DE1252964B

DE1252964B - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1252964B
Application number: DEB57904A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Joachim Conrad
Original assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1960-05-18
Filing date: 1960-05-18
Publication date: 1967-10-26

Description

Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Paar von Kolben, bei welcher je zwei Kolben durch eine Kolbenstange miteinander verbunden sind, und mit einem Hubverdränger, dessen Kolben auf derselben Kolbenstange sitzt und dessen beiderseits dieses Kolbens befindliche Zylinderräume durch Flüssigkeitsleitungen mit einer Antriebseinrichtung für die Abtriebswelle verbunden sind, wobei die Energieübertragung zwischen den Hubverdrängem und der Antriebseinrichtung durch Flüssigkeitssäulen erfolgt.
Eine bekannte Brennkraftmaschine dieser Art hat einen frei schwingenden Doppelkolben, auf dem in der Mitte ein Verdrängerkolben befestigt ist, mittels dessen in zwei Verdrängungskammern unter Vermittlung von Ein- und Ausiaßventiien eine Druckflüssigkeit, z. B. Öl, in einem geschlossenen Umlauf durch eine Turbine hindurchgepumpt wird. Diese Bauart ist mit dem Nachteil behaftet, daß ein bestimmter Druckunterschied beiderseits des Verdrängerkolbens nicht überschritten werden darf, weil sonst der Freischwingerkolben unzulässig abgebremst und demzufolge die Maschine außer Takt geraten würde. Zur Behebung der hiermit verbundenen Gefahr ist in den Verdrängerkolben eine außerordentlich umständliche Druckausgleichsvorrichtung eingebaut.
Demgegenüber wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so gestaltet, daß unter Vermeidung einer derartigen Ausgleichsvorrichtung sowie ohne Anwendung von Ein- und Auslaßventilen beiderseits des Verdrängerkolbens eine zwangläufige Verbindung zwischen den Kolben der Brennkraftmaschine und der Abtriebswelle in der gleichen Weise gewährleistet ist wie bei einer Brennkraftmaschine mit Kurbeltriebwerk, wobei aber gegenüber einem solchen mechanischen Antrieb eine erhebliche Gewichts- und Platzersparnis erzielt wird. Außerdem bringt die Erfindung den Fortschritt, daß eine Untersetzung ins Langsame im Verhältnis von wenigstens 1:2 zwischen dem Kolben der Brennkraftmaschine und der Abtriebswelle ohne Anwendung von mechanischen Getrieben erzielt wird. Ferner wird in einfachster Weise ein Abheben des Hubverdrängerkolbens von der zur Energieübertragung dienenden Druckflüssigkeit vermieden.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art die Antriebseinrichtung aus einem auf der Abtriebswelle sitzenden unrunden Drehkolben und einem diesen aufnehmenden Gehäuse besteht, in welchem an dem Drehkolben anliegende Widerlagerschieber verschiebbar geführt sind, durch welche wenigstens vier Druckkammern mit sich beim Umlaufen des Drehkolbens zyklisch ändernden Rauminhalten abgeteilt werden, und daß jeder der beiden Zylinderräume des Hubverdrängers durch einen Kanal bzw. Zweigkanal mit einer Gruppe von einander gegenüberliegenden Druckkammern verbunden ist, so daß Flüssigkeitssäulen zwischen dem Hubverdränger und der Antriebseinrichtung gegenläufig hin- und herschwingen.
Es sind an sich Flüssigkeitsgetriebe mit Drehkolbenmaschinen bekannt, bei denen Widerlagerschieber in radialer Richtung verschiebbar geführt sind, während in dem Gehäuse Zuleitungs- sowie Ableitungskanäle liegen. Hierbei führt aber die Druckflüssigkeit einen geschlossenen Umlauf durch das Flüssigkeitsgetriebe hindurch aus, es ist also kein hydraulisches Gestänge mit hin- und herschwingenden Flüssigkeitssäulen vorhanden.
Bekannt sind ferner Brennkraftmaschinen mit Hubverdrängend, die über hydraulische Gestänge auf Drehverdränger wirken, die als Exzenterscheiben ausgebildet sind. Während aber bei der Bauart nach der Erfindung die in radialer Richtung auf den Drehkolben wirkenden Flüssigkeitsdrücke ausgeglichen sind, so daß sich sehr kleine Lagerabmessungen ergeben, erzeugen bei der bekannten Bauart die Flüssigkeitsdrücke erhebliche Lagerdrücke, so daß entsprechend große Abmessungen für die Lager erforderlich sind. Außerdem wird mit der bekannten Bauart nicht die erwähnte Untersetzung ins Langsame erzielt. Ferner ist nicht die Gefahr behoben, daß sich die Kolben der Hubverdränger - z. B. beim Ansaughub - von der Druckflüssigkeit der hydraulischen Gestänge abheben.
