DE102005015513A1

DE102005015513A1 - Druckaufnahmekolben

Info

Publication number: DE102005015513A1
Application number: DE102005015513A
Authority: DE
Inventors: Christoph Gerstenhauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-03-09

Abstract

Druckaufnahmekolben werden vorzugsweise im Motorkolben eines langsam laufenden Verbrennungsmotors untergebracht und haben die Aufgabe, den Expansionsdruck, der bei der Verbrennung der Treibgase entsteht, aufzunehmen und zu einem späteren Zeitpunkt, an dem die Kurbelwelle einen besseren Hebelarm bildet, wieder in den Brennraum rein zu pressen. DOLLAR A Er besteht aus diesem Grunde aus einem Kolben in einem Zylinderraum, der durch eine starke Federkraft, vorzugsweise Stahlfedern, in seiner Ausgangslage gehalten wird. Diese Federkraft ist viel größer als der normale Kompressionsdruck, so dass der Verbrennungsvorgang normal abläuft. Das Ansaugen und Befüllen des Brennraumes wird durch den Druckaufnahmekolben nicht verändert. DOLLAR A Der Zylinderkopf und andere Bauteile brauchen nicht mehr den extrem starken Druck am oberen Totpunkt der Kurbelwelle bei der Zündung aufzunehmen.

Description

Beispiel

Bei einem normalen Motor entzündet sich das stark verdichtete Gasgemisch am oberen Punkt des Kolbens (1.1) und es bildet sich ein enormer Druck aus, der weit oberhalb des Verdichterdrucks angesiedelt ist und führt diesen Druck direkt über den Kolben und Pleuel auf die Kurbelwelle und Lager auf den Motorblock einerseits und auf den Zylinderkopf andererseits. Dieser Druck wird erst mit der weiteren Drehung der Kurbelwelle und damit Vergrößerung des Brennraumes durch den Motorkolben abgebaut. Dabei entsteht eine starke Beanspruchung aller Teile des Motors und der Motoraufhängung mit dem Motorträger.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst!

Die im Schutzanspruch 1 angegebene Erfindung mildert diese Beanspruchung drastisch und kann zu einer deutlichen Gewichtseinsparung bei den Bauteilen und/oder Verlängerung der Lebensdauer führen. Gleichzeitig wird mit dieser Erfindung ein deutlich gleichmäßigerer Lauf des Motors bei langsamen, schweren Motoren erreicht. Da mit der angegebenen Erfindung normalerweise nur der Motorkolben umgebaut oder gewechselt werden muss, ist er auch für ältere Motoren als Nachrüstung zu empfehlen.

Ein Einbau in den Zylinderkopf eines Motors ist nur bei sehr großen Motoren wegen der Ein- und Auslassventile usw. möglich. Ein Einbau in einem Motorblock ist auch möglich durch einen Kanal, u.U. unter Einbeziehung des Zylinderkopfes, der allerdings bei der Kompression des Gasgemisches mit berechnet werden muss.

Nachdem der Motorkolben seinen oberen Totpunkt und damit die höchste Kompression der Luftmenge (Diesel) oder Treibgase erreicht hat, führt eine Zündung der Treibgase oder die Einspritzung von Diesel oder anderen Energieträgern zu einer heftigen Explosion und enormen Druckanstieg, der Zylinderkopf, Zylinderwände, Kolben, Pleul, Kurbelwelle, Lager, Motorblock, Getriebe und Aufhängung gewaltig belastet.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Mit der Erfindung des Druckaufnahmekolbens vorzugsweise im Motorkolben (1.3) wird durch Nachgeben des Druckaufnahmekolbens (1.4) der Explosionsdruck im Brennraum (1.1.) drastisch reduziert und anschließend bei der weiteren Umdrehung der Kurbelwelle über den Pleul (1.9) und den damit vergrößerten Brennraum bei einem größeren Hebelarm an der Kurbelwelle durch den Federdruck auf den Druckaufnahmekolben wieder zurück in den durch den Motorkolbenkopf festgelegten Brennraum zurückgeführt. Dadurch, das die Explosion der Treibgase oder die Einspritzung von Diesel oder ähnlichen Treibstoffen bei der höchsten Kompression erfolgt, wird die Verbrennung der Energielieferanten nicht gestört !

Durch den Druckaufnahmekolben wird allerdings der anschließende Druck, der normalerweise direkt auf den Kolben, Kolbenzapfen, den Pleul auf die fast in einer Linie liegende Kurbelwelle (Oberer Totpunkt) auf die Lager übertragen wird, ohne eine Arbeit zu verrichten, vermindert. Erst zu einem Zeitpunkt, wo die Kurbelwelle den Oberen Totpunkt hinter sich gelassen hat, beginnt der Motorkolben seine eigentliche Arbeit. Zu diesem Zeitpunkt wird der Brennraum so stark vergrößert, das der größte Druck vorbei ist und der Druckaufnahmekolben die gespeicherte Verbrennungsluft wieder mit hohem Druck zurückführt und damit die gespeicherte Energie bei einem größeren Wirkungsgrad der Kurbelwelle wieder zuführt, bis der Druckaufnahmekolben seinen ursprünglichen Platz wieder eingenommen hat. Nun kann der Motorkolben wieder ganz normal arbeiten wie jeder andere Motorkolben auch.

