellt oder verändert.
Eine weitere, wichtige Aufgabe geht aus Anspruch 9 her
vor. Bei dieser Ausbildung des Freilaufes wird ein ver
nachlässigbar geringer Übertragungsverlust der Antriebs
leistung erreicht und lassen sich auch hohe Spitzenbe
lastungen problemlos übertragen, da in der Sperrstellung
des Freilaufes praktisch ein mechanischer Formschluß
über eine Vielzahl von Eingriffsflächen vorliegt, der
in der Freilaufstellung schlagartig aufgehoben wird. Es
tritt bei dieser Ausbildung kein spürbares Spiel zwi
schen der Sperrstellung und der Freilaufstellung auf.
Auch hohe Antriebsleistungen lassen sich problemlos über
tragen, wenn das im Merkmal von Anspruch 10 vorgesehen ist,
denn als Rollen ausgebildete Wälzkörper bieten eine
großflächige Kraftübertragung.
Günstig ist dabei auch das Merkmal von Anspruch 11, da
für die Vorspannung der Käfige schwache und kleinbauende
Federn eingesetzt werden können, wenn diese an den Zwi
schenwellen verankert sind.
Eine weitere, wichtige Ausführungsform geht aus An
spruch 12 hervor. Die Kolben- oder Zahnstange wird hier
bei über einen relativ großen Längsbereich abgestützt
und geführt, wodurch sie auch den Kolben innerhalb des
Zylinders sauber führt, der in dem Zylinder mit relativ
großem Spiel gelagert sein kann, weil seitliche Kräfte
bei der Kolbenbewegung wegfallen bzw. von der Führungs
buchse der Kolbenstange bzw. der Zahnstange aufgenommen
werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, bei der für
einen Viertaktbetrieb durch von einer Ventilsteuervor
richtung betätigte Nocken gesteuerte Tellerventile im
Zylinderkopf angeordnet sind, geht aus Anspruch 13 her
vor. Bei dieser Ausbildung wird auf einfache Weise die
stets synchron mit der Kolbenbewegung auftretende Bewe
gung innerhalb des Kraftumwandlers ausgenutzt, um mit den
Nocken die Tellerventile direkt zu steuern. Es entfal
len aufwendige Zwischentriebe oder Übertragungsglieder.
Die Ventilsteuervorrichtung ist einfach und exakt ar
beitend.
Ein besonders wichtiger Gedanke geht weiterhin aus An
spruch 14 hervor. Die Kupplungshülsen, die an sich zum
undrehbaren Kuppeln der Zahnräder und zu deren La
gerung auf den Zwischenwellen dienen, erfüllen hier eine
dritte Aufgabe. Günstig ist dabei, daß an den Kupplungs
hülsen genügend Platz vorhanden ist, so daß die Ventil
steuervorrichtung dort gut eingliederbar ist. Dazu
kommt, daß die Kupplungshülsen mechanisch starr mit den
Kolbenflächen verbunden sind, und zwar über die Zahnrä
der, die Zahnstange, die Kolbenstange und den Kolben,
so daß eine hohe Steuergenauigkeit erzielbar ist.
Eine baulich einfache und sehr wirkungsvolle Ventil
steuervorrichtung geht weiterhin aus Anspruch 15 hervor.
Die gewindegangartigen Rippen schalten bei jeder Kolben
bewegung das Abtriebsrad um eine bestimmte Teilung wei
ter, wobei das Abtriebsrad mit der Steuerwelle die die
Nocken tragende Scheibe synchron mitnimmt und die Teller
ventile unmittelbar betätigt. Diese Bauart hat den Vor
teil, daß ohne weiteres mehr als zwei Ventile für je
den Arbeitsraum vorgesehen werden können, z. B. vier,
sechs oder noch mehr Tellerventile, denen an der Schei
be eine entsprechende Anzahl von Nocken zugeordnet ist.
Mit der Steigung der gewindegangartigen Rippen und der
Anzahl der Vorsprünge am Antriebsrad lassen sich die
Tellerventile sehr exakt und mit oder ohne Überschnei
dung steuern. Der Antrieb ist verschleißarm und benötigt
nur wenige Einzelteile. Die gegebenenfalls hohe Drehge
schwindigkeit der Kupplungshülsen läßt sich einfach auf
eine geringe Drehgeschwindigkeit der Steuerwelle unter
setzen.
Wichtig ist ferner das Merkmal von Anspruch 16, weil
jede Kupplungshülse sich jeweils vorwärts und rückwärts
dreht und nur in einer Bewegungsrichtung eine Bewegungs
komponente für die Ventilsteuervorrichtung erzeugen darf.
Die beiden gewindegangartigen Rippen auf beiden Kupp
lungshülsen wechseln sich beim Transport des Abtriebs
rades ab, wobei jeweils der nicht treibende Vorsprung am
Abtriebsrad über den ansteigenden Rippenbereich der ge
rade nicht treibenden Rippe überspringt und erst dann
wieder an der Rippe abgestützt wird, wenn die zuvor
treibende Rippe außer Eingriff kommt.
Wichtig ist dabei auch das Merkmal von Anspruch 17, da
mit der Überschneidung, mit der die Rippen mit dem Ab
triebsrad zusammenarbeiten, die Ventilsteuervorrichtung
unabhängig vom jeweils gewählten Kolbenhub ausgelegt
werden kann, d. h., daß trotz eines geänderten Kolbenhubs
und eines damit geänderten Kompressionsverhältnisses in
jedem Arbeitsraum die Ventilsteuervorrichtung unabhängig
korrekt arbeitet.
