DE102007052004B4 - internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verbrennungsmotor mit einem kurbelwellenlosen Triebwerk, bei dem Kolbenpaarungen von sich gegenüberliegenden konzentrisch und koaxial um eine Antriebswelle angeordneten und miteinander durch eine Kolbenstange verbundenen Kolben angeordnet sind, wobei von den Kolbenstangen die oszillierende Kolbenbewegung auf einen verdrehfest auf der Antriebswelle angeordneten zylinderförmigen Kurvenbahnträger mit einer sinusförmig umlaufenden nutförmigen Kurvenbahn übertragbar ist, indem in der nutförmigen Kurvenbahn Führungszapfen geführt sind, die mit jeweils einer Kolbenstange verbunden sind, so dass sich die Kurvenbahn unter den Kolbenkräften wegdreht, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Kolbenstange (7) und den Führungszapfen (9) über einen auf oder an der Kolbenstange (7) angeordneten Führungszapfenträger (8) hergestellt ist, wobei der Führungszapfenträger (8) auf der Kolbenstange (7) verschiebbar und feststellbar angeordnet ist.Internal combustion engine with a crankshaft-less engine, arranged in the piston pairs of opposing concentric and coaxial about a drive shaft and connected to each other by a piston rod pistons, of the piston rods, the oscillating piston movement on a rotationally fixed on the drive shaft arranged cylindrical curved path carrier with a sinusoidally encircling groove-shaped Curved track is transferable by in the groove-shaped cam track guide pins are guided, which are each connected to a piston rod, so that the cam track rotates under the piston forces, characterized in that the connection between the piston rod (7) and the guide pin (9) via a guide pin carrier (8) arranged on or on the piston rod (7) is produced, wherein the guide pin carrier (8) is arranged displaceably and lockably on the piston rod (7).
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit kurbelwellenlosem Triebwerk bei dem konzentrisch-koaxial angeordnete Zylinder und eine Kurvenbahn einen kompakten Antrieb bilden.The The invention relates to an internal combustion engine with crankshaft-less Engine in the concentric-coaxially arranged cylinder and make a curved path a compact drive.
Bekannt ist ein derartiger Kurvenbahnmotor als Herrmann-Motor, gebaut 1935 als Versuchsmotor für Flugzeuge in den USA. Zwei Zylinderblöcke mit je sechs konzentrisch-koaxial angeordneten Zylindern sind hier zu einer Einheit verschraubt. Je zwei sich gegenüberliegende Kolben sind miteinander verbunden und greifen mit Rollen an einer sinusförmigen Kurvenscheibe an. Diese dreht sich unter den Kolbenkräften weg und treibt die Antriebsrolle an (FH Friedberg. Prof. Stefan Zima, ”Gescheiterte Motorkonzeptionen – Ungeeignete Konstruktionen oder der Wandel der Randbedingungen” in MTZ 11/1997 S. 660 ff und 20.9.2007 unter http//www.fh-friedberg.de/users/zima/konzept.html). Eine Scheibe, die die Kurvenbahn trägt, auf der die Rollen ablaufen, liegt dabei senkrecht zur Bewegungsrichtung der oszillierenden Kolben auf der Antriebswelle angeordnet.Known is such a curved path engine as Herrmann engine, built in 1935 as a test engine for aircraft in the USA. Two cylinder blocks with six concentric-coaxial cylinders are here screwed into a unit. Two opposing pistons are with each other connected and engage with rollers on a sinusoidal cam. These turns under the piston forces away and drives the driving role (FH Friedberg, Prof. Stefan Zima, "failed Engine Concepts - Unsuitable Constructions or the change of boundary conditions "in MTZ 11/1997 p. 660 ff and 20.9.2007 under http // www.fh-friedberg.de / users / zima / konzept.html). A disc that carries the curved path on which the rollers run, lies while perpendicular to the direction of movement of the oscillating piston arranged on the drive shaft.
Ähnlich ist
die Verbrennungskraftmaschine nach
In
der
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist es, die Einstellbarkeit eines Verbrennungsmotors, dessen oszillierende Kolbenbewegung über eine Kurvenbahn in eine drehende Antriebswellenbewegung umgeformt wird, zu verbessern und belastungsabhängig vornehmen zu können.task the invention is the adjustability of an internal combustion engine, the oscillating piston movement over a curved path in a rotating drive shaft movement is reformed and improved load dependent to be able to make.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des 1. Anspruches, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Is solved This object with the features of the first claim, advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist bei einem Verbrennungsmotor mit einem kurbelwellenlosen Triebwerk, bei dem Kolbenpaarungen von sich gegenüberliegenden konzentrisch und koaxial um eine Antriebswelle angeordneten und miteinander durch eine Kolbenstange verbundenen Kolben angeordnet sind, wobei von den Kolbenstangen die oszillierende Kolbenbewegung auf einen verdrehfest auf der Antriebswelle angeordneten zylinderförmigen Kurvenbahnträger mit einer sinusförmig umlaufenden nutförmigen Kurvenbahn übertragbar ist, indem in der nutförmigen Kurvenbahn Führungszapfen geführt sind, die mit jeweils einer Kolbenstange verbunden sind, so dass sich die Kurvenbahn unter den Kolbenkräften wegdreht, vorgesehen, dass die Verbindung zwischen der Kolbenstange und den Führungszapfen über einen auf oder an der Kolbenstange angeordneten Führungszapfenträger hergestellt ist, wobei der Führungszapfenträger auf der Kolbenstange verschiebbar und feststellbar angeordnet ist.According to the invention is at an internal combustion engine with a crankshaft-less engine, at the piston pairs of opposing concentric and arranged coaxially about a drive shaft and through each other a piston rod connected pistons are arranged, of the piston rods the oscillating piston movement on a rotationally fixed arranged on the drive shaft cylindrical Kurvenbahnträger with one sinusoidal circumferential groove-shaped Curved track transferable is by putting in the groove-shaped Curved track guide pin guided are, which are each connected to a piston rod, so that the cam track turns away under the piston forces, provided that the connection between the piston rod and the guide pin over a made on or on the piston rod guide pin carrier is, with the guide pin carrier on the piston rod is arranged displaceable and lockable.
