CH413602A - Kombinierte Kraft- und Arbeitsmaschine - Google Patents

Description

      Kombinierte        Kraft-        und        Arbeitsmaschine       Die Erfindung betrifft eine mittels Brennstoff  zu betreibende kombinierte Kraft- und Arbeitsma  schine, die als Pumpe oder Kompressor ausgebil  det sein kann. Sie kann insbesondere mit einer Ex  pansionsmaschine zur     Bildung    eines Antriebsaggre  gates vereinigt werden.  



  Bei bekannten     Verbrennungskraftmaschinen    wird  die Kraft des Explosionsgemisches im Zylinder über  Kolben und Pleuelstangen in eine Stosskraft und  diese über eine     Kurbelwelle    in eine     mechanische     Drehkraft umgesetzt. Diese Drehkraft wird in einem  zweiten Zylinder mit Kolben und     Pleuel    wiederum  in eine Stosskraft umgewandelt,     beispielsweise    in  einem Kompressor zur Verdichtung eines Gases oder  in einer Pumpe für den Transport einer Flüssigkeit.

    Es ist ferner bekannt, die Kraft eines Explosions  gemisches über eine Stossbewegung in eine Dreh  bewegung zur Betätigung einer Turbine umzusetzen,  welch letztere die Verdichtung eines Gases oder den       Transport    einer Flüssigkeit bewirkt.  



  Die Umwandlung der hin und her gehenden  Bewegung der Kolben in eine Drehbewegung erfolgt  bei einem Kraftfahrzeug über eine Schwungscheibe,  eine Kupplung, ein Getriebe, ein     Kardan    usw. auf  ein Differentialgetriebe zum Antrieb der Hinterrad  achsen. Auch kann die Kraftübertragung auf mecha  nischem Wege bis zur     Schwungscheibe    geleitet und  von hier aus über eine Flüssigkeitspumpe in eine  hydraulische Druckkraft umgewandelt werden, wel  che über     eine-    Vor- und     Rücklaufleitung    auf eine  Antriebsturbine übertragen     wird    und hier wiederum  in eine mechanische Drehbewegung verwandelt wird.  



  Die bekannten     Verbrennungskraftmaschinen    ha  ben den Nachteil, dass bei der Umsetzung der     Kraft     des Explosionsgemisches des Treibstoffes in eine  Drehbewegung verschiedene mechanische Zwischen  stufen erforderlich sind, was sich auf den Gesamt-         wirkungsgrad    der Maschine ungünstig auswirkt. Dem  gegenüber hat sich die Erfindung zur Aufgabe ge  stellt, eine     Kraftmaschine    zu schaffen, bei der die  Kraftübertragung des Druckes der Verbrennungs  gase ohne Umweg über eine mechanische Stoss- oder  Drehbewegung auf ein Gas oder eine Flüssigkeit als  Arbeitsmedium erfolgt.  



  In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele  des Erfindungsgegenstandes dargestellt.  



       Fig.    1 und 2 zeigen je im Schnitt eine     Verbren-          nungskraftmaschine        gemäss    der ersten Ausführungs  form,     während    die       Fig.    3 und 4     ebenfalls    je im Schnitt eine     Ver-          brennungskraftmaschine    entsprechend der zweiten       Ausführungsform    zeigen.  



  In     Fig.    1 und 2 ist eine     Vierzylinder-Viertakt-          Verbrennungskraftmaschine    dargestellt. Die Verbren  nungsräume dieser Maschine sind mit 1, 2, 3 und  4 bezeichnet und liegen wechselseitig mit der ge  schlossenen Kopfseite in     gegeneinanderlaufender     Drehrichtung, so dass sich der Verbrennungsdruck  im einen Raume im     Uhrzeigersinne,        im    anderen  Raume hingegen im     Gegenuhrzeigersinne    auswirken       kann.    Zündkerzen,

   Ein- und     Auslassventile    sind in  ihrer     Funktion    wie bei jeder     Verbrennungskraftma-          schine    als bekannt vorausgesetzt. Mit 5 und 6 sind  die Einlass- und     Auslassventile    z. B. für eine Arbeits  flüssigkeit bezeichnet. Zwischen der     Arbeitsflüssig-          keit    und dem Verbrennungsraum ist eine Pendel  scheibe 7 um eine Achse     beweglich    angeordnet. Die  Pendelscheibe 7 dient zur Kraftübertragung, d. h.

         zur        Übertragung    des     Explosionsdruckes    des Brenn  stoffes auf die Arbeitsflüssigkeit und übernimmt  auch die Steuerung der Ventile und der Zündung,  indem die zu diesem Zwecke vorgesehenen Organe  auf ihrer Achse angeordnet sind oder von dieser  aus gesteuert werden. Die Steuerung der Ventile      und der Zündung kann jedoch auch durch Schalt  schütze erfolgen. Die Pendelscheibe 7 dient ferner  dazu, den Verbrennungsdruck gleichmässig auf die  Flüssigkeit zu verteilen.  



  Die Arbeitsweise der     Verbrennungskraftmaschine     nach     Fig.    1 und 2 ist folgende:  1.     Arbeitsraum:    Die     Flüssigkeit    und die Pendel  scheibe 7 haben den oberen Totpunkt erreicht und der  Funke der Zündkerze bringt das verdichtete Brenn  stoff-Luft-Gemisch zur     Entzündung.    Der Verbren  nungsdruck drückt die     Pendelscheibe    7 und diese die  Arbeitsflüssigkeit nach abwärts in der Pfeilrichtung  a. Das     Flüssigkeitsauslassventil    5 ist geöffnet und die  Flüssigkeit wird aus der Kammer herausgedrückt.  