Günstig ist auch die Ausführungsform von Anspruch 18,
da auf diese Weise jeder Nocken nur für die Betätigung
eines Ventiles verantwortlich ist, so daß mit allen
Nocken mehrere Ventile auch gleichzeitig betätigt werden
können, was den Füllungsgrad und damit die Leistungsaus
beute des Motors erhöht. Diese Möglichkeit ist insbe
sondere für aufgeladene Motoren zweckmäßig, wobei die
spezifische Belastung der Ventilsteuervorrichtung und
der Ventile gering bleibt.
Ein weiterer, wichtiger Gedanke ist in Anspruch 19 ent
halten. Durch diese ineinandergesetzte Anordnung der
Ventile läßt sich eine noch größere Anzahl von Ventilen
für jeden Arbeitsraum anbringen und es ist hinsichtlich
der Steuerung der Tellerventile ein größerer Freiheits
grad gegeben.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform geht aus An
spruch 20 hervor. Dieser, sehr kompakte Motor mit zwei
parallelen und nebeneinanderliegenden Zylindern erhält
durch die doppelseitig beaufschlagbaren Kolben in den
beiden Zylindern vier Arbeitsräume, in den abwechselnd
jeweils eine Kolbenfläche beaufschlagt wird (Viertakt
betrieb). Der Kraftumwandler ist zweckmäßigerweise mit
dem Zvlinderblock baulich vereinigt. Die Steuerwelle
mit der Ventilvorrichtung sitzt im Inneren des Aggregats.
Die beiden Zylinderköpfe und deren Ventile sind durch
die Steuerwelle mit der Ventilsteuervorrichtung im Kraft
umwandler verbunden, so daß der Motor schlank und kom
pakt baut.
Eine weitere, wichtige Ausführungsform geht schließlich
aus Anspruch 21 hervor. Bei dieser Ausbildung entsteht
eine wirkungsvolle Ölumlaufschmierung für die Kolben in
nerhalb der Zylinder, bei der das Öl durch die Zahn- bzw.
Kolbenstange auf einfache Weise in den Kolben und von
dort zur Zylinderwandung transportiert wird, ehe es wie
der durch den Kolben und die Kolbenstange abgeführt
wird. Zusammen mit der wirkungsvollen Führung des Kol
bens im Zylinder durch die Kolbenstange, der wirkungsvol
len Schmierung und entsprechend dimensionierten Kolben-
bzw. Abstreifringen wird ein leichter Kolbenlauf einer
seits und ein guter Wärmetransport andererseits gewähr
leistet, die hohe Arbeitstemperaturen und damit einen
günstigen thermischen Wirkungsgrad bei leichtem Kolben
lauf erzielen lassen. Die Ölzufuhr zur Kolbenstange er
folgt entweder innerhalb einer Kolbenstangen-Führungs
buchse oder im Bereich des Kraftumwandlers an einer da
für geeigneten Stelle. Es wird ein ununterbrochener
Ölstrom erzeugt, bei dem das Öl eine geringe spezifische
Belastung erfährt. Da der Motor aus wenigen Komponenten
besteht, die zudem konzentriert im Inneren des Motors an
geordnet sind, ist außen Platz für eine zusätzliche Küh
lung oder für zusätzliche Aggregate, ohne daß die Abmes
sungen des Motors unzweckmäßig vergrößert werden müßten.
Der besondere Vorteil dieses Motors liegt in dem guten
Wirkungsgrad, ferner in der Möglichkeit, ihn nach ver
schiedenen Betriebsverfahren zu betreiben, ferner das
Kompressionsverhältnis und den Kolbenhub sowie die Ab
triebsdrehzahl voneinander unabhängig zu verändern, der
Möglichkeit, Zünd- und Einspritzvorgänge exakt zu steu
ern, und ihn in jeder Betriebslage zu verwenden.
Dazu kommt, daß der Motor sowohl für einen Fahrzeugan
trieb als auch als stationärer Motor, z. B. zum Betrieb
eines Generators oder Kompressors, nutzbar ist, und daß
er ohne grundlegende Änderungen mit verschiedenen Be
triebsstoffen betrieben werden kann. Günstig ist ferner,
daß mehrere Zahnräder durch die Zahnstange oder die Zahn
stangen angetrieben werden können, die unterschiedliche
Teilkreisdurchmesser besitzen, so daß abtriebsseitig mit
gegebenenfalls mehreren Abtriebswellen unterschiedliche
Drehzahlen und Drehmomente erzeugbar sind. Ferner kann
durch einfache Umkehr der Freiläufe die Abtriebsdrehrich
tung geändert werden. Zusätzliche Getriebe werden von
vornherein vermieden, indem die Antriebsverbindung von
den Zahnstangen zur Antriebswelle entsprechend ausgelegt
werden. Günstig ist ferner, daß die Ventilsteuerung un
abhängig vom Kolbenhub ist, so daß sich die Ventilsteuer
zeiten nicht verändern. Zweckmäßigerweise wird der Motor
als langsam laufender Langhub-Motor ausgelegt, weil der
Kraftumwandler bei einem langsam laufenden Langhub-Motor
einen optimalen Wirkungsgrad erreicht und weil bei lang
samer Kolbengeschwindigkeit die axiale Kraftausdehnung
zu einer idealen Kraftaufnahme führt. Der Motor kann,
z. B. auch durch die Gestaltung der Kolbenböden und der
Gasführungswege, mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad
und mit geringer Schadstoffemission arbeiten. Die lange
Führung des Kolbens mittels der Kolbenstange, wobei gegebenen
falls die Kolbenstange durchgeht und zweifach ge
lagert ist, verhindert Bewegungen zwischen dem Kolben
und der Zylinderwand. Durch die Umlaufschmierung mit dem
drucklosen Rücklauf wird eine gute Wärmeabfuhr und eine
einwandfreie Schmierung unter allen Betriebsbedingungen
erreicht, was der Standzeit des Motors zu Gute kommt.