Es ist auch eine Vorrichtung zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung und umgekehrt vorgeschlagen worden, bei der ein mit dem hin- und hergehenden Maschinenteil zusammenwirkender Hubverdränger und ein mit dem Maschinenteil verbundener Drehverdränger über ein hydraulisches Gestänge miteinander verbunden sind und die vom Hubverdränger geförderte Druckflüssigkeit in mindestens zwei Teilströme aufgespalten ist, die auf den Drehverdränger derart einwirken, daß sich die von der Druckflüssigkeit auf den Drehverdränger in radialer Richtung wirkenden Druckkräfte gegenseitig aufheben. Dieser Vorschlag enthält aber keine Lösung für die Aufgabe, das Abheben der Kolben des Hubverdrängers von der Druckflüssigkeit der hydraulischen Gestänge mit Sicherheit zu verhindern. Soweit nach dem älteren Vorschlag zwei Zylinder einer Brennkraftmaschine auf einem Drehkolben arbeiten, sind zwei mechanisch nicht miteinander verbundene Hubverdrängerkolben vorgesehen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt F i g. 1 eine Zweizylindergruppe einer Brennkraftmaschine mit einem Druckflüssigkeitsgetriebe in einem durch die Zylinderachse gelegten Schnitt.
F i g. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1, F i g. 3 die Ansicht in Blickrichtung des Pfeiles III nach F i g. 2.
In F i g. 1 sind die beiden Zylinder der Brennkraftmaschine mit 1' und 1" bezeichnet. 2' und 2" bezeichnen die zugehörigen Kolben. Auf der gemeinsamen Kolbenstange 3 sitzt der doppeltwirkende Kolben 4 eines Hubverdrängers, der in einem Zylinder des Gehäuses 5 läuft. In das Gehäuse 5 ist der Mantel für den Drehkolben 6, der auf der Abtriebswelle 7 sitzt, eingearbeitet. Der Drehkolben 6 ist in dem dargestellten Beispiel mittels einer Paßfeder 8 mit der Abtriebswelle 7 verbunden. Doch kann die Verbindung von Drehkolben und Abtriebswelle auch dadurch bewerkstelligt werden, daß die mittige Bohrung des Drehkolbens eine Innenverzahnung trägt und die Abtriebswelle eine zugeordnete Außenverzahnung nach Art der Bogenzahnkupplung. In dem Gehäuse 5 laufen die vier Widerlagerschieber 9', 9", 9"' und 9"". Infolge ihrer Gleitbewegung werden zwischen ihnen und dem Gehäuse 5 die Kammern 10', 10", 10"' und 10"" in ihrem Rauminhalt vergrößert und verkleinert. Diese Kammern sind ebenfalls mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt, und zwar jeweils von derjenigen dem Widerlagerschieber benachbarten Druckkammer, die den höheren Druck aufweist.
Der Zylinder für die Druckflüssigkeit wird durch die Stopfbüchsen 11' und 11" abgeschlossen. Die beiden Zylinder 1' und 1" sind von Kühlmänteln 12' und 12" umgeben und durch die Zylinderdeckel 13' und 13" abgeschlossen. Das Gehäuse 5 ist seitlich mit Hilfe von hier nicht dargestellten Zugankern durch die Deckel 14 und 15 abgeschlossen. Die Wirkungsweise ist folgende: In dem Zylinderraum 16 des Zylinders 1" soll gerade eine Zündung stattgefunden haben, und das Brenngas befindet sich im Zustand der Dehnung. Da es gleichgültig ist, ob es sich bei der Brennkraftmaschine um eine Viertakt oder Zweitaktmaschine handelt und die Zweitaktmaschine ventil- oder schlitzgesteuert ist, sind die Steuerungsorgane nicht dargestellt. Die Verbrennungsgase drücken nun auf den Kolben 2" und damit über die Kolbenstange 3 auf den doppeltwirkenden Kolben 4 und übertragen die Kraft auf die Druckflüssigkeit im Zylinderraum 17. Diese dringt durch den Kanal 18 in die Druckkammer 19' und weiter durch zwei Zweigkanäle 20', 20" des Deckels 14 in die Druckkammer 19". Dadurch wird der Drehkolben 6 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles bewegt. Gleichzeitig drückt der Drehkolben 6 die Druckflüssigkeit aus den Druckkammern 22' und 22" über die Zweigkanäle 23', 23" des Deckels 15 und den im Gehäuse 5 befindlichen Kanal 23 in den Zylinderraum 24, wobei gleichzeitig die frische Ladung im Zylinderraum 21 verdichtet wird. Im Fall einer Viertaktmaschine muß nicht unbedingt bei der dargestellten Stellung eine Verdichtung der frischen Ladung erfolgen, sondern es kann auch ein Ausschieben der Brenngase stattfinden, wobei die Verdichtung in diesem Zylinder dann beim nächsten Hubspiel erfolgt. Zur Aufrechterhaltung der notwendigen Gleichförmigkeit der Drehbewegung dient wie üblich die Schwundscheibe 25.