  2. Arbeitsraum: Die Arbeitsflüssigkeit und die  Pendelscheibe 7 haben den unteren Totpunkt er  reicht. Das     Flüssigkeitseinlassventil    6 ist geöffnet.  Beim Rückgang der Pendelscheibe 7 werden die  Auspuffgase aus dem geöffneten     Auslassventil    her  ausgestossen.  



  3. Arbeitsraum: Die Arbeitsflüssigkeit mit der  Pendelscheibe 7 hat den oberen Totpunkt erreicht.  Das     Flüssigkeitsauslassventil    5 ist geöffnet. Bei der  Abwärtsbewegung wird ein     Brennstoff-Luft-Gemisch     angesaugt.  



  4. Arbeitsraum: Die Flüssigkeit und die Pendel  scheibe 7 haben den unteren Totpunkt erreicht. Das       Flüssigkeitseinlassventil    6 ist geöffnet. Die steigende  Flüssigkeit verdichtet über die Pendelscheibe das       Brennstoff-Luft-Gemisch.     



  Bei der Ausführungsform der Kraftmaschine nach       Fig.    3 und 4 sind die Arbeitskammern paarweise an  geordnet, wobei auch 3 X 2 = 6 Kammern oder  4 > <  2 = 8     Kammern    vorgesehen sein können. Die  bei dieser Ausführungsform vorgesehene Pendel  scheibe, die die Trennung jeder Kammer in einen  Explosionsraum und in einen     Flüssigkeitsraum    vor  nimmt, wie dies auch bei der Ausführungsform nach       Fig.    1 und 2 der Fall ist, kann bei beiden Ausfüh  rungsbeispielen auch weggelassen sein, indem der  durch die Verbrennung des Treibstoffes entstehende  Arbeitsdruck     direkt    auf die Flüssigkeit     als    Arbeits  medium zur Einwirkung gebracht werden kann.  



  Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist  eine Flüssigkeit als Arbeitsmedium vorgesehen, auf  das der Explosionsdruck zur Einwirkung gebracht  wird. Als Arbeitsmedium lässt sich aber auch ein  Gas     verwenden.     



  Bei der Anwendung der beschriebenen Kraftma  schine auf einem Kraftfahrzeug erfolgt die Kraft  übertragung durch den     Transport    der Flüssigkeit  durch eine Druckrohrleitung 8     (Fig.    3)     unmittelbar     zu den Halbachsen des     Fahrzeuges,    zwischen denen  an Stelle des üblichen     Differentialgetriebes    eine dop  pelte, stufenlos arbeitende, nicht gezeichnete Flüssig  keitsturbine angeordnet ist, welche die in eine Dreh-    bewegeng umgewandelte Kraft des Explosionsgemi  sches unmittelbar auf die Halbachsen überträgt.  



  Gegenüber den bisher bekannten Ausführungen  von Arbeitsmaschinen ergeben sich folgende Fort  schritte:    A. Bei Pumpen und Kompressoren:    Wegfall der     übertragung    des     Verbrennungsdruk-          kes    in mechanische Stossbewegung; von Kolben in  den Arbeitszylindern; der     übertragung    der Stossbe  wegung in die Drehbewegung; der     Pleuel    in den       Arbeitszylindern;    der Kurbelwelle; des Schwungra  des; der Übertragung der Drehbewegung in die  Stossbewegung an den Pumpenzylindern; der     Pleuel     in den Pumpenzylindern;     der    Kolben in den Pum  penzylindern;

   der Rückübertragung der Stossbewe  gung in den Flüssigkeitsdruck in den Pumpenzylin  dern bzw. in einen     überdruck    bei Kompressoren.  B. Bei     Antriebsmaschinen    und     Kraftfahrzeugen:     Wegfall der     übertragung    des     Verbrennungsdruk-          kes    in mechanische Stossbewegungen; von Kolben  in den Arbeitszylindern; der Übertragung der Stoss  bewegung in die Drehbewegung; der     Pleuel    in den  Arbeitszylindern; der Kurbelwelle und des Schwung  rades; der Kupplung;

   des     übersetzun@gsgetriebes;    des  Kreuzgelenkes oder der     Hardyscheibe;    der Kardan  welle und deren Aufhängung sowie des Kardantun  nels an der Karosserie. Es lassen sich zudem die  Nockenwelle, die Ventilstössel, die Verteilerantriebs  welle, die Ölpumpe, je nach Verwendungszweck auch  die Wasserpumpe, der Wasserkühler einsparen, da  der     Flüssigkeitsdurchfluss    unter Umständen auch zu       Kühlzwecken    ausgenutzt werden kann.  



  Zufolge des Wegfalles der genannten Konstruk  tionselemente ergibt sich auch eine erhebliche Sen  kung der Herstellungskosten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Mittels Brennstoff zu betreibende kombinierte Kraft- und Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeich net, dass der durch die Verbrennung des Brennstof fes entstehende Arbeitsdruck zur Einwirkung auf ein Gas oder eine Flüssigkeit als Arbeitsmedium kommt. UNTERANSPRÜCHE 1. Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie Kammern aufweist, die durch Anordnung einer um eine Achse beweglichen Pen delscheibe in einen veränderlichen Verbrennungs raum und in einen veränderlichen Flüssigkeitsauf- nahmeraum unterteilt sind. 2. Maschine nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Ventile und der Zündung von der Pendelscheibe aus erfolgt.