DE10124056A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents

Verbrennungsmotor

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DE10124056A1 DE2001124056 DE10124056A DE10124056A1 DE 10124056 A1 DE10124056 A1 DE 10124056A1 DE 2001124056 DE2001124056 DE 2001124056 DE 10124056 A DE10124056 A DE 10124056A DE 10124056 A1 DE10124056 A1 DE 10124056A1
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Abstract

Der hier angemeldete Verbrennungsmotor hat keine Kurbelwelle und keine Pleuelstangen, sondern er besteht aus einem Gehäuse mit gelagertem Turbinen-Schwungrad, mindestens einem, vorzugsweise jedoch zwei und/oder mehr Kolben, die am Ende einer starren Schubstange angelenkt und nach dem "Boxerprinzip" sich gegenüberliegend in Zylindern angeordnet sind..., wobei zwischen den Kolben Druckfedern zwecks Taktausgleich ihren Sitz haben. Durch die Hin- und Her-Bewegung der Kolben wird ständig die sich dazwischen befindende Luftsäule über die Schaufeln eines Turbinen-Schwungrades gezwungen, wodurch letzteres sich in Drehungen begibt; es kann also Kraft entnommen werden.

Description

Es gehört zum allgemeinen Kenntnisstand, Verbrennungsmotoren nach dem Otto-, Diesel-, Wankel- und/oder Zweitaktprinzip, be­ trieben durch Benzin, Gas, Wasserstoff, Diesel und/oder einem anderen Treibstoff in gasförmiger, flüssiger oder fester Form in Fortbewegungsmitteln und Antriebsaggregaten aller Art zu verwenden.
Dabei haben jedoch alle Verbrennungsmotoren eines gemeinsam: Die Kraftübertragung erfolgt über Kolben, Pleuelstange und Kurbel­ welle mittels Kupplung auf ein Getriebe.
Von dort werden Räder und/oder andere "Endabnehmer" bedient. Fazit: Vom Krafterzeuger bis zum "Endabnehmer" besteht eine durchgehende mechanische Verbindung.
Dies führt zu überflüssigen Gewichten (Kurbelwelle) und Stau­ räumen (Ölwanne), die wegen der Pleuelstangen und Kurbelwelle bisher unumgänglich sind. Als Resultat dieser Überdimensionie­ rung an Gewicht und Raum fällt logischerweise auch ein hoher Treibstoffverbrauch an.
Um diesen Zwängen zu entgehen, wurden schon der Wankelmotor und ein Turbinenantrieb in die engere Wahl gezogen, aber wegen schlechter Dichtungsmöglichkeiten und hohem Verbrauch beim Wan­ kelmotor und der Turbine wieder fallengelassen. Obwohl die Tur­ bine im Gegensatz zum herkömmlichen Kolbenmotor sehr hohe Dreh­ zahlen erreicht und daraus Kraft schöpfen könnte, steht der Ver­ brauch in keinem vernünftigen Verhältnis zur Leistung. Demge­ genüber ist bei den bisherigen Kolbenmotoren der Verbrauch al­ lerdings akzeptabel, aber die Drehzahlhöhe ist begrenzt. Kon­ kret: Der Turbinenantrieb könnte also Kraft aus der Höhe der Drehzahl beziehen; er verbraucht aber zuviel! Der Motor mit Kurbelwelle, derzeit überall in Benutzung, kommt zwar mit re­ lativ wenig Treibstoff aus, kann aber keine Leistung aus sehr hohen Drehzahlen beziehen!
Der hier als Erfindung beschriebene Verbrennungsmotor löst bei­ de Probleme gleichzeitig: Er ist nämlich ein halber Kolbenmo­ tor (Otto, Diesel etc.) und eine halbe Turbine!
Vom Ottomotor werden die Kolben übernommen und von der Turbine das Turbinen-Schwungrad mit Schaufeln!
Dadurch erreicht man sehr hohe Drehzahlen, ohne die Kolben zu überdrehen.
Der Nachteil der bisherigen Technik wird durch die im Patentan­ spruch 1 aufgeführten Merkmale dadurch gelöst, daß der VERBRENNUNGSMOTOR keine Kurbelwelle besitzt, sondern aus einem Gehäuse mit darin gelagertem Turbinen-Schwungrad besteht, durch deren Mittelöffnung eine Schubstange plus seitlich darauf angeordneten Federn oder einem System mit komprimierbarem Medi­ um geführt wird und an beiden Enden jeweils Kolben angelenkt so­ wie in mit dem Gehäuse verbundenen Zylindern platziert sind oder aus einem Gehäuse mit darin gelagertem Turbinen-Schwungrad be­ steht, welches mit seiner Drehachse senkrecht zur Schubstange angeordnet ist.
Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Kraftabnahme und/oder Weitergabe an die Kupplung problemlos erfolgen kann. Des weite­ ren sind Anordnungsbeispiele in den Zeichnungen wiedergegeben: Die an den Enden der Schubstange angelenkten Kolben werden in den Zylindern beispielsweise per Druckluft hin und her bewegt, sodaß ein Anlaßvorgang erfolgt. Jeder Takt ist dabei vorzugswei­ se ein Arbeitstakt. Während ein Kolben "arbeitet", komprimiert der gegenüberliegende das Verbrennungsgemisch, wonach wieder ein Arbeitstakt stattfindet. Die angeordneten Druckfedern sorgen für einen gleichmäßigen Taktablauf. Bei der Hin- und Herbewegung der Kolben wird hinter denselben jedesmal eine Luft-, Gas- oder Säu­ le aus einem anderen Medium verdrängt und über die in den zwei­ ten Zylinderrückraum führende Zuleitung auf die Schaufeln des Turbinen-Schwungrades gezwungen. Die Schaufeln sind deshalb in einer besonderen Form (z. B. Tropfenform) hergestellt, wodurch dieselben beidseitig zwecks Beibehaltung einer Drehrichtung an­ geblasen werden können. Durch Steigerung der Taktzahl der Kol­ ben und durch Veränderung des Druckes in den Zylinderrückräu­ men kann die Drehzahl des Turbinen-Schwungrades reguliert wer­ den.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind also eindeutig darin zu sehen, daß Gewicht, Raum und somit Treibstoff gespart wird: Durch Wegfall der Kurbelwelle kann der gesamte Verbren­ nungsmotor viel kleiner gestaltet werden! Es entfällt somit Ge­ wicht sowohl am Motor als auch am Fahrzeug!
Des weiteren ist ein Vorteil darin zu erkennen, daß zwischen den Kolben bis hin zum "Endabnehmer" keine mechanische Verbin­ dung besteht, wodurch treibstoffverbrauchendes "Gasgeben" in der Stadt beim Anfahren der Vergangenheit angehört; außerdem besteht bei dem hier angemeldeten Verbrennungsmotor in viel größerem Umfang als bei herkömmlichen Antriebsaggregaten die Möglichkeit, Gewichte über das gesamte Fortbewegungsmittel zu verteilen, was sich positiv auf das Fahrverhalten desselben aus­ wirkt: Jedes einzelne Rad könnte demnach mit einem Turbinen- Schwungrad versehen werden und den Antrieb übernehmen. . .! An­ getrieben werden vorgenannte Turbinen-Schwungräder über Zulei­ tungen vom Verbrennungsmotor, der vorzugsweise als Zwei-, Vier-, Sechs-, Acht- oder Mehrkolbenmotor ausgebildet ist.
Die Kolben werden mittels Treibstoffzufuhr auf eine bestimmte Taktzahl gebracht und verbleiben dort. Das Turbinen-Schwungrad erhält die Regelung seiner Drehzahl auf zweierlei Weise: Durch Veränderung des Druckes in der Luftsäule (. . .kann auch aus ei­ nem anderen Medium bestehen. . .) und/oder Verstellung der Takt­ zahl der Kolben. Als Taktausgleich dienen hinter den Kolben an­ geordnete Federn oder eine aus einem anderen Medium bestehende, komprimierbare Mechanik.
Es zeigen
Fig. 1 die Erfindung im Längstschnitt mit zwei Kol­ ben (7), Feder (6), einer Schubstange (5) und dem mit seiner Drehachse senkrecht dazu angeordneten Turbinen-Schwungrad (3). . .
Fig. 2 zwei Zylinder (8) mit Kolben (7) plus senk­ recht zur Schubstange (5) befestigtem Tur­ binen-Schwungrad (3). . .
Fig. 3 zwei über- oder nebeneinander platzierte Zylinder (8) mit Kolben (7) und einem senk­ recht zu den Schubstangen (5) befestigten Turbinen-Schwungrad (3). . .
Ein Verbrennungsmotor (1) besteht aus einem Gehäuse (2) mit Tur­ binen-Schwungrad (3), einer Schubstange (5) mit aufgesetzten Fe­ dern (6) und angelenkten Kolben (7), die in Zylindern (8) ange­ ordnet sind.

