DE3539069C2

DE3539069C2 -

Info

Publication number: DE3539069C2
Application number: DE19853539069
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 3302 Cremlingen De Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-04
Filing date: 1985-11-04
Publication date: 1993-04-15
Also published as: DE3539069A1

Description

Die Erfindung betrifft einen durch eine Brennkraftmaschine mit freifliegenden Kolben angetriebenen Generator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch das US-Patent 35 10 703 ist ein durch eine Brenn kraftmaschine mit freifliegenden Kolben angetriebener Ge nerator bekannt, bei dem die Mittenachse der längs frei schwingenden Kolben der Brennkraftmaschine die Mittenachse des gleichfalls längs wirkenden Generators darstellt und die schwingenden Motorteile derart mit den schwingenden Ge neratorteilen in kraftschlüssiger Verbindung stehen, daß ein Ausgleich der in Mittenachsrichtung wirkenden Kräfte erzielt wird.

Der Leistungsbereich dieser Maschine ist dadurch nach oben begrenzt, daß nur ein Brennkraftmaschinenzylinder mit zwei verbundenen Arbeitskolben verwendet werden kann. Außerdem ist der axiale Raumaufwand des Brennkraftmaschinenteils in folge der zur Abstützung des Schwingläufers erforderlichen Führungsrollen, welche in einem ausreichenden Längenabstand befestigt sein müssen, relativ groß. Auch ist bei transla torischer Bewegung des Läufers im Ständer des Generator teils die Einhaltung eines engen Luftspaltes schwieriger zu lösen als bei einer Rotationsbewegung.

Ferner ist durch die DE-AS 10 93 139 eine Brennkraftmaschi ne mit durch mehrere freifliegende Kolben angetriebenem Ge nerator bekannt, bei der das eine schwingende Bewegung durch führende Erregerteil in der Mitte zwischen den Brennkraftma schinenzylindern drehbar gelagert und mit diesen durch Hebel verbunden ist. Auch mit dieser Maschine ist die der vorlie genden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht gelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch eine Brennkraftmaschine mit freifliegenden Kolben angetriebenen Generator mit vollständigem Außgleich der bewegten Brenn kraftmaschinenteile zu schaffen, welcher einen kleinen Raum bedarf aufweist, bei dem auch mehrere nebeneinander ange ordnete Brennkraftmaschinenzylinder verwendet werden können und zudem ein bei umlaufenden Generatoren üblicher geringer Luftspalt zwischen Läufer und Ständer angewendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sind die auf einer in der Mitte des oder der Brennkraftmaschinenzylinder gelagerten Läuferschwenkwel le und letztere umfassenden Hohlwellen verbundenen, gegenläu fig schwingenden, über Zahnsegmente, Hebel mit Wälzbandüber tragung oder Lenker mit den Kolben der Brennkraftmaschine ge koppelten Läufersegmente des Generators mit als Rotations flächen ausgebildeten, den Magnetfluß auf den Generatorstän der übertragenden, Außenflächen ausgerüstet.

Die den Magnetfluß austauschenden Flächen können sowohl zylindrische wie Ringscheibenflächen darstellen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind zur Erzeugung des Gegenlaufs der Läuferteile des Generators die Kolben der Freikolben-Brennkraftmaschine an zwei im gleichen Abstand von der Läuferschwenkwelle angeordneten Verbindungsplatten befestigt wobei die eine Platte über einen Segmenthebel mit der Läuferschwenkwelle und die andere über einen Segmenthebel mit der Hohlwelle über Verzahnung, Wälzband oder Lenker in kraftschlüssiger Verbindung steht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein mit zwei Zylindern ausgerüste tes Beispiel der Erfindung dargestellt, bei dem eine starre Verbindung der Kolben besteht und eine Übertragung der Kol benkräfte von den Verbindungsgliedern der Kolben aus über Zahnsegmente, Schwenkwelle und Hohlwellen auf die gegenläufig schwingenden Läufersegmente erfolgt. In den Fig. 5 und 6 ist ein einzylindrisches Ausführungsbeispiel gewählt, bei dem die Verbindung zwischen Kolben und Schwenkwelle ausschließ lich über Lenker zwischen Kolben und einen auf der Schwenk welle angeordneten Hebel sowie einen auf der, letztere um fassenden Hohlwelle angeordneten Hebel erfolgt.

Die Maschine gemäß Fig. 1 bis 4 weist zwei Zylinder auf mit je zwei gleichläufig schwingenden Kolben. In Fig. 1 ist ein in Fig. 2 mit A-B gekennzeichneter Längsschnitt durch einen Zylinder, welcher gleichzeitig einen Querschnitt durch den Generator darstellt, veranschaulicht. Fig. 2 gibt einen in Fig. 1 mit C-D gekennzeichneten Längsschnitt durch den Gene rator, gleichzeitig Querschnitt durch das Triebwerk des Brenn kraftmaschinenteils, wieder. Fig. 3 zeigt einen in Fig. 1 mit E-F gekennzeichneten Längsschnitt durch die Brennkraftma schine und Fig. 4 einen in Fig. 1 mit G-H gekennzeichneten Querschnitt durch die Steuerkanäle der im Zweitakt arbeiten den Brennkraftmaschine sowie das Oberteil der Kolben.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit 1 der Ständer des Generators gekennzeichnet, in dessen Innenzylinder die beiden Läufer segmente 2 und 3 gegenläufig zum Kolbenpaar 15, 16 schwingen und in der Ständerwicklung Wechselstrom induzieren. Die Läu fersegmente schwenken um die, die beiden Zylinder 5 durch dringende, die Ständermittenachse bildende Schwenkachse 4.

Das Läufersegment 2 ist über Schwenkarme 6 und 7 mit der Schwenkwelle 8 und das Läufersegment 3 über Schwenkarme 9 und 10 mit den die Schwenkwelle 8 umfassenden Hohlwellen 11 und 12 verbunden.

Die in den Zylindern 5 schwingenden Kolben 15 und 16 sind durch zwei mit den Kolben verschraubte Platten 13 und 14 verbunden. Diese weisen verzahnte Bahnen auf, in welche die mit den Schwenkarmen verbundenen Zahnsegmente eingreifen. In die verzahnten Bahnen der Platte 13 greifen die mit den Schwenkarmen 6 und 7 des Läufersegments 2 über die Schwenkwelle 8 verbundenen, verzahnten Segmenthebel 17 und in die verzahnten Bahnen der Platte 14 die über die Hohlwellen 11 und 12 mit den Schwenkarmen 9 und 10 des Läufersegments 3 verbundenen, verzahnten Segmenthebel 18 ein. Durch die gegenläufige Bewegung der Segmenthebel 17 und 18 bewegen sich die Läufersegmente 2 und 3, in Längsrichtung betrachtet, entgegengesetzt zu den Kolben 15 und 16, wodurch die schwingenden Massen ausgeglichen sind.

Die Brennkraftmaschine arbeitet nach dem Dieselverfahren mit in den Kolben angeordneten Brennkammern 19 und 20, in welche Brennstoff durch die Düsen 21 und 22 gespritzt wird. Zur Ver bindung der Brennräume jedes Zylinderpaares sind im oberen Teil der Zylinder-Zwischenwände Durchgänge 27 und 28 ange ordnet, wo auch die Düsen 21 und 22 angeordnet sind. Die Brennkraftmaschine arbeitet im Zweitakt. Den Zylindern wird von einem nicht mit dargestellten Abgaslader oder einem elektrisch angetriebenen Gebläse über die Zuführungskanäle 23 bzw. 24 Luft zugeführt. Die Abgase werden über die Kanäle 25 bzw. 26 abgeführt.

Vom einzylindrigen Beispiel Fig. 5 und 6 ist in Fig. 5 ein in Fig. 6 mit L-M gekennzeichneter Längs- und in Fig. 6 ein in Fig. 5 gekennzeichneter Querschnitt dargestellt. Im Stän der 30 schwingen gegenläufig Läufersegmente 31 und 32, von denen das Segment 31 über Schwenkarme 33 mit der Schwenk welle 34, das Segment 32 über Schwenkarme 35 mit der die Schwenkwelle 34 umfassenden Hohlwelle 36 verbunden ist. Die am Zylinder 45 gelagerte Schwenkwelle 34 sowie die letztere umfassende Hohlwelle 36 weisen gegenüberliegende, sich ent gegengesetzt zu den betreffenden Schwenkarmen erstreckende Hebel 37 bzw. 38 auf, an denen die an den Kolben 39 und 40 angelenkten Lenker 41, 42, 43, 44 aufgehängt sind. In der Abbildung ist, wie in den Beispielen Fig. 1 bis 4, eine Endstellung des Kolben- sowie des Läufersegmentpaares dar gestellt. Bei der Bewegung des Kolbenpaares nach der anderen Seite wird das Läufersegmentpaar um die Mittenachse ge schwenkt und gegenläufig bewegt.

Claims

1. Durch eine Brennkraftmaschine mit freifliegenden, über ein Verbindungsglied verbundenen Kolben ange triebener Generator mit einem feststehenden Ständer und einem erregenden Läufer, der vom Verbindungsglied über Übertragungselemente hin- und hergehend angetrie ben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente aus einer, auf in der Mitte des oder der Brennkraftmaschinen-Zylinder (5; 45) gelagerten Läuferschwenkwelle (8; 34) und einer letztere umfassenden Hohlwelle (11, 12; 36) und zur jeweiligen Kolbenbewegung gegenläufig schwingenden, über Zahnsegmente (17, 18) oder Hebel (37, 38) mit Wälzbandübertragung oder Lenker (41, 42, 43, 44) mit den Kolben (15, 16; 39, 40) der Brennkraftmaschine ge koppelten Läufersegmenten (2, 3; 31, 32) des Generators bestehen und diese Läufersegmente (2, 3; 31, 32) mit als Rotationsflächen ausgebildeten, den Magnetfluß auf den Ständer (1; 30) übertragenden Außenflächen ausgerüstet sind.

2. Durch eine Brennkraftmaschine mit freifliegenden Kolben angetriebener Generator nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kolben (15, 16) an zwei im gleichen Abstand von der Läuferschwenkwelle (8) angeordneten Platten (13, 14) befestigt sind, wobei die eine Platte (13) über Segmenthebel (17) mit der Läuferschwenkwelle (8) und die andere Platte (14) über Segmenthebel (18) mit der Hohlwelle (11, 12) über Verzahnung, Wälzband oder Lenker in kraftschlüssiger Verbindung steht.