DE1903836A1 - Kreiskolbenmotor - Google Patents

Description

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1 I Stroblslr. 40 ^MUb" Ruf 569661 PR. GERD NICKEL

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Ruf 324436 PATENTANWALT

FALT

19Q3836

Frederic Staat

Kreiskolbenmotor

Von Kreiskolbenmotoren wird gefordert, daß sie betriebssicher sind, einen hohen Leistungskoeffizienten aufweisen und dennoch eine Herstellung in großen Serien zu einem günstigen Selbstkostenpreis ermöglichen.

Die bekannten Kreiskolbenmotoren entsprechen nicht gleichzeitig diesen Forderungen, weil die Leistung zu Lasten einer Kompliziertheit der Einzelteile erreicht wird, die schwierig herzustellen und zusammenzubauen sind, was den Selbstkostenpreis erhöht.

Ziel der Erfindung ist ein verbesserter Kreiskolbenmotor, der eine höhere Leistung hat als die bekannten Motoren, aber dennoch eine Großserienfabrikation zu verringerten Selbstkostenpreisen ermöglicht.

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Stroblstr. 40

** I Ruf 569661 - PR. GERD NICKEL

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung der Kreiskolbenmotor dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens zwei beaufschlagte Kreiskolbenpaare aufweist, die koaxial jeder auf einem besonderen Rotor zum Teil voneinander unabhängig drehbar sind und zwischen sich vier Arbeitszonen aufweisen, nämlich Einlaßzone, Kompressionszone, Explosions-Verbrennungszone und Auslaßzone. Dabei kann der Kreiskolbenmotor eine Zündvorrichtung und auch eine Brennstoff-Einspritzung aufweisen«.

Um einen möglichst gleichmäßigen Lauf des Motors zu erzielen, können die Kreiskolben von einer besonderen Differentialeinrichtung gesteuert werden, welche mittels ihrer Reglerelemente die Winkeldrehbewegungen der Kreiskolben in gleichmäßige Drehbewegungen der Hauptwelle umwandelt. Die Reglervorrichtung der Differentialeinrichtung kann ihre Steuerwirkung zwischen der Hauptwelle und fest mit den Rotoren verbundenen Hohlachsen ausüben. Dabei können die Rotoren der Kreiskolben mit der Differentialeinrichtung.durch Satellitenräder verbunden sein, deren Achse fest auf der Hauptwelle sitzt.

Um Rückwirkungen zu verhindern, kann die Reglervorrichtung ein Zahnrädersystem in Verbindung mit einer Freilaufvorrichtung aufweisen.

In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend beschrieben, ohne daß die Erfindung jedoch auf diese Ausführungsformen beschränkt sein soll. 909838/08 53

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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotor in der Ebene der Hauptwelle entsprechend dem Schnitt I - I durch Figur 2,

Fig. 2 einen Querechnitt rechtwinkelig zur Hauptwelle in der Linie II - II der Figur 1,

Fig. 3 eine perspektivische Sicht auf die beiden Rotoren mit ihren Kreiskolben, jedoch auf der Hauptwelle auseinandergezogen,

Fig. 4 eine Anordnung mit nach innen verlegtem Differentialgetriebe und

Fig. 5 einen behnitt durch die Freilaufvorrichtung in der Linie V-V der Figur 4.

Der Motor 1 hat als beaufschlagte Organe Kreiskolben 2., 2₂, 3₁ und 3p. -uiese Kreiskolben sind zu je zwei und zwei koaxial angeordnet und jede Gruppe ist auf einem oesonderen Rotor 4-j und 4₂ montiert. Jeder Rotor 4.. und 4₂ ist - abgesehen von ihrer gegenseitigen Bewegungsbegrenzung - auf der Hauptwelle 1 1 für sich allein frei drehbar, unbeschadet der Wirkung der später beschriebenen JJifferentialeinrichtung 12.

Die Enden 5 der Kreiskolben 2., 2_2> 3^ und 3₂ liegen eng an den Innenwänden 6 eines Hohlkörpers 7 an, um so eine Verbrennungskammer S₁, eine Ansaugkammer 8p, eine Kompressionskammer 8-je und eine Auslaßkammer 8. zu bilden. -> 4

.Bekannte ud-ttel sind vorgesehen, um die Arbeitsräume der j^reisko-lben- und die Rotorstoßfugen abzudichten.

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laartorplatz 8 ~ jf'

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DR. GERD NICKEL

Γ903836

Im Sinne der gleichzeitigen halben Drehung der Kreiskolben ändern sich die Funktionen der Arbeitsräume 8 und werden nacheinander Einlaß-, Kompressions-, Yerbrennungs- und Auslaßräume. Die Drehbewegungen sind daher Teildrehungen um bestimmte Winkel und folgen in regelmäßigem Takt aufeinander. Dabei werden die Winkeldrehbewegungen der Kreiskolben 2, 3 über eine Differentialeinrichtung 12 (Fig. 2)

in eine kontinuierliche und gleichmäßige Drehbewegung der anzutreibenden Hauptwelle 11 umgewandelt.