Günstig ist ferner, daß die die Nocken tragende Scheibe
der Ventilsteuervorrichtung sehr langsam läuft, so daß
sich eine sehr präzise Ventilsteuervorrichtung erzielen
läßt. Ein weiterer, besonders wichtiger Vorteil des Mo
tors besteht darin, daß der Motor mit Zylinderabschal
tung betrieben werden kann, weil die Freiläufe ohne Ein
griff von außen selbsttätig den jeweils nichtarbeitenden
Zylinder wirkungslos werden lassen. Ferner können prob
lemlos mehrere Motoreinheiten an eine Abtriebswelle an
geschlossen werden, wenn ein größerer Leistungsbedarf
beteht, wobei bei verringerter Leistungsabnahme ohne wei
teres die einzelnen Einheiten einfach abschaltbar und
bei Bedarf sofort wieder zuschaltbar sind.
Anhand der Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsfor
men des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Ausführungsform eines Zwei
takt-Hubkolbenmotors mit einem Doppelkolben,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer abgeänderten
Ausführungsform eines Zweitakt-Hubkolbenmotors
mit zwei gegensinnig arbeitenden Kolben und
einer gemeinsamen Zahnstange,
Fig. 3a und 3b zwei einander zugeordnete, schemati
sche Ansichten eines Zweitakt-Hubkolbenmotors
mit zwei jeweils einseitig beaufschlagten Kol
ben in zwei nebeneinanderliegenden Zylindern,
Fig. 4 eine Ausführungsform eines Viertakt-Hubkolben
motors mit zwei Doppelkolben und einer gemein
samen Zahnstange,
Fig. 5a und 5b zwei einander zugeordnete, schemati
sche Ansichten eines Viertakt-Hubkolbenmotors
mit zwei Doppelkolben in zwei nebeneinander
liegenden Zylindern, und mit zwei parallel zu
einanderliegenden Zahnstangen,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Ausfhrungsform
von Fig. 5a, wobei Konstruktionsdetails ange
deutet sind,
Fig. 7 einen Schnitt in der Ebene VII-VII von Fig. 6,
und
Fig. 8 einen Schnitt in der Ebene VIII-VIII von
Fig. 7.
Ein Hubkolbenmotor 1 gemäß Fig. 1 besitzt einen doppel
seitig beaufschlagbaren Kolben 2 in einem Zylinder 3,
wobei der Kolben 2 eine obere und eine untere Kolbenflä
che A, B aufweist und im Zylinder 3 zwei Arbeitsräume
4, 5 voneinander trennt. Der Hubkolbenmotor 1 von Fig. 1
ist ein Zweitaktmotor, wobei in der schematischen Dar
stellung Überstromkanäle und Vorverdichtungsräume sowie
die Zündung und ähnliche Details weggelassen sind. Der
Kolben 2 besitzt eine zentrische Kolbenstange 6, die ab
gedichtet aus dem Zylinder 3 herausgeführt ist und mit
einer Zahnstange 8 verbunden oder am freien Ende als
Zahnstange ausgebildet ist, die in einen Kraftumwandler
7 ragt. Der Kraftumwandler 7 enthält zwei mit der Zahn
stange 8, die doppelseitig verzahnt ist, kämmende Zahn
oder Antriebsräder 9, 10, die auf gleicher Höhe an bei
den Seiten der Zahnstange 8 auf Zwischenwellen 38 an
geordnet sind. Jedes Zahnrad 9, 10 enthält einen Frei
lauf 11, 12, mit dem es mit der Zwischenwelle 38 in einer
Drehrichtung kuppelbar ist. Die beiden Freiläufe 11, 12
sperren in der gleichen Drehrichtung (z. B. entgegen dem
Uhrzeigersinn), während sie in der anderen Drehrichtung
(im Uhrzeigersinn) frei durchgehen. Auf den Zwischen
wellen 38 sitzen Zahnräder 13, 14, die mit einem ge
meinsamen Zahnrad 15 kämmen, das auf einer Abtriebswel
le 16 sitzt, die aus dem Kraftumwandler 7 herausgeführt
ist.
Der Hubkolben-Verbrennungskraftmotor 1 gemäß Fig. 1 ar
beitet wie folgt: In der dargestellten Lage ist die Kol
benfläche A gerade durch den Expansionsdruck beauf
schlagt; der Kolben 2 bewegt sich nach unten. Das Zahn
rad 9 wird von der Zahnstange 8 im Uhrzeigersinn ge
dreht, der Freilauf 11 geht leer durch. Das Zahnrad 10
wird hingegen entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht; sein
Freilauf 12 befindet sich in der Sperrstellung und über
trägt die Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn auf
die Zwischenwelle 38, die über das Zahnrad 14 und das
Zahnrad 15 die Antriebswelle im Uhrzeigersinn dreht.
Das Zahnrad 13 wird durch das Zahnrad 15 zusammen mit
der Zwischenwelle entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.
Die Antriebswelle führt einen in der Geschwindigkeit von
der Zähnezahl der zusammenarbeitenden Zahnräder abhän
gige Drehbewegung aus.
Hat der Kolben 2 seinen unteren Totpunkt erreicht, so
erfolgt die Zündung im Arbeitsraum 5, der mittlerweile
mit Frischgas und Brennstoff gefüllt ist. Die Kolben
fläche B wird beaufschlagt und der Kolben 2 bewegt sich
nach oben. Die Kolbenstange 8 dreht das Zahnrad 9 ent
gegen dem Uhrzeigersinn, wobei der Freilauf 11 die Zwi
schenwelle 38 und das Zahnrad 13 mitnimmt, so daß die
Abtriebswelle über das Zahnrad 15 wiederum im Uhrzeiger
sinn angetrieben wird. Der Freilauf 12 entkoppelt die
Verbindung zwischen dem Zahnrad 10, das sich beim Auf
wärtsbewegen der Kolbenstange im Uhrzeigersinn dreht,
und der Zwischenwelle 38 und dem Zahnrad 14, die sich
bei der Aufwärtsbewegung der Zahnstange 8 entgegen dem
Uhrzeigersinn drehen. Bei der Aufwärtsbewegung des Kol
bens 2 wird der Arbeitsraum 4 gespült und neuerlich mit
Frischgas gefüllt, das im oberen Totpunkt des Kolbens
2 komprimiert ist, ehe erneut gezündet wird. Die Ab
triebswelle 16 wird permanent angetrieben.