Claims (24)

1. VERBRENNUNGSMOTOR nach dem Otto-, Diesel- und/oder Zweitakt­ prinzip, betrieben durch Benzin, Diesel, Wasserstoff, Gas oder einem anderen Treibstoff in gasförmiger, fester oder flüssiger Form, zu verwenden in Fortbewegungsmitteln und An­ triebsaggregaten aller Art, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (1) keine Kurbelwelle besitzt, sondern aus einem Gehäuse (2) mit darin gelagertem Turbinen- Schwungrad (3) besteht, durch deren Mittelöffnung eine Schubstange (5) plus seitlich darauf angeordneten Federn (6) oder einem System mit komprimierbarem Medium geführt wird und an beiden Enden jeweils Kolben (7) angelenkt sowie in mit dem Gehäuse (2) verbundenen Zylindern (8) platziert sind oder aus einem Gehäuse (2) mit darin gelagertem Turbinen- Schwungrad (3) besteht, welches mit seiner Drehachse senk­ recht zur Schubstange (5) angeordnet ist.
2. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) des Turbinen-Schwungrades (3) beispiels­ weise mit den Zylindern (8) aus einem Guß bestehen kann.
3. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) des Turbinen-Schwungrades (3) mit den Zylindern (8) aber auch verschraubt sein kann.
4. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) mit dem Turbinen-Schwungrad (3) des wei­ teren an jeder x-beliebigen Stelle eines Fortbewegungsmit­ tels (z. B. an allen Rädern) oder Antriebsaggregates plat­ ziert sein kann.
5. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) bei Platzierung an jeder x-beliebigen Stelle eines Fortbewegungsmittels oder Aggregates mit den Zylinderrückräumen (10) über Zuleitungen (16) verbunden ist.
6. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) um die Mittelöffnungen Dichtungen auf­ weist und mit solchen versehen ist.
7. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinen-Schwungrad (3) mit "Schaufeln" (9) ausge­ rüstet ist.
8. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die "Schaufeln" (9) so ausgebildet sind, daß sie zwei­ seitig zwecks Drehung angeblasen werden können und trotz­ dem die Drehrichtung beibehalten.
9. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) über mindestens eine Zuleitung (16) mit den Zylinderrückräumen (10) verbunden ist.
10. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinen-Schwungrad (3) an seiner Masse (11) und dem Außenkranz (12) gegen das Gehäuse (2) abgedichtet ist.
11. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (6) vorzugsweise als Druckfedern ausgebildet sind.
12. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (5) im Querschnitt jede beliebige geo­ metrische Figur darstellen kann.
13. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (6) eine zylindrische oder trichterartige Form haben können.
14. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (5) vor der Anlenkung an die Kolben (7) mit einer Scheibe (13) versehen ist/sind, um den Feder­ druck aufzunehmen.
15. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) des Verbrennungsmotores (1) an seinen Kolbenseiten mit einem Ring (14) ausgestattet ist, damit die Federn (6) festen Sitz erhalten.
16. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (8) an der Rückseite mit einer Dichtplat­ te (15) verschlossen sind, um die zu verschiebende Luftsäu­ le per Zuleitung (16) über die "Schaufeln" (9) des Turbi­ nen-Schwungrades (3) wechselseitig von beiden Seiten zu zwingen.
17. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe mit technischen Vorrichtungen (4) versehen ist, die die Kraftübertragung auf die Antriebseinheiten nur über die Verschiebung der Luftsäule erfolgen läßt und glei­ chzeitig damit die Drehzahl des Turbinen-Schwungrades (3) gesteuert werden kann, indem der Luftdruck erhöht oder ge­ senkt wird.
18. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe mit technischen Vorrichtungen (4) zwecks Aus­ tausch der Luftsäule gegen Gas oder ein anderes Medium er­ folgen kann.
19. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (5) in Drillform hergestellt sein kann.
20. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinen-Schwungrad (3) einen entsprechenden Drill­ mechanismus aufweist oder aufweisen kann.
21. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Federn (6) auch ein komprimierbares Medium in einem zusammenschiebbaren Druckzylinder angeordnet sein kann.
22. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (7) mit der Schubstange (5) so hergestellt sind, daß sie während der Arbeitstakte einen Drill erhalten und sich drehen, wodurch die Abnutzung gleichmäßiger als bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren erfolgt.
23. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (9) des Turbinen-Schwungrades (3) auch so konstruiert sein können, daß ein einseitiges Anblasen erfol­ gen kann, wofür Ventile vorhanden sind.
24. VERBRENNUNGSMOTOR nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe auch aus drei Zylindern bestehen kann - oder auch ein Vielfaches dessen -, deren zwei äußere Zylinder die normalen Kolben (7) aufzunehmen haben und der innere "Zy­ linder", die vorzugsweise auf einer geraden Linie hinter­ einander liegen, eine Kolbenscheibe aufweist, die entweder zur Verdrängung der Luftsäule bestimmt ist oder die äußeren Zylinder (8) mit Brennstoffgemisch versorgt.
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