Bei der Differentialeinrichtung 12 sind das Planetenrad 13.. und die Hohlachse 14^ mit den Kreiskolben 2, das Planetenrad 13p und die Hohlachse H₂ mit den Kreiskolben 3 fest verbunden. Die Kreiskolben 13 kämmen mit der Hauptwelle 11 über Satellitenräder 15₁ und 15₂, deren Achsen 25 auf die Hauptwelle 11 aufgestiftet sind. Der Drehwinkelunterschied der Kreiskolben 13 ist durch das Hinzufügen einer Reglervorrichtung 16 zu der Differentialeinrichtung 12 begrenzt.

Um zu verhüten, daß die Drehgeschwindigkeit des einen oder des anderen der Kreiskolben 13 geringer als eine gegebene Geschwindigkeit ist, arbeitet die Reglervorrichtung 16 mit Zahnrädern 17.., 17₂ und mit frei umlaufenden Zahnrädern 18.., 18₂· Daher kann die Drehgeschwindigkeit der Kreiskolben 13 nicht null sein und die Kreiskolben sind gezwungen, sich trotz des Druckes der sich expandierenden G-ase, die das Bestreben

auseinander
haben, sie V zu stoßen, in einem Verhältnis zu bewegen,

das durch die Zahnräder 17-t, 17- und die Reglervorrichtung

bestimmt wird. 909838/0853

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Die Steuerung der Regärvorrichtung 16 erfolgt über die auf der Hauptwelle 11 festsitzenden Zahnräder 27-, und 27₂· Sie wird auf die Rotoren 4 über die auf den üohlachsen 14. und H₂ festsitzenden Zahnräder 26. und 26₂ übertragen.

man kann die Vorrichtung zur Begrenzung des UmdrehungsUnterschiedes der beiden Kolbenpaare ins Innere des Differentialgetriebes verlegen, wie es in Mgur 4 dargestellt ist.

Der Durchmesser der Satellitenräder 19^ und 19₂ ist relativ zu J?igur 1 und 2 vergrößert und nach innen mit einem kleinen Zahnradteil 28 verbunden. Der Zahnradteil 28 steht mit den dazwischengeschalteten Hilfsplanetenrädern 20. und 2O₂ in käm mender Verbindung. Die Hilfsplanetenräder 20. und 2O₂, welche sich frei um die Hauptwelle 11 drehen, sind mit den .flanetenrädern 21. und 21₉ durch i'reilaufvorrichtungsi(Fig. 5) verbunden, welche verhindern, daß die Planetenräder 21^ und 21₉ sich langsamer drehen könnten als die Hilfsplanetenräder 20. und 2O₂. Da die beiden Kolbenpaare 2, 3 mit den Planetenrädern 21. und 21 ₀ starr verbunden sind, kann man den Unterschied der Drehgeschwindigkeiten der b-eiden Kolbenpaare in gewünschter Weise beschränken.

Die Trägheits- und Reibungswirkungen werden in bekannter 7/eise im Rahmen des Möglichen verringert und alle Organe erhalten eine übliche und nicht exzentrische Form.

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lsartorplate a

^{Möndien21(Laim}) Stroblstr. 40 _. r\p β»π NICKEL

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5.966,

503838

Bei dem gewählten Beispiel ist der Kreiskolbenmotor ein Verbrennungsmotor. Dieser uotor hat vier paarweise angeordnete Kolben, so daß vier abgedichtete Kammern veränderlichen Voluhiens erzielt werden. Diese vier !Lämmern" entsprechen den vier i^lindern eines Viertaktmotors. Die vier Kreiskolben drehen sick koaxial mit der angetriebenen ,velle in solcher _ΛΓΪ, daß die vier Phasen des Zyklus ohne wesentliche Veränderungen in den gleichen Ifmfangzonen des Hohlkörpers auftreten.

Im Falle eines Benzinmotors kann eine Zündkerze ohne jegliche Schwierigkeiten in der bohrung 9 angeordnet «erden.

um das Anlassen eines solchen '.ίοtors sicherzustellen, kann eine nicht dargestellte Öffnung in der VerbrenmmgskFmruer vor/jessnen sein, um Preßluft einzuführen unä das -inlassen in die V/e.j.3 zu leiten. Das .-uilassen kann auch durch einen gewöhnlichen anlasser erfolgen, der die Hauptwelle 11 antreibt. In die&eii S¹^lIe kann man an geeigneter Stelle, z..d. in der £lähe des Kolbens 2 der x^?igur 1 durch einen zu ge._;e"oener ^eIt arbeiteivdea Elektromagnet eil den entsprechenden kolben, abbi'emsen.