Claims

Patentanspruch: Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Paar von Kolben, bei welcher je zwei Kolben durch eine Kolbenstange miteinander verbunden sind, und mit einem Hubverdränger, dessen Kolben auf derselben Kolbenstange sitzt und dessen beiderseits dieses Kolbens befindliche Zylinderräume durch Flüssigkeitsleitungen mit einer Antriebseinrichtung für die Abtriebswelle verbunden sind, wobei die Energieübertragung zwischen den Hubverdrängern und der Antriebseinrichtung durch Flüssigkeitssäulen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung aus einem auf der Abtriebswelle (7) sitzenden unrunden Drehkolben (6) und einem diesen aufnehmenden Gehäuse (5) besteht, in welchem an dem Drehkolben anliegende Widerlagerschieber (9', 9", 9/f' 9"") verschiebbar geführt sind, durch welche wenigstens vier Druckkammern (19', 19", 22', 22") mit sich beim Umlaufen des Drehkolbens zyklisch ändernden Rauminhalten abgeteilt werden, und daß jeder der beiden Zylinderräume (17, 24) des Hubverdrängers durch einen Kanal (18, 23) bzw. Zweigkanal (20', 20"; 23', 23") mit einer Gruppe von einander gegenüberliegenden Druckkammern (19',19"; 22', 22") verbunden ist, so daß die Flüssigkeitssäulen zwischen dem Hubverdränger und der Antriebseinrichtung gegenläufig hin- und herschwingen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 355146, 538133, 605 549, 749 363, 810 201, 871409, 875104, 879 942, 898 374, 905 903, 1054 300; deutsche Auslegeschriften Nr. 1002 563, 1018 880; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1768 083, 1770 439; Patentschrift Nr. 17 485 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; österreichische Patentschrift Nr. 8 280; schweizerische Patentschriften Nr. 218 965, 222 022; französische Patentschriften Nr. 710 603, 869 871; britische Patentschriften Nr. 345 667, 386 349.