Bei der Ausführungsform von Fig. 2 wird anstelle eines
doppelseitig beaufschlagbaren Kolbens dieser in zwei
einseitig beaufschlagte Kolben 2 a und 2 b geteilt, de
ren jeder in einem Zylinder 3 a und 3 b einen Arbeits
raum 4 bzw. 5 bildet. Der Motor 1′ gemäß Fig. 2 ist
ebenfalls ein Zweitaktmotor, bei dem jede Kolbenfläche
A, B bei jedem zweiten Takt ein Arbeitstakt auszuführen
hat. Die beiden Kolben 2 a, 2 b sind über ihre Kolbenstan
gen 6 a, 6 b und die gemeinsame Zahnstange 8 zu einer zwangs
weisen gegensinnigen Bewegung miteinander verbunden.
Die Kolbenstange 8 treibt wiederum die Zahn- bzw. An
triebsräder 9, 10 und damit die Abtriebswelle 16 perma
nent und in einer Drehrichtung an.
Bei der Ausführungsform von Fig. 3a und 3b, die wiederum
einen Zweitaktmotor 1 betrifft, sind die beiden Kolben
2 a und 2 b in zwei nebeneinander angeordneten Zylindern
3 a und 3 b untergebracht. Die Zylinder 3 a, 3 b liegen pa
rallel nebeneinander und zueinander umgekehrt, so daß
der Arbeitsraum 4 oben und der Arbeitsraum 5 unten liegt,
entsprechend der Lage der Kolbenflächen A, B. Jeder Kol
ben 2 a und 2 b besitzt eine Kolbenstange 6 a, 6 b, die mit
einer Zahnstange 8 a bzw. 8 b verbunden ist. Die beiden
Zahnstangen 8 b, 8 a liegen parallel nebeneinander und ra
gen in den Kraftumwandler 7′.
Die Ausbildung des Kraftumwandlers 7′ unterscheidet sich
von der Ausbildung des Kraftumwandlers 7 der Fig. 1 und
2 dadurch, daß die beiden Zahnräder 9, 17 und 10, 21, die bei
spielsweise mit der Zahnstange 8 a kämmen, mit gleich
sinnig angetriebenen Zahnrädern 18 und 21 undrehbar über
ein Kupplungsrohr 19 bzw. 20 gekoppelt sind. Es bilden
somit die Zahnräder 9, 17 und 18 mittels des Kupplungsrohres
19 eine undrehbare Einheit auf der Zwischenwelle 38, wie
auch die Zahnräder 10 bzw. 21, die mittels des Kupplungs
rohres 20 miteinander gekuppelt sind. In den Kupplungs
rohren 19, 20 sind die Freiläufe 11, 12 enthalten, die
wieder in der gleichen Drehrichtung sperren bzw. frei
laufen und zum Antrieb der Zahnräder 13 und 14 und somit
über das Zahnrad 15 der Abtriebswelle 16 dienen.
Die Kupplungsrohre 19 und 20 sorgen dafür, daß die bei
den Kolben 2 a, 2 b zueinander synchron und parallel zu
einander bewegt werden, so daß der Kolben 2 a bei einem
Arbeitstakt den Kolben 2 b in seinen unteren Totpuntk be
wegt, ehe dieser bei einem neuerlichen Aufwärts-Arbeits
takt wiederum den Kolben 2 a in seinen oberen Totpunkt
zurückbewegt. Beim Treiben der Abtriebswelle 16 arbeiten
die beiden Zahnstangen 8 a, 8 b wechselweise. Die Kraft
übertragung von den beiden Kolben 2 a, 2 b auf die An
triebswelle erfolgt jedoch in der gleichen Weise wie
bei Fig. 1 und 2.
Bei der Ausführungsform des Hubkolben-Verbrennungs
kraftmotors 1′′′ von Fig. 4, der nach einem Viertaktver
fahren arbeitet, sind zwei Doppelkolben 24, 25 in zwei
sich in Hubrichtung der Kolben gegenüberliegenden Zy
lindern 22 und 23 verschiebbar geführt, die den Kraft
umwandler 7 zwischen sich einschließen. Die Kolben 24,
25 besitzen bei dieser Ausführungsform durchgehende
Kolbenstangen 26 und 27, die in Zylinderköpfen 34, 34′
beider Zylinder 22, 23 jeweils zweifach geführt sind
und mit einer gemeinsamen, doppelseitig gezahnten Zahn
stange 28 verbunden sind. Der Kolben 24 unterteilt den
Zylinder 22 in die Arbeitsräume 29 und 30, in denen sei
ne Kolbenflächen A, B liegen, während der Kolben 25
den Zylinder 23 in die Arbeitsräume 31 und 32 unterteilt,
in denen die Kolbenfächen C, D liegen. In jedem Zylinderkopf
34, 34′ sind Tellerventile 33 angeordnet, die in übli
cher, nicht dargestellter Weise die Zufuhr von Verbren
nungsgemisch und die Abfuhr von Abgasen steuern. Der
Kraftumwandler 7 ist aufgebaut wie der Kraftumwandler
7 von Fig. 1, d. h. er verfügt über die Zahnräder 9 und
10 beiderseits der Zahnstange 28, die über die Freiläufe
11 und 12 die Zahnräder 13 und 14 und über das gemein
same Zahnrad 15 die Abtriebswelle 16 permanent antrei
ben. Die Zündfolge kann dabei A, D, C, B oder A, B, C,
D gewählt sein. Die sich jeweils im Arbeitstakt befind
liche Kolbenfläche bewegt die beim nächsten Arbeitstakt
beaufschlagte Kolbenfläche in ihre Totpunktlage. Durch
die Steuerung derVentilüberschneidung und auch den Zünd
zeitpunkt kann der Hub der beiden Kolben ohne Eingriff
in den Motor 1′′′ verändert werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 5a und 5b sind die
Kolben 24, 25 wie bei der Ausführungsform der Fig. 3a
und 3b nebeneinander in einem Zylindergehäuse 35 mit
zwei Zylindern untergebracht. Zweckmäßigerweise sind
zwei gemeinsame Zylinderköpfe 34, 34′ vorgesehen. Jeder
Kolben 24, 25 steht über seine Kolbenstange 26, 27 mit
einer Zahnstange 28 a, 28 b in Verbindung, die im Kraftum
wandler 7′ geführt sind und dort die Abtriebswelle in
der gleichen Weise permanent antreiben, wie dies anhand
von Fig. 3a und 3b erläutert wurde. Die beiden Kolben
24, 25 bewegen sich durch die Kopplung mittels der Kupp
lungsrohre 19 und 20 parallel und synchron.