In einer bevorzugten Ausführung verfügt die Kolbenstange mindestens über eine umlaufende Nut, in die zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen Führungszapfenträger und Kolbenstange Feststellkeile, die im Führungszapfenträger gelagert sind, eingreifen. Die Ansteuerung der Feststellkeile kann mechanisch, elektromotorisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch oder einer Kombination daraus erfolgen.In a preferred embodiment has at least over the piston rod a circumferential groove, into which for the production of a detachable connection between guide pin carrier and Piston rod locking wedges, which are mounted in the guide pin carrier, intervention. The control of the locking wedges can be mechanical, electromotive, electromagnetic, pneumatic or hydraulic or a combination thereof.
Die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Führungszapfenträger ist bevorzugt bei einer Kolbenstellung im Bereich des oberen Totpunktes des Kolbens und des unteren Totpunktes des Kolbens oder umgekehrt herstellbar, da deren Bewegung hier dem Wert Null angenähert ist.The positive and / or non-positive Connection between the piston rod and the guide pin carrier is preferably at a piston position in the region of top dead center the piston and the bottom dead center of the piston or vice versa producible, since their movement is approximated to the value zero here.
Das Gehäuse ist bei diesem Motor bevorzugt dreigeteilt ausgebildet, nämlich einem Zylinderbuchsengehäuse jeweils au ßen und einem zwischen diesen angeordneten Triebwerksgehäuse für den Kurvenbahnträger mit der Kurvenbahn und den Führungsteilen für die Führungszapfen. Die Gehäuseteile sind untereinander verbunden, vorzugsweise verschraubt.The housing is preferably formed in three parts in this engine, namely a cylinder liner housing in each case au Shen and arranged between these engine housing for the curved path carrier with the curved path and the guide parts for the guide pin. The housing parts are interconnected, preferably ver screwed.
Ein derartig ausgebildeter Motor hat einen kompakten Aufbau ist einfach steuerbar und verfügt über ein hohes lastabhängiges Einstellpotential.One such engine has a compact structure is simple controllable and has a high load-dependent Adjustment potential.
Dadurch, dass die Kopplung zwischen Führungszapfenträger und Kolbenstange lösbar ist, so dass Kolbenpaare zu- oder abschaltbar sind, wobei sie in abgeschalteter Position nicht zwangsweise der Kurvenbahn folgen müssen, sondern sogar stillstehen können, läßt sich der Verbrennungsmotor auf unterschiedlichste Lastfälle einfach einstellen.Thereby, that the coupling between guide pin carrier and Piston rod detachable is, so that piston pairs are switched on or off, in switched off position does not necessarily follow the curved path have to, but can even stand still, let yourself the internal combustion engine to a variety of load cases easy to adjust.
Vorteilhafterweise weist die Kolbenstangennut ferner einen nach außen geöffneten prismatischen Querschnitt auf, so dass sich für die Herstellung des Eingriffs der Feststellkeile in die Kolbenstangennut ein größeres Zeitfenster ergibt.advantageously, the piston rod groove further has a prismatic cross-section opened to the outside on, so for yourself the preparation of the engagement of the locking wedges in the piston rod groove a larger time window results.
Wenn zwischen den Feststellkeilen und der Kolbenstangennut Formschluss hergestellt ist, befindet sich die Kolbenpaarung in der optimalen Arbeitsposition. Zusätzliche Verstellmöglichkeiten der Feststellkeile z. B. durch Verdrehen oder Wechselmöglichkeiten zwischen Feststellkeilen schaffen zusätzliche Möglichkeiten für eine Optimierung der Motorsteuerung.If between the locking wedges and the piston rod groove positive locking is manufactured, the piston pair is in the optimal Working position. additional adjustment the locking wedges z. B. by twisting or changing options between locking wedges provide additional opportunities for optimization the engine control.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kolben gegenüber der Kolbenstange ein axiales Spiel besitzen.In a further embodiment it is provided that the piston against the Piston rod have an axial clearance.
