DE10353873B4 - Hubkolbenmotor mit umlaufender Kurbelwelle - Google Patents

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DE10353873B4 DE2003153873 DE10353873A DE10353873B4 DE 10353873 B4 DE10353873 B4 DE 10353873B4 DE 2003153873 DE2003153873 DE 2003153873 DE 10353873 A DE10353873 A DE 10353873A DE 10353873 B4 DE10353873 B4 DE 10353873B4
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/32Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups

Abstract

Kolbenmotor mit mindestens einem in einem Zylinder linear geführten Kolben, dessen hin- und hergehende Bewegung über eine Pleuelstange (14) auf eine Kurbelwelle übertragen wird, wobei das kurbelwellenseitige Ende der Pleuelstange (14) an einem Zahnrad (13) angreift, welches in einem äusseren Zahnrad (12) umläuft, wobei das Zahnrad (13) einen exentrisch angebrachten Kurbelzapfen aufweist und das Zahnrad (13) als umlaufende Kurbelwelle fungiert dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelzapfen während der Hin- und Herbewegung des Kolbens eine ovale Kreisbahn beschreibt, deren Achse in spitzem Winkel zur Zylinderachse steht, wobei sich durch eine Fixierung des Zahnrades (12) an einer anderen Stelle seiner Peripherie der Winkel der ovalen Kreisbahn zur Zylinderachse verändert.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Motor mit mindestens einem Zylinder nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Motoren mit Kolben und Kurbelwelle dienen zur Umwandlung hin- und hergehender Bewegungen eines Kolbens in Drehbewegungen (oder umgekehrt).
  • In der Offenlegungsschrift DE 32 33 314 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit umlaufender Kurbelwelle bekannt.
  • Bei den üblichen Motoren mit Kolben wird ein Pleuelstange auf dem einen Ende in einem Gelenk im Kolben in eine lineare Gleitbahn, auf dem anderen Ende durch den Kurbelzapfen in eine kreisrunde Bahn geführt. Im oberen Totpunkt des Kolbens kann kein Druck für die Drehbewegung der Welle übertragen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor mit linearer Kolbenbewegung zu schaffen, bei dem der erzeugte Druck auf den Kolben im oberen Totpunkt sofort auf die Kurbelwelle übertragen wird, um damit den Energieverbrauch zu senken.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt
  • 1 eine schematische Ansicht der Stirnseite der Kurbelwelle,
  • 2 einen Schnitt auf die Längsachse der Kurbelwelle.
  • 3 das Prinzip für einen Vierzylinder Motor nach Anspruch 1.
  • Bei dem in 1, 2 und 3 dargestellten Motor sind die Ventile und die Steuerung der Ventile nicht dargestellt. Auch wird der bekannte Massenausgleich nur erwähnt.
  • Der Kolben (17) wird in Zylinder (18) linear geführt.
  • Im oberen Totpunkt des Kolbens (17) in 1 zeigt die Pleuelstange (14) von der linearen Bahn des Kolbens (17) abgewinkelt, und die Mittellinie der Pleuelstange (14) verläuft seitlich an dem Mittelpunkt der Kurbelwelle (15) vorbei. Dieses wird erreicht durch eine umlaufende Kurbelwelle (13), deren Kurbelzapfen (16) die Pleuelstange (14) auf eine ovale Kreisbahn (11) führt, wobei die Mittellinie zur länglichen ovalen Kreisbahn (11) abgewinkelt zu der Mittellinie der Bewegung von Kolben (17) verläuft und der Mittelpunkt der länglichen ovalen Kreisbahn (11) sich mit dem Mittelpunkt der Kurbelwelle (15) deckt.