Die Ausführungsform von Fig. 5a und 5b wird im Detail
aus den nachfolgenden Fig. 6 bis 8 im Detail erläutert.
Der Kraftumwandler 7′, der auf nicht näher dargestellte
Weise mit dem Zylinderblock 35 verbunden ist, besitzt
Seitenwände 36, in denen in Lagern 37 die Zwischenwellen
38 (sh. auch Fig. 7) drehbar gelagert sind. Aus Fig. 7
ist auch erkennbar, wie die Zahnräder 13 und 14 auf den
Zwischenwellen 38 mit dem Zahnrad 15 auf der Antriebs
welle 16 kämmen. Auf dem Kupplungsrohr 19 im Kraftum
wandler 7′ ist eine gewindegangartige Rippe 71 vorge
sehen, die zum Antrieb der in Fig. 7 deutlicher gezeig
ten Ventilsteuervorrichtung 65 dient, der eine Steuer
welle 39 angehört, die sich parallel zu den Zahnstangen
28 a und 28 b zwischen diesen durch die Zylinderköpfe 34,
34′ hindurch erstreckt und dort in Lagern 40 und 43 ge
lagert ist. Die Steuerwelle 39 durchsetzt im Zylinder
block 35 eine Zwischenwand 42 zwischen den Arbeitsräumen.
Die Tellerventile 33 in jedem Zylinderkopf weisen Ein
laßventile 33 i sowie Auslaßventile 33 a auf, z. B. jeweils
zwei. Die Einlaßventile 33 i liegen näher an der jeweili
gen Zylinderachse als die Auslaßventile 33 a. In jedem
Zylinderkopf 34, 34′ ist auf die Steuerwelle 39 ein
Zahnrad 41 aufgekeilt. Jede Kolbenstange 26, 27 ist im
Zylinderkopf 34′ in einer langen Führungsbuchse 44 ver
schiebbar gelagert, die mit Spannmuttern 45 festgelegt
sind und Dichtungsanordnungen 46 komprimieren. Auf je
der Führungsbuchse 44 sind Stellmuttern aufgeschraubt,
die einen Träger 48 festlegen, auf dem eine außen verzahn
te Scheibe 49 befestigt ist. Der Träger 48 ist mit der
Scheibe 49 drehbar. Auf der den Ventilen 33 zugewandten
Seite der Scheibe 49 sind außenliegende Nocken 50 so
wie weiter innenliegende Nocken 51 angeordnet, die auf
die Enden der Tellerventile 33 i, 33 a unmittelbar einwir
ken. Die Anzahl der Nocken 50, 51 richtet sich nach der
Anzahl der vorgesehenen Ventile 33. Die Scheiben 49 käm
men mit dem Zahnrad 41 auf der Steuerwelle 39, so daß
die Drehbewegung der Steuerwelle 39 zur abwechselnden
Betätigung der Ventile 33 i, 33 a, gegebenenfalls mit
Überschneidung, führen. Jeder Kolben 24, 25 besteht aus
zwei Teilen 52, 53, wobei der Teil 52 mit der Kolbenstan
ge 26 einstückig verbunden ist. In der Kolbenstange 26
verläuft ein Ölzuführkanal 54 und ein Ölrückführkanal
55, die mit Verteilerkanälen 56 und 57 zwischen den Kol
benteilen 52, 53 in Verbindung stehen. Die Kolbenteile
52, 53 sind mittels eines formschlüssigen Ansatzes 58
unverdrehbar und mit Spannschrauben 59 und Zentrierstif
ten 60 miteinander verbunden. Die Verteilerkanäle 56
vom Zuführkanal 54 münden in einer außenliegenden Ring
nut 62 benachbart zur Zylinderwand, die durch einen um
laufenden Wulst 61 von einer weiteren offenen Ringnut
63 getrennt ist, die an die Verteilerkanäle 57 ange
schlossen ist. Das Öl kommt unter Druck durch den Zuführ
kanal 54 und die Verteilerkanäle 56 in die Ringnut 62,
schmiert dort die Zylinderwand und die dort vorgesehe
nen Ölabstreif- und Kolbenringe, wird dann in der Ring
nut 63 gesammelt und strömt durch die Kanäle 57, 55 wie
der ab.
In Fig. 6 ist ferner erkennbar, daß die Führungsbuchse
44 einen Längsschlitz 64 aufweist, die an eine Ölzufüh
rung angeschlossen ist und über eine angedeutet Bohrung
64 a für die Ölversorgung des Zuführkanals 54 sorgt. Auf
ähnliche Weise fließt das zurücklaufende Öl aus der Kol
benstange ab.