Das axiale Spiel kann bei einer Ausführung durch ein axiales Kolbenlager der Kolbenstange auf der Innenseite des Kolbens bewirkt werden. Das Kolbenlager besteht dabei aus einem Kolbenträger in Form einer Scheibe, die zentrisch mit der Kolbenstange verbunden ist und auf der das Kolbengehäuse innenseitig vorzugsweise flächig aufliegt, wobei die mögliche kolbengehäuseinnenseitige Auflagefläche > ist als die Scheibenfläche und die Scheibe durch einen Körper, vorzugsweise einen in das Kolbengehäuse einschraubbaren Innenring hinterfasst ist, der eine Durchgangsöffnung für die Kolbenstange aufweist, die größer ist als die Querschnittsfläche der Kolbenstange selbst.The axial play can occur in one execution an axial piston bearing of the piston rod on the inside of the piston be effected. The piston bearing consists of a piston carrier in the form a disc, which is centrally connected to the piston rod and on the inside of the piston housing preferably flat rests with the possible piston housing inside Bearing surface> is called the disc surface and the disc through a body, preferably an inner ring which can be screwed into the piston housing is covered, having a through hole for the piston rod, which is bigger as the cross-sectional area the piston rod itself.
Die Antriebswelle, die das Gehäuse zentrisch durchläuft, ist in der bevorzugten Ausführung geteilt und symmetrisch ausgebildet, wobei die beiden Antriebswellenteile spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, im Bereich des Kurvenbahnträgers beginnend mit einem Zahnstangenabschnitt, so dass durch eine entsprechende Verzahnung in einer zentrischen Bohrung des Kurvenbahnträgers die verdrehfeste Verbindung zwischen dem Kurvenbahnträger und den Antriebswellenteilen herstellbar ist. Neben entsprechenden Lagerteilen ist ein weiteren Zahnstangenabschnitt am äußeren Ende mindestens einer der Antriebswellenteile zur Aufnahme von Teilen des Ventilsteuergetriebes, insbesondere des Antriebsritzels für dieses Getriebe, vorgesehen.The Drive shaft, which is the case goes through centric, is shared in the preferred embodiment and formed symmetrically, wherein the two drive shaft parts are arranged mirror images of each other, beginning in the region of the curved path carrier with a rack section, so through a corresponding Gearing in a centric bore of the Kurvenbahnträgers the rotationally fixed connection between the curved path and the drive shaft parts can be produced. In addition to corresponding bearing parts is another rack section at the outer end of at least one the drive shaft parts for receiving parts of the valve timing gear, in particular the drive pinion for this transmission, provided.
Abtriebsseitig verfügt das Ventilsteuergetriebe über eine Nockenscheibe zur Betätigung der Ventile für die Arbeitsräume über den Kolben. Dabei ist Bestandteil des Ventilsteuergetriebes in einer bevorzugten Ausführung ein Zahnriemen zwischen Antriebsritzel und Nockenscheibe.On the output side has the valve control gear over a cam for actuation the valves for the workrooms over the Piston. It is part of the valve timing gear in a preferred embodiment a toothed belt between the drive pinion and the cam disc.
Ausführungsbeispiele sollen anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigenembodiments will be explained with reference to the drawings. Show it
In
Der
Verbrennungsmotor ist mit Kolbenpaarungen von sich gegenüberliegenden
konzentrisch und koaxial um die Antriebswelle
Von
den Kolbenstangen
Die
dargestellte Kurvenbahn
Neben
dem Kurvenbahnträger
Aus
der Darstellung ist auch ersichtlich, dass die Antriebswelle
Ein
weiterer Zahnstangenabschnitt
Die
Verbindung zwischen der Kolbenstange
Denkbar sind je nach Verwendung, Platzbedarf und Einstellbedarf auch andere Getriebe.Conceivable Depending on use, space requirements and setting requirements are different Transmission.
Die
Kolbenstange
In
der unteren hälftigen
Darstellung befinden sich die Feststellkeile
In
der oberen hälftigen
Darstellung ist die Verbindung Kolbenstange
Durch
das Einrasten der Feststellkeile
Das
Herstellen dieser form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der
Kolbenstange
In
einer bevorzugten Ausführung
ist vorgesehen, dass die Kolben
Das
axiale Spiel wird durch ein axiales Kolbenlager
Schwingungen
der Bewegungsübertragungsmechanismen
Kolbenstange
Werden
wie dargestellt zwischen dem Innenring
In den Ausführungsbeispielen ist die Motorvariante beschrieben. Natürlich kann dieser Motor auch als Kompressor betrieben werden.In the embodiments the engine variant is described. Of course, this engine can too operated as a compressor.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710052004 DE102007052004B4 (en) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710052004 DE102007052004B4 (en) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007052004A1 DE102007052004A1 (en) | 2009-04-30 |
DE102007052004B4 true DE102007052004B4 (en) | 2009-10-01 |
Family
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---|---|---|---|
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-
2007
- 2007-10-26 DE DE200710052004 patent/DE102007052004B4/en not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Also Published As
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---|---|
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