  • Der Arm der Kurbelwelle (15) ist etwa doppelt so lang wie der Arm der umlaufenden Kurbelwelle (13), und dieses Verhältnis bestimmt das abgeflachte Maß des ovalen Kreises (11).
  • Die Kurbelwelle (15) ist im Kurbelgehäuse drehbar gelagert, das zentrisch zu der Kurbelwelle ein Zahnrad (12) aufnimmt. Dieses ist ein Zahnrad (12) mit Innenzähnen und doppeltem Radius und doppelter Zähnezahl gegenüber dem Zahnrad der umlaufenden Kurbelwelle (13).
  • Die Kurbelwelle (15) dreht nach 1 rechts herum, die umlaufende Kurbelwelle (13) links herum.
  • Der im oberen Totpunkt erzeugte Druck P wird in Drehrichtung des Kurbelzapfen (16) und damit auf die umlaufende Kurbelwelle (13) übertragen, bevor der Kurbelarm die Mittellinie der Kolbenbahn passiert hat. Die Pleuelstange (14) schwenkt über die Mittellinie der Bahn des Kolbens (17) in seiner Bewegung zum unteren Totpunkt, zeigt dort im spitzen Winkel zu der Mittellinie der linearen Bahn des Kolbens (17).
  • Das Zahnrad (12) wird an Dämpfung (19) im Kurbelgehäuse zur Kurbelwelle (15) zentrisch befestigt.
  • Während der Hin-und Herbewegung des Kolbens beschreibt der Kurbelzapfen eine ovale Kreisbahn, deren Achse im spitzen Winkel zur Zylinderachse steht. Fixiert man das Zahnrad (12) an einer anderen Stelle seiner Peripherie, so verändert sich der Winkel der Achse der ovalen Kreisbahn zur Zylinderachse. Das Beeinflusst die Hin-und Herbewegung des Kolbens.
  • Ein Teil der Masse zum auswuchten ist durch das Gegengewicht (20) dargestellt, das fest mit Kurbelwelle (15) verbunden ist.
  • Der neuralgische Punkt des Motors sind die Anordnungen der Zahnräder, in gewissem Sinne vergleichbar mit den Prinzipien des Wankelmotors.
  • Eine Weiterbildung ermöglicht es, den Hubkolbenmotor mit umlaufender Kurbelwelle nach Anspruch 1 als Vierzylinder Motor auszuführen.
  • Das in 3 dargestellte Prinzip zeigt Kurbelwelle (21) und Kurbelwelle (22), an denen jeweils zwei Pleuelstangen mit Kolben wirken (hier nicht dargestellt). Durch die Anordnung der Zylinder sind die Massen gut auswuchtet. Die Kurbelwelle (21) und Kurbelwelle (22) treiben mittels Zahnrad (24) und Zahnrad (25) die Antriebswelle (23) durch Zahnrad (26).
  • An der Antriebswelle (23) sitzt auf der einen Seite die Schwungscheibe (27), und auf der anderen Seite kann eine Kupplung die Kräfte übertragen. Kurbelwelle (21) und Kurbelwelle (22) sind jeweils zweifach gelagert. Da die Kurbelwellen (21) und (22) mit dem Kurbelzapfen enden, ist eine verkürzte Bauform möglich.

Claims (1)

  1. Kolbenmotor mit mindestens einem in einem Zylinder linear geführten Kolben, dessen hin- und hergehende Bewegung über eine Pleuelstange (14) auf eine Kurbelwelle übertragen wird, wobei das kurbelwellenseitige Ende der Pleuelstange (14) an einem Zahnrad (13) angreift, welches in einem äusseren Zahnrad (12) umläuft, wobei das Zahnrad (13) einen exentrisch angebrachten Kurbelzapfen aufweist und das Zahnrad (13) als umlaufende Kurbelwelle fungiert dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelzapfen während der Hin- und Herbewegung des Kolbens eine ovale Kreisbahn beschreibt, deren Achse in spitzem Winkel zur Zylinderachse steht, wobei sich durch eine Fixierung des Zahnrades (12) an einer anderen Stelle seiner Peripherie der Winkel der ovalen Kreisbahn zur Zylinderachse verändert.
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