Die erfindun^sgerüäße Anordnung gestattet es, jegliche Klappen oder anderen Ventile wegzulassen, was eine ^rnöhung der LoisTun^ des ^.otors mit sich bringt und iha gleichzeitig einen .pehr weichen Lauf verleiht. _{ßAD 0R|G|fv}A|}_

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I Ruf 569661 M DR. UtKD NICKbL

Die Erfindung ist nicht auf Benzinmotoren beschränkt. Ein Brennstoff, der das Selbstzünden gestattet, kann verwendet werden. Zu diesem Zweck wird eine kontinuierliche Vergasung oder Einspritzung des Brennstoffes mit niederem Druck direkt vor der Kompressionsphase vorgesehen. Die Mischung explodiert dann bei dem Verbrennungsdruck. Dieses Verfahren gestattet die Veränderung des Verbrennungsdruckes. Bei dem erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotor ist jeglicher Totpunkt ausgeschaltet. Bei Selbstzündung wird ein veränderlicher Kompressionssatz und ein elastisches und verhältnismäßig weiches Laufen erzielt.

Der erfindungsgemäße Motor bietet sahireiche Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise!

Benutzun r eines Brennstoffes geringeren .Yertes unter Sicherstellun_;. der Verbrennung durch kontinuierliches Zünden und durch Glühfaden. Beim üblichen Betrieb mit Benzin und mit Zündkerze hat die Oktanzahl des Brennstoffes nur eine unter- £βordnete Bedeutung, da kein Totpunkt vorhanden ist. Der Betrieb küuin mit verschiedenen Brennstoffen erfolgen, mit gewöhnlichem Dieselöl bis su einem oenzinähnlichen Brennstoff.

Bei Ver .endunr des kontinuierliche·. Druckes eines beliebigen i.Iediums. z.5. Dampf, kann der erfinaungsgemäße IvIotor mit zwei XreiskoHben. ausgestattet sein, die den Hohlkörper 7 in zwei Abteile trennen, die sv?ei Öffnungen liaben, von denen die eine

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ώ°569661 -8- DR. GIRD IiICKEL

PATEKTARW^LT

PATEKTARW^

1 3R

dasu. bestimmt ist, uampf einzufüJiren, wänrend die z'v-eite als Auslaß dient«

Obwohl die Erfindung für eine besondere Ausführungsform besenrieben wurde, ist sie in keiner Weise darauf begrenzt und kann unter verschiedenen Form- und Materialänderungen durchgeführt werden, ohne dadurch den Erfindungsgedanken und den Rahmen der Erfindung zu verlassen«

BAD ORIGINAL

9098 2 3/0853. -

Claims (7)

M-Bua Adresse j fSi^—; '■■-" te^ , 32 ΐ Rül S69i61 Q DR. GERD NICKEL EaS E2443C ~ ' "" PATENTANWALT TI03838 Ansprüche

1. Kreiskolbenmotor, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens zwei beaufschlagte Kreiskolbenpaare (2, 3) aufweist, die koaxial jeder auf einem besonderen Rotor (4) zum Teil voneinander unabhängig drehbar sind und zwischen sich vier Arbeitszonen aufweisen, nämlich Einlaßzone, Kompressionszone, Explosions-Yerbrennungszone und Auslaßzone.

2» Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zündvorrichtung aufweist.

3. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Brennstoffeinspritzung aufweist.

4. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiskolben (2, 3) von einer besonderen Differentialeinrichtung (12) gesteuert werden, welche mittels ihrer Eeglerelemente (16, 17) die Winkeldrehbewe-fungen <äer Kfeiskolben in gleichmäßige Drehbewegungen der Hauptwelle (11) umwandelt.

BAD ORIGINAL 909838/0853

,J₁₂₄₄₃₆ . ■- - _ ig _ pate ν τ* a W^iJ¹

5. Kreiskolbenmotor naea Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung der Differentialeinrichtung (12) ihre Steuerwirkung zwischen der Hauptwelle (11) und fest mit den Rotoren v4i verbundenen Holllachsen (14) ausübt.

β. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren ^4) der Kreiskolbea. (2, 3) mit der Differentialeinrichtung (12) durch Satellitenräder (15, 19) verbunden sind, leren Achsen (25) fest auf der Hauptwelle (11) sitzen.

7. Kreiskolbenmotor nach 3i.nem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eeglervorrichtung (16, M) ein Zahnrädersystem (2Cv ²¹) ⁱⁿ Verbindung mit einer Freilauf vorrichtung (Fig. 5) aufweist.

S. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 zur Beaufschlagung mit kontinuierlichem Druck, a_a B. mittels Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß er mi^ zwei Kreiskolben versehen ist, die den Hohlkörper (7) in .zwei Abteile trennen, die zwei Öffnungen aufweisen, deren eine als Einlaß und deren andere als Auslaß dient,

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909338/0853

eerseife