Aus Fig. 7 ist der engere Aufbau des Krafumwandlers 7′
im Detail erkennbar. Die Kolbenstangen 28 a, 28 b, die
im Kraftumwandler 7′ (nicht dargestellt) verschiebbar
geführt sind, kämmen mit den Zahnrädern 17, 18 bzw. 21,
die den Antriebsrädern 9, 10 angehören und durch die
Kupplungsrohe 19, 20 jeweils undrehbar miteinander ver
bunden sind. Auf diese Weise sind auch die Zahnstangen
28 a, 28 b zu einer gemeinsamen parallelen und synchronen
Bewegung gekoppelt.
Als Teil der Ventilsteuervorrichtung 65, die im Kraft
umwandler 7′ innerhalb des durch die Kupplungswelle
19, 20 und deren Zahnräder 17, 18, 21 begrenzten Rau
mes, ist ein Antriebsrad 66 auf der Steuerwelle 39 auf
gekeilt, das radial nach außen vorstehende Vorsprünge
67 besitzt. Jeder Vorsprung 67 taucht in einen Raum
68 des Rades 66 ein und wird durch eine Feder 69 radi
al nach außen gedrückt. An den Kupplungsrohren 19, 20
sind die gewindegangartigen Rippen 70, 71 angeformt, deren
jede eine schräg ansteigende Rückseite 72 und eine an
nähernd senkrechte Stirnseite 73 besitzt. Die Rippen
70, 71 sind zueinander versetzt angeordnet, derart, daß
jeweils die Vorderseiten 73 der Rippen 70, 71 mit einem
Vorsprung 67 derart zusammenarbeiten, daß bei einer
Drehbewegung des Kupplungsrohres 19 oder 20 das Antriebs
rad 66 verdreht wird. Die Rippen 70, 71 sind derart auf
einander abgestimmt, daß jeweils eine Rippe mit einem
Vorsprung 67 noch zusammenarbeitet, während ein weite
rer Vorsprung über den Rücken 72 der anderen Rippe über
springt, so daß eine fortlaufende Bewegung des Antriebs
rades 66 in einer Drehrichtung erzeugt wird. Diese Dreh
bewegung überträgt die Steuerwelle 39 über die Zahnrä
der 41 auf die Scheibe 49, um die Ventile 33 i und 33 a
entsprechend zu steuern. Mit der Anzahl der Vorsprünge
67 über den Umfang des Antriebsrades 66 wird sicherge
stellt, daß eine gewisse Überschneidung vorhanden ist,
so daß ein fortlaufender Drehantrieb des Antriebsrades
66 auch dann gewährleistet wird, wenn die Kolben 24, 25
nicht die gesamte Hublänge durchfahren, sondern, z. B.
durch eine entsprechende Zündungsverstellung, mit klei
nerem Hub arbeiten.
Das Kupplungsrohr 19 (und entsprechend auch das Kupp
lungsrohr 20) ist auf der Zwischenwelle 38 mit Nadella
gern 80 drehbar gelagert. Im Freilauf 11 des Kupplungs
rohres 19 sind Wälz-Sperrkörper 74 in Rollenform um den
Umfang verteilt (sh. Fig. 8), die mit inneren Laufbah
nen 75 auf der Zwischenwelle 38 und äußeren Laufbahnen
76 im Kupplungsrohr 19 zusammenarbeiten und in einem
Käfig 77 gehalten sind, der durch eine Feder 78, die
sich bei 79 an einer Zwischenwelle abstützt, in einer
Drehrichtung belastet sind. Der Freilauf 11 (wie auch
der Freilauf 12) wird aus Ölleitungen 81 mit Schmiermit
tel versorgt. Die Zahnräder laufen im Kraftumwandler 7′
im Ölbad.
Die innere Laufbahn 75 auf der Zwischenwelle 38 (Fig. 8)
besteht aus in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ram
pen 82, deren Tiefe allmählich zunimmt, ehe sie mit der
Krümmung der Wälz-Sperrkörper 74 zu einer Schulter 83
ansteigen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind
acht Wälz-Sperrkörper 74 vorgesehen, deren Anzahl mit
der Anzahl der Rampen 82 übereinstimmt. Die äußere Lauf
bahn 76 wird hingegen aus einer Vielzahl aneinander an
schließender Querrillen 84 mit der Krümmung der Wälz-
Sperrkörper 74 gebildet, wobei die Tiefe jeder Rille
nur einen Bruchteil des Durchmessers der Wälz-Sperrkör
per 74 entspricht, z. B. 0,17. Zwischen zwei Wälz-Sperr
körpern 74 sind jeweils sieben aufeinanderfolgende Ril
len 84 vorgesehen. Der Abstand vom tiefsten Punkt je
der Rampe 82 zum Kamm zwischen zwei benachbarten Ril
len 84 ist geringfügig größer als der Durchmesser der
Wälz-Sperrkörper 74. Der Käfig 77 wird bei dem Frei
lauf 11 durch die Feder 78 in Pfeilrichtung belastet,
so daß die Wälz-Sperrkörper 74 stets das Bestreben ha
ben, die tiefsten Stellen der Rampen 82 zu verlassen.
Unter der Voraussetzung, daß sich die äußere Laufbahn
76 des Kupplungsrohres 19 in Fig. 8 im Uhrzeigersinn
dreht, wird wegen der Kraft der Feder 78 sofort irgend
einer der Wälz-Sperrkörper 74 einen Kamm zwischen zwei
benachbarten Rillen 74 berühren und mitgenommen werden,
wobei er durch die sich in dieser Richtung verringernde
Tiefe der Rampe 82 fest in die Rille gepreßt wird. Das
gleiche geschieht mit allen anderen Wälz-Sperrkörpern.