Dadurch, das der Druckaufnahmekolben oben dicht ist und durch die Federelemente unter einem starken Druck steht, kann auch die Ansaugung oder Einblasung der Luft bzw. der Treibgase ganz normal erfolgen.

1

1: Zylinderkopf
2: Motor-Zylinder
3: Druckaufnahmezylinder
4: Druckaufnahmekolben
5: Federelement
6: Drehteller
7: Verschluss
8: Öffnung für Öleinspritzung
9: Pleuel

2

10: Schräger Anschlag
4: Druckaufnahmekolben
11: Druckaufnahmezylinder

3

4: Druckaufnahmekolben
10: Anschlag unten
11: Druckaufnahmezylinder

4

10: Gerader Anschlag
4: Druckaufnahmekolben
11: Druckaufnahmezylinder

Claims

Druckaufnahmekolben zur Aufnahme und Rückführung/Wiedergabe von erhitzten Gasdrücken in einem Brennraum (1.1), untergebracht vorzugsweise in einem Motorkolben (1.4) von einem Verbrennungsmotor dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kolben vorzugsweise in einem Motorkolben so eingebaut sind, das die Motorkolbenkopfoberfläche und der/die Druckaufnahmekolbenkopf (-köpfe) eine Oberfläche bildet und weiter dicht bleibt. Der oder die Druckaufnahmekolben werden mit starken Druck-Federelementen vorzugsweise in einem eigenen Zylinder mit einem Anschlag, Dichtung, Dichtungsringen, vorzugsweise einem Drehtellerring und einem Verschluss (Vorzugsweise Schnellverschluss, als Ring) am entgegengesetzten Ende des Federelementes versehen.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Druckaufnahmekolben, bestehend aus dem Druckaufnahmezylinder (Kann auch mit dem Motorkolben identisch sein!) mit dem Anschlag, dem eigentlichen Druckaufnahmekolben, Dichtungs- und Kolbenringen vom Druckaufnahmekolben, dem Federelement, der Drehscheibe und dem Schnellverschluss mit dem Motorkolben (1.3) eine Einheit bildet.
Der Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden mit dem Druckaufnahmezylinder und dem Druckaufnahmekolben fast gleiche Höhe hat und dicht abschließt durch Ventilsitz oder kleine Toleranz.
Der Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem starken Federelement aus Stahl (5), Gummi, Plastik oder ähnlichem gegen den Anschlag (2–4) des Druckaufnahmezylinders gedrückt wird.
Der Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass er durch einen dichten Sitz oben die Verdichtung der Luft oder Gase nicht negativ stört, da er ähnlich wie ein Ventilsitz (2) gebaut ist oder durch andere Dichtungselemente wie Dichtungsringe (Kolbenringe) dicht hält.
Der Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei genauer Fertigung kein Ventilsitz, Dichtungselement(e) und/oder Dichtungsring(e) notwendig ist/sind, wenn der Druckaufnahmekolben mit dem Motorkolben dicht schließt.
Der Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehring (1.6) den Druckaufnahmekolben (1.4) dank der Federkräfte(1.5) dreht und damit Rillen und Ablagerungen an einer Stelle vermieden werden.
Der Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass ein oder mehrere Druckaufnahmekolben in einem Motorkolben untergebracht werden können.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet. dass er im oder am Zylinderkopf, im oder am Motorblock angebracht oder eingebaut werden kann.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass unter Umständen der ganze Motorkolben (1.3) als Druckaufnahmekolben ausgebildet sein kann.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass der gesamte Motorkolbenkopf durch eine hochelastische Membran als Druckaufnahmekolben ausgebildet werden kann.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckaufnahmekolben auch mit den ganzen Einzelteilen, wie Druckaufnahmezylinder (1.11) Druckaufnahmekolben (1.4) mit verschiedenen Anschlägen (2–4), mit verschiedenen Federelementen, Dichtungsarten und -Ringen, verschiedenen Drehringen und Abschlüssen in einem gefertigt und anschließend erst im Motorkolben usw. eingearbeitet werden kann.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass er ein oder mehrere Dichtungsringe haben kann, aber nicht muss, wenn beim Druckaufnahmekolben die Toleranz klein genug ist.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das er vorzugsweise fest im Motorkolben eingebaut ist durch Pressung, Einbau beim Feinguss, Verschraubung, Verschweißung oder einer anderen Verankerung.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass durch entsprechende Federelemente die Druckaufnahme variabel ist bis der größte Hub erreicht ist.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Schmierung durch Ölbohrungen vom Kolbenzapfen, Löcher in der Druckaufnahmekolbenwand und oder durch eine Öffnung am Fuß des Druckaufnahmekolbens (1.8) die normale Ölschmierung durch Spritzung erfolgen kann.
Druckaufnahmekolben nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das durch einen Bajonettverschluss, oder einen anderen Schnellverschluss am Ende des Druckaufnahmezylinders der Druckaufnahmekolben, das Federelement und der Drehteller schnell ausgewechselt werden können (1.7)