DE4322097A1 - Drehzylinderhubkolbenmotor - Google Patents

Description

Die z. Z. in Betrieb befindlichen Kraftstoffmotoren arbeiten mittels Kurbelwelle und benötigen meistens Ein- und Auslaßventile.

Diese aufwendige Konstruktion soll durch ein einfaches System ersetzt werden, wobei die Leistung und der Wirkungs­ grad erhöht werden sollen.

Das neue System besteht aus einem Gehäuse, in dem ein Rotor mit feststehenden Nocken gelagert ist. Um diesen Rotor sind ein oder mehrere Drehzylinder mit entsprechenden Zylinderbohrungen und Kolben auf feststehenden Hohlwellen gelagert.

In den Hohlwellen ist die Luftzufuhr, die Einspritzdüse sowie die Zündkerze für den dazugehörenden Drehzylinder untergebracht.

Setzt sich der Rotor in Bewegung, drückt die Nocke des Rotors vor dem Drehzylinder einen Kolben des Drehzylinders in die Zylinderbohrung und verdichtet die in diesem Zylinder befindliche Luft.

Hiernach erfolgt die Zündung und der Kolben und die Nocke werden aus der Zylinderbuchse herausgedrückt. Da die Nocke jetzt hinter der Mittellinie "Drehzylinders - Rotor" liegt, drückt der Kolben die Nocke weiter und der Rotor wird in Drehbewegung gehalten.

Das Anwendungsgebiet ist die Antriebstechnik.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Motor mit 4 Stück Nocken am Rotor und 2 Stück Drehzylinder. Bei dieser Anordnung zünden bei einer Umdrehung des Rotors 4 mal 2 Stück Zylinder gleichzeitig, das sind 8 Zündungen pro Umdrehung.

Beschreibung

Der Drehzylinderhubkolbenmotor besteht aus einem Gehäuse (1), in dem ein Rotor (2) mit feststehenden Nocken (3) gelagert ist.

Um diesen Rotor sind ein oder mehrere Drehzylinder (4) auf fest mit dem Gehäuse verbundenen Hohlwellen (5) gelagert. Die Drehzylinder sind mit mehreren Zylinderbohrungen (6) versehen, in die die Nocken bei der Drehbewegung des Rotors eindringen. Zur Abdichtung der Zylinderbohrungen sind in diese leichte Kolben (7) eingebaut.

Die Zylinderbohrungen sind so ausgeführt, daß am Ende der Bohrungen die Luft ein - und am Anfang wieder austreten kann. Die Hohlwellen sind so gestaltet, daß sie die Luft in die Zylinder bringen und die Einspritzdüse (8) und die Zündkerze (9) auf nehmen, sowie durch Wasser gekühlt werden können. Fig. 1.

In Fig. 2 sind 3 Phasen eines Drehzylinders dargestellt.

Phase 1

Wenn der Rotor in Bewegung gesetzt wird, gleitet die Nocke a in die Zylinderbohrung des Drehzylinders und drückt den Kolben A bis ans Ende in die Zylinderbohrung. Hierbei wird die in der Zylinderbohrung befindliche Luft verdichtet.

Während dieser Arbeit hat sich der Drehzylinder zwangsläufig soweit gedreht, daß der Zylinder mit der verdichteten Luft mit der Kammer der Einspritzdüse und der Zündkerze (8-9) Verbindung hat.

Kolben B, C, D befinden sich noch am Anfang der Zylinderbohrung und werden durch einströmende vorverdichtete Luft gespült, gekühlt und mit Frischluft versorgt.

Phase 2

Die Nocke a ist vollkommen in die Zylinderbohrung eingedrungen und hat den Kolben A bis zum Ende der Zylinderbohrung eingedrückt und damit die im Zylinder vorhandene Luft verdichtet.

Mittels der Einspritzdüse, der Zündkerze und dem eingestellten Zündzeitpunkt wird jetzt die verdichtete Luft zur Expansion gebracht, wodurch der Kolben A wieder bis zum Anfang der Zylinderbohrung zurück, die Nocke a des Rotors wieder aus der Zylinderbohrung gedrückt und der Rotor selbst in Drehbewegung gehalten wird.

Kolben B, C, und D verhalten sich wie in Phase 1.

Phase 3

Nocke a ist vollkommen aus der Zylinderbohrung heraus und Kolben A ist wieder am Anfang der Zylinderbohrung, so daß jetzt die seitlichen Auslaßöffnungen in der Zylinderbohrung durch den Kolben freigegeben sind und die verbrannten Gase abfließen können.

Sobald der Druckausgleich stattgefunden hat, öffnet sich durch das Weiterdrehen des Drehzylinders die Hohlwelle und Spül- und Kühlluft kann durch die Zylinderbohrungen strömen. Die verbrannten Gase und die Spülluft, sowie die Kühlluft werden durch einen Luftleitring in die Auspuffanlage bzw. ins Freie geleitet.

Kolben C und D verhalten sich wie in Phase 1. Kolben B bereitet sich auf die Verdichtung vor, d. h. die Luftzufuhr ist geschlossen, die Auslaßöffnungen lassen nur noch soviel Luft aus der Zylinderbohrung, bis der erforderliche Druck zum Verdichten erreicht ist, dann werden die Auslaßöffnungen durch den Luftleitring geschlossen.

Die Anzahl der Nocken am Rotor und die Anzahl der Drehzylinder kann entsprechend ihrer Größe und entsprechend des Rotordurch­ messers frei gewählt werden.

Da jede Nocke bei einer Umdrehung des Rotors jeweils in einer Zylinderbohrung jedes Drehzylinders gleitet und eine Zündung ausgelöst wird, werden bei einer Umdrehung des Rotors soviel Zündungen erfolgen, wie Nocken mal Drehzylinder vorhanden sind. Diese Zündungen können je nach Anordnung und Anzahl der Nocken und Drehzylindern alle gleichzeitig, hintereinander, oder paarweise gegenüberliegend erfolgen.

Vorteile dieses Drehzylinderhubkolbenmotors sind:

• 1. keine Kurbelwelle, Pleuel, Ventile und aufwendige Steuer­ organe
• 2. Rotor als Schwungscheibe für die Kupplung
• 3. alle Zusatzaggregate können direkt am Gehäuse befestigt und vom Rotor angetrieben werden (keine Keilriemen)
• 4. nur 1 Stück Zündkerze und Einspritzdüse pro Drehzylinder
• 5. weniger Bauteile
• 6. einfache Montage und Reparatur
• 7. kleineres Getriebe
• 8. kleine Lagerflächenpressung
• 9. geringere Reibungsverluste
• 10. geringere mechanische Beanspruchung der Bauteile
• 11. Kolbenhub kann durch die Höhe der Nocken und durch die austretende Kolbenlänge variieren
• 12. Einsparung von 2 Kolbenhüben pro Arbeitstakt
• 13. Abgase werden nicht zurückgedrückt, sie gehen in Expansions­ richtung aus dem Zylinder
• 14. Zylinderkühlung durch durchströmende Frischluft
• 15. durch 12., 13. und 14. geringere thermische Belastung der Kolben und Zylinder
• 16. kein Überschneiden von Abgas und Verdichtungsluft
• 17. guter Ladungszustand erreichbar
• 18. bei zwei und mehr Drehzylindern: ruhiger Lauf, großes Dreh­ moment, geringe Leerlaufdrehzahl, schneller Drehzahlwechsel und großer Drehzahlbereich.

Claims (10)

1. Drehzylinderhubkolbenmotor, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse ein mit Nocken versehener Rotor gelagert ist, um oder in dem ein oder mehrere Drehzylinder mit Zylinderbohrungen so plaziert sind, daß bei der Drehbewegung des Rotors die Nocken Kolben in die Drehzylinderbohrungen drücken und dort Luft verdichten.

2. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Drehzylinder für jeden Motor verschieden sein kann.

3. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzylinder mehrere Zylinderbohrungen haben können.

4. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrungen am Anfang Austrittsöffnungen für die Abgase, die Spülluft und für die Kühlluft haben.

5. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichten der Drehzylinderbohrungen mittels Kolben und Dichtringen erfolgt.

6. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzylinder auf einer fest mit dem Gehäuse verbundenen Hohlwelle im Gehäuse gelagert sind.

7. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zum Spülen, Kühlen und zum Verdichten von außen durch die Hohlwelle in die Zylinder eingedrückt wird.

8. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze und die Einspritzdüse in der Hohlwelle oder in der Zylinderbohrung liegen.

9. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl und Form der Nocken am Rotor bei jedem Motor verschieden sein kann.

10. Drehzylinderhubkolbenmotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündungen in den Drehzylindern je nach Anzahl und An­ ordnung der Nocken und Drehzylinder alle gleichzeitig, hinter­ einander oder paarweise gegenüberliegend erfolgen können.