In dieser Richtung überträgt der Freilauf 11 die Dreh
bewegung der Kupplungshülse 19 auf die Zwischenwelle 38.
Dreht sich hingegen die Kupplungshülse 19 entgegen dem
Uhrzeigersinn, so werden alle Wälz-Sperrkörper zum tief
sten Teil der Rampen 82 und zur Anlage an den Schul
tern 83 gezwungen, in der die Kämme zwischen den Ril
len 84 die Wälz-Sperrkörper 74 nicht mehr berühren, so
daß zwischen dem Kupplungsrohr und der Zwischenwelle
38 kein Drehmoment übertragen wird, sondern sich die
Zwischenwelle 38 entgegengesetzt zum Kupplungsrohr 19
drehen kann.
Claims (21)
1. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor, mit wenigstens
einem wenigstens eine Kolbenfläche aufweisenden
Kolben, der in einem Zylinder geführt ist und mit
wenigstens einer der Kolbenfläche zugeordneten Zahn
stange, die wenigstens ein Zahnrad antreibt, das
über einen in einer Drehrichtung sperrenden Frei
lauf mit einer Antriebswelle verbunden ist,und mit
einer den Kolben über wenigstens einen Passivtakt
zurückbewegenden Vorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß wenig
stens zwei oder eine größere gerade Anzahl gegen
sinnig und abwechselnd beaufschlagbare Kolbenflä
chen (A, B, C, D) vorgesehen sind, daß jeweils
eine Kolbenfläche die eine andere Kolbenfläche zu
rückbewegende Vorrichtung bildet, daß mit der Zahn
stange (8, 8 a, 8 b; 28, 28 a, 28 b) zwei Antriebs
räder (9, 10) gegensinnig kämmen, und daß die bei
den Zahnräder (9, 10) über zwei in der gleichen
Drehrichtung sperrende Freiläufe (11, 12) mit der
Abtriebswelle (16) gekoppelt sind, derart, daß bei
einer Arbeitsbeaufschlagung einer Kolbenfläche (A,
B, C, D) wenigstens eine weitere Kolbenfläche über
einen Passivtakt zurückbewegt und gleichzeitig über
einen Freilauf (11, 12) die Abtriebswelle (16) an
getrieben wird.
2. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei
oder eine größere gerade Anzahl gegensinnig beauf
schlagbare Kolbenflächen (A, B, C, D) mit einer ge
meinsamen Zahnstange (8, 28, 28 a, 28 b) verbunden
sind.
3. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach den
Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei
zueinander parallele Zahnstangen (8 a, 8 b, 28 a, 28 b)
vorgesehen sind, deren jede mindestens einer Kolben
fläche (A, B, C, D) zugeordnet ist, daß jede Zahnstan
ge mit zwei Zahnrädern (9, 10; 17, 18; 21) gegen
sinnig kämmt, daß die Zahnräder über zwei in der
gleichen Drehrichtung sperrende Freiläufe (11, 12)
mit der Abtriebswelle (16) gekoppelt sind, und daß
die beiden jeweils von der Zahnstange gleichsinnig
antreibbaren Zahnräder (17, 18; 21) undrehbar mit
einander gekuppelt sind, um bei einer Arbeitsbe
aufschlagung einer Kolbenfläche der einen Zahn
stange beide Zahnstangen synchron zu bewegen und
eine Kolbenfläche an der anderen Zahnstange zurück
zubewegen.
4. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach einem
der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils
zwei gegensinnig beaufschlagbare Kolbenflächen (A,
B, C, D) an einem doppelseitig beaufschlagbaren
Kolben (2, 24, 25) mit koaxialer Kolben- und Zahn
stange (6, 8; 26, 27, 28, 28 a, 28 b) angeordnet ist.
5. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Kolben (2, 24, 25) aus zwei miteinander, vorzugs
weise formschlüssig, verbundenen Kolbenscheiben
(52, 53) besteht, von denen zumindest die eine ein
stückig mit der Kolbenstange (6, 26, 27) ausgebil
det ist.
6. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach wenigstens
einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die bei
den Freiläufe (11, 12) mit Zwischenwellen (38) in
einem Kraftumwandler (7, 7′) gelagert sind, daß die
Zwischenwellen (38) über ein Getriebe (13, 14, 15)
an die gemeinsame Antriebswelle (16) angeschlossen
sind, daß auf den Freiläufen (11, 12) die mit der
(den) Zahnstange(n) kämmenden Antriebs- bzw. Zahn
räder (9, 10, 17, 18, 21) angeordnet und auf den
Zwischenwellen (38) gelagert sind, und daß die
Zahnstange(n) zwischen die Antriebs- bzw. Zahnräder
in den Kraftumwandler ragt (ragen).
7. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach wenigstens
einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Zahnstange(n) (8, 8 a, 8 b; 28, 28 a, 28 b) im Kraft
umwandler (7, 7′) geführt ist (sind), der, vorzugs
weise, eine Begrenzungs- bzw. Einstellvorrichtung
für den Kolbenhub enthält.
8. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach wenigstens
einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
jeweils von den Zahnstangen (8, 8 b; 28 a, 28 b) gleich
sinnig antreibbaren beiden Zahnräder (17, 18; 21)
jeweils auf einem Kupplungsrohr (19, 20) angebracht
sind, das auf der Zwischenwelle (38) gelagert ist.
9. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach wenigstns
einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Freilauf (11, 12) eine innere Laufbahn (75) mit den
in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rampen (82)
und eine davon radial beabstandete äußere Laufbahn
(76) mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden
Vertiefungen (84) aufweist, daß zwischen Laufbahnen
in einem Käfig (77) gehaltene Wälz-Sperrkörper (74)
angeordnet sind, und daß der Käfig (77) in der Dreh
richtung, in der die Rampen (82) in ihrer Tiefe
abnehmen, federnd vorgespannt ist.
10. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wälz-
Sperrkörper (74) Rollen sind.
11. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
die Käfige (77) vorspannenden Federn (78) an den
Zwischenwellen (38) verankert sind.
12. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach wenigstens
einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolbenstange (6, 6 b, 26, 27) in einer im Zylinder
kopf (34, 34′) festgelegten Führungsbüchse (44) ab
gedichtet geführt ist und den Kolben (2, 24, 25) im
Zylinder (3, 22, 23, 35) führt.
13. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor, wobei für einen
Viertaktbetrieb durch von einer Ventilsteuervorrich
tung betätigte Nocken gesteuerte Tellerventile im
Zylinderkopf angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ventilsteuervorrichtung (65) im Kraftumwandler (7′)
angeordnet und mit den die Tellerventile (33) un
mittelbar betätigenden Nocken (50, 51) in bewegungs
übertragender Verbindung steht.
14. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerbewegungen der Tellerventile (33) von den Zahn
rädern (17, 18, 21) bzw. den beiden Kupplungsrohren
(19, 20) abgegriffen und auf die Nocken (50, 51)
übertragen werden.
15. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach den
Ansprüchen 13 und 14,
dadurch gekennzeichnet, daß an je
dem Zahnrad (17, 18, 21) oder an jedem Kupplungs
rohr (19, 20) eine gewindegangartig über einen Teil
des Umfangs, vorzugsweise mehr als 240°, verlaufen
de Rippe (70, 71) vorgesehen ist, daß an beiden
mit entgegengesetzter Steigung angeordneten Rippen
(70, 71) jeweils ein radialer, federnder Vorsprung
(67) einer Vielzahl von Vorsprüngen eines Abtriebs
rades (66) seitlich abgestützt ist, daß das Ab
triebsrad (66) auf einer im Kraftumwandler (7′) und
dem Zylinderkopf (34, 34′) gelagerten Steuerwelle
(39) befestigt ist, daß die Nocken (50, 51) an
einer auf der Führungsbüchse (44) drehbar gelager
ten, außen verzahnten Scheibe (49) angeordnet sind,
mit der ein auf der Steuerwelle (39) angeordnetes
Zahnrad (41) kämmt, und daß die Nocken (50, 51) von
der Scheibe (49) in Hubrichtung der Tellerventile
(33) vorstehen.
16. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß jede
Rippe (70, 71) einen schräg ansteigenden Rücken
bereich (72) besitzt, entlang dem jeder Vorsprung
(61) aus einer Nichteingriffsstellung in eine Ein
griffsstellung zur Abstützung an der Vorderseite
(73) der Rippe überspringt.
17. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach den
Ansprüchen 15 und 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rippen (70, 71) in Richtung der Drehachsen der Zahn
räder (17, 18, 21) bzw. der Kupplungsrohre (19, 20)
zueinander versetzt sind, daß jeweils zwei Vorsprün
ge (67) mit den Rippen (70, 71) mit einer Überschnei
dung zusammenarbeiten.
18. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzahl der Nocken (50, 51) der Anzahl der Teller
ventile (33 i, 33 a) entspricht.
19. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach wenigstens
einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Tellerventile (33, 33 i, 33 a) für die Einlaß- und
Auslaßsteuerung um die Zylinderachse bzw. Führungs
büchse (44) auf unterschiedlichen Durchmessern
angeordnet sind, und daß die Einlaß- und Auslaß
steuernocken (50, 51) auf der Scheibe (49) auf kon
zentrischen Kreisen angeordnet sind.
20. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach den
Ansprüchen 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei
parallele, nebeneinanderliegende Zylinder in einer
Zylindereinheit (35) durch die beiden doppelseitig
beaufschlagbaren Kolben (24, 25) in vier Arbeits
räume (29, 30, 31, 32) geteilt sind, daß die Kolben
(24, 25) in den Zylindern auf gleicher Höhe liegen
und durch den Kraftumwandler (7′) miteinander zu
einer synchronen Bewegung gekoppelt sind, daß beide
Enden der Zylinder durch je einen gemeinsamen Zy
linderkopf (34, 34′) mit Strömungskanälen und Aus
und Einlaßtellerventilen (33 i, 33 a) abgedeckt sind,
daß die Steuerwelle (39) in einer Trennwand (42)
zwischen den Zylindern verläuft und in beiden Zylin
derköpfen (34, 34′) drehbar gelagert ist, daß an
beiden Zylinderköpfen (34, 34′) für die Ventilsteue
rung jedes Arbeitsraumes eine Steuernocken tragende
Scheibe (49) drehgelagert ist, und daß jeweils die
benachbarten Scheiben eines Zylinderkopfes (34, 34′)
durch ein gemeinsames Zahnrad (41) auf der Steuer
welle (39) antreibbar sind.
21. Hubkolben-Verbrennungskraftmotor nach wenigstens
einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß in je
der Kolbenstange (26) wenigstens ein Öllängskanal
(54, 55) vorgesehen ist, der entweder im Bereich
einer Führungsbüchse (44) oder unmittelbar im Kraft
umwandler (7′) an eine Ölversorgung angeschlossen
ist, vorzugsweise über einen Zuführschlitz (64) in
der Länge des Kolbenhubes, und daß im Kolben (2, 24,
25) Ölverteilerkanäle (56, 57) von und bis zu der der
Zylinderwand zugewandten Kolbenaußenseite führen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853531862 DE3531862A1 (de) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Hubkolben-verbrennungskraftmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853531862 DE3531862A1 (de) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Hubkolben-verbrennungskraftmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3531862A1 true DE3531862A1 (de) | 1987-03-19 |
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ID=6280299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853531862 Withdrawn DE3531862A1 (de) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Hubkolben-verbrennungskraftmotor |
Country Status (1)
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |