DE1958416A1 - Explosions-Press-Kolben-Motor - Google Patents

Description

• Sxplosions-PreßiGolben-Motor Die Erfindung betrifft einen Explosions-Preß-Kolben4totor der aus jeweils einen miteinander verbundenen Druckkolben und Preßkolben besteht die sich frei im Zylinder und Preßkammer bewegen, insbesondere für Fahrzeuge, Anhänger, Maschinen, Pumpen, stationäre Anlagen oder dergl., die von einem Motor betrieben werden.
• Es sind Motore aller Art bekannt, deren Sinn und Zweck es ist Fahrzeuge, Maschinen oder dergl. anzutreiben. Bei den bisher bekannten rotoren handelt es sich um Explosionsmotore die mit einer Kurbelwelle, Pleuelstange usw. versehen sind und auf rein machanischer Basis arbeiten. Auch der Wankel-Motor arbeitet auf rein mechanischer Basis.
• Der Nachteil liegt darin, daß die Verbindung von Motor zur 'i'riebachse mittels Gelenkwelle, Ausgleichsgelenken oder elastischen Kupplungen, rein mechanisch durchgeführt werden muß. Durch diese mechanische Arbeitsleistung ist es z.B. nicht möglich bei Anhän-Dem, attelaufliegern oder dergl. von dem Motor des Zugfahrzeuges aus, die bisherigen Laufachse als Triebachsen auszubilden und mit zu betreiben.
• Bei stationaren Anlagen ist es oft mit größten Schwierigkeiten verbunden, besonders wenn Maschine und Motor weiter voneinander entfernt sind, eine geeignete Antriebsverbindung mittels Transmissionswellen, Gelenkwellen, Keilriemen, Kettenantrieben oder dergl., herzustellen, Außerdem kann es durch Überbelastung leicht zu Getriebeschäden, Kurbelwellenbruch oder dergl., kommen.
• Der Gegenatand der vorliegenden Erfindung bezweckt nun auf diesem Gebiet eine Verbesserung vorzuschlagen.
• Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß der mit Kolbenringen versehene Kolben und der, mit Befestigungsschraube, Dichtungsmanschette, Preßkolbenkopf und Druck/Stützring versehene Preßkolben miteinander verbunden sind und die so gebildete Baueinheit in der dafür vorgesehenen Bahn frei beweglich, in dem Zlinder und Preßkammer, welche wiederum miteinander verbunden sind, eingebracht ist derart, daß bei Xxplosionsdruckaufgabe auf den Druckkolben, die sich dadruch bildende Ausdehnung eine Abwärtsbewegung des Druckkolben und Preßkolben zur Folge hat und zugleich eine Pressung der in der Preßkammer befindlichen Betriebsflüssigkeit bewirkt, für deren Weiterführung in den Betriebsumlauf das Auslaßventil in den Preßkammerkopfdeckel eingebracht ist.
• er besondere Vorteil des Explosions-Preß-xolben-jotors liegt darin, daß er ohne Kurbelwelle, Pleuelstange, Zahnradgetriebe oder dergl. arbeitet und sich der Druckkolben und Preßkolben ohne jede mechanische Verbindung in dem Zylinder und Preßkamtner frei bewegen. Ein weiterer Vorteil ist es, daß der Explosions-Preß-Kolben-Motor bei Kraftfahrzeugen wie bisher vorn eingabaut werden kann, zum Antrieb auf die Hinterachse eine Gelenkwelle aber nicht mehr nötig ist, da der antreibende Plüssigkeitsmotor unmittelbar mit der triebachse oder den Driebrcdern verbunden wird und die Verbindung -Explosions-Preß-Kolben-Motor zum Plüssigkeitsmotor- durch gut zu verlegende Rohr- und Schlauchleitungen hergestellt werden kann. Außerdem ist es möglich das Fahrzeug mit einem Allrad-Antrieb zu versehen, wobei jedes Rad einzeln von einem Flüssigkeitsmotor angetrieben werden kann. Auf diese Weise kann man auch Anhänger, Sattelauflieger oder dergl., mit einem eigenen Antrieb auf die Räder oder Achsen versehen.
• Durch Einbau eines Mengenteilers mit einer Betriebsflüssigkeitsabzweigung ist es möglich weitere An- oder Aufbaugeräte wie z.B.
• Sandstreuer, Kompressoren, Vakaumpumpen usw. mit zu betreiben.
• Der bisher nötige und kostspielige, nicht immer anbaumöglicha Nebenantrieb kann somit entfallen.
• Der Explosions-Preß-Kolben-Motor kann als eine Einheit gefertigt werden d.h das mehrere Zylinder und Preßkammer (Mehrkolbensystem) sowie alle weiteren Bauelemente wie z.B. Flüssigkeitspumpe mit E.-Motor, Flüssigkeitspumpe zur Beförderung der Betriebsflüssigkeit (nach erfolgtem Anlassen durch Flüssigkeitspumpe mit E.-Motor), Flu"ssigkeitsmotor usw. zu einer einheit zusammengefugt sind. Sie können aber auch getrennt am Fahrzeug, Maschine oder dergl., angebaut werden.
• Bei Verwendung des Explosions-Preß-Kolben-Motors für eine stationäre Anlage, können ebenfalls vom standort des Motors aus, weiter entfernte Maschinen, Geräte oder dergl., durch einfaches Verlegen von Rohr- oder Schlauchleitungen usw., betrieben werden, Der Explosions-Preß-Kolben-Motor kann auch als Förderpumpe, Hochdruckpumpe oder dergl. zum verspruhen, pumpen oder dergl., von gasförmigen und flüssigen Medien verwendet werden.
• Ein Ausfahrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Fig. 1 den erfindungsgemäßen Gegenstand im Schnitt. Die Kolben sinu nicht im Schnitt dargestellt.
• Fig. 2 ein Schaltschema des Explosions-Preß-Kolben-Motors.
• Gemaß Zeichnung ist der Zylinder 1 mittels Zylinderkopfdeckel 2 und Zylinderkopfdichtung 4 fest verschlossen. In dem Zylinderkopfdeckel 2 sind das Abgasventil 5, Frischluftventil 6, Brennstoffeinspritzventil 7 und die Zündung 8, eingebracht, Der Zylinder 1 ist innen mit dem Schmierölkanal 3 versehen. in dem Zylinder 1 ist der mit Kolbenringen 10 versehene Druckkolben 9, verbunden mit dem Preßkolben 11, eingebracht.
• Am Boden des Zylinders 1 befindet sich ein Durchbruch zur Durchführung des Preßkolben 11. Ferner ist am. Boden des Zylinders 1 die Preßkammer 25 angebracht. Die Arretierung von dem Zylinder 1 zur Preßkammer 25 erfolgt durch das Bührungalager 17, welches mit dem Schmierölkanal 16 versehen ist und zur Führung des Preßkolben 11 dient Die Abdichtung zwischen Preßkammer 25 und Zylinder 1 erfolgt durch die Dichtung 13. Die Abddichtung zwischen Sührungslager 17 und Zylinder 1 erfolgt durch die Dichtung (14).
• Die Abdichtung zwischen Preßkammer 25 und Preßkolben 11 wird mittels Dichtungsmanschette 18, 19 hergestellt. Der Preßkolbenkopf 23 ist mit Dichtungsmanschette 21, 22 und Druck/Stützring 24 versehen, und wird mittels Befestigungsschraube 20 fest mit dem Preßkolben 11 verbunden. Nach unten hin wird die Preßkammer 25 durch den Preßkammerkopfdeckel 27, mittels Dichtung 26 fest verschlossen. In den Preßksmmerkopfdeckel 27 sind die Einlaßventile 28, 29 und das Auslaßventil 30 eingebracht.
• Der Betriebaflüssigkeitsbehälter 31 dient zur Aufnahme der Betriebsdruckflüsaigkeit, mittels Blüssigkeitspumpe 32 mit E.-Motor 32 a, wird der zum Anlassen benötigte Vordruck hergestellt.
• Der Druckbehälter mit Druckausgleichsspeicher 33 dient zur Aufnahme und Speicherung, sowie zur Abgabe der Betriebsdruckflüssigkeit an die Einlaßventile 28, 29.
• Nach erfolgter Inbetriebnahme wird die Funktion der Blüssigkeitspumpe 32 mit E.rjotor 32 a, von der Flüssigkeitspumpe 34 übernommen. Der für den weiteren Lauf des Motors erforderliche Betriebsdruck wird somit von der Flüssigkeitspumpe 34 hergestellt.
• Mittels Steuerventil mit Mengenteiler 35 wird der Betriebsflüssigkeitsfluß gesteuert das heißt, er kann vom freien Umlauf durch Umschalten auf den Flüsaigkeitsmotor 36 geleitet werden. Die Drehrichtung des Blüsaigkeitsmotors 26 kann ebenfalls durch Umschalten von Steuerventil und Mengenteiler 35, von links auf rechts drehend, gesteuert werden.
• Der Flüssigkeitsmotor 36 dient zum Antrieb der Flüssigkeitspumpe 34 sowie zum Antreiben der gewünschten Fahrzeuge, Maschinen, Aggregate, Getriebe oder dergl..
• Wirkungsweise: In den Flüssigkeitsbehälter 31 wird Betriebsflüssigkeit eingefüllt und fließt durch Zuleitung zu der Blüssigkeitspumpe 32 mit E.-Motor 32 a und Flüssigkeitspumpe 34. Der mit der Flüssigkeitspumpe 32 verbundene E.-Motor 32 a, wird mittels Xontaktschließen (Anlassen), über die Batterie, in Bewegung versetzt und treibt die Flüssigkeitspumpe 32 an. Dadurch wird Betriebsflu.'ssigkeit in den Druckbehälter 33 gefördert. Ist in dem Druckbehälter 33 der erforderliche Betriebsdruck erreicht, so öffnen sich die Binlaiventile 28, 29 und die hierbei einströmende Betriebaflüssigkeit drückt über den Preßkolpenkopf 23, den Preßkolben 11 und Druckkolben 9 itach oben. Nach einer bestimmten Hubhöhe schließen sich das Abgasventil 5 und Frischluftventil 6. Durch weiteres Ansteigen der Kolben wird die im oberen Raum des Zylinders 1 befindliche LuSt zusammengepreßt und soweit verdichtet, bis zwischen dem Druck auf den Druckkolben 9 und dem Druck auf den Preßkolbenkopf 23 und Preßkolben 11 ein Druckausgleich entsteht.
• Danach öffnet sich das Brennstoffeinspritzventil 7, Brennstoff wird eingespritz und durch die Zündung 8 gezündet, Durch den hierbei auftretenden Explosionsdruck wird das Brennstoffeinspritzventil geschlossen und der Druckkolben 9 mit dem Preßkolben 11 und PreßkolbenkopS 23 nach unten gedrückt. Durch diesen Überdruck werden die Einlaßventile 28, 29 geschlossen und das Auslaßventil 30 geöffnet. Die vorher über die Einlaßventile 28, 29 eingebrachte Betriebsflüssigkeit entweicht unter hohem Druck aus dem Auslaßventil 30 und wird mittels Leitung über Steuerventil mit Mengenteiler 35 zu dem Flüssigkeitsmotor 36 geleitet. Dadurch wird der Flüssigkeitsmotor 36 in die, mittels Steuerventil mit Mengenteiler 5 gewählte Drehbewegung versetzt. Gleichzeitig wird durch Keilriemenverbindung von dem Flüssigkeitsmotor 36 zu der Flüssigkeitspumpe 34, die Flüssigkeitspumpe 34 in Drehbewegung versetzt und beginnt nun ebefalls Betriebsflüssigkeit nach dem Druckbehälter mit Druckausgleichsspeicher 33 hin, zu fördern.
• Dieser Vorgang wiederholt sich solange bis die volle Leistung vorhanden ist. Danach wird durch Kontaktunterbrechung die Verbindung von derBatterie zum E.-Motor 32 a untsrbrochen und der E.-Motor 32 a mit Flüssigkeitspumpe 32 kommt zum Stillstand da die FlüssigkeitSpumpe die volle Funktion übernommen hat.
• Das Steuerventil und Mengenteiler 35 ist in der 0-Stellung auf drucklosen Umlauf geschaltet und kann durch Umschalten den Betriebsflüssigkeitsfluß auf den Plüsaigkeitsmotor 36 leiten, so daß sich der Flüssigkeitsmotor 36 wahlweise nach rechts oder nach links herumdreht.
• Um @inen Riickstau zu vermeiden sind in den Druckleitungen von der Pl(issigkeitapumpe 32 mit E.-Motor 32 a und Flüssigkeitspumpe 34 zu dem Druckbehälter mit Druckausgleichsspeicher 33, Rückschlagventile eingebaut.
• Eine Erweiterung des Explosions-Preß-Kolben-Motors von dem Einkolben-System auf eine vielzahl von Kolben ist durch zusammenfügen einzelner Kolben-Systeme ohne weiteres möglich. Die Zu-, und Ablaufleitungen der Betriebsflüssigkeit von oder zu den einzelnen Kolben-Systemen kann durch eine entsprechend o. leitung mit den jeweiligen Abgängen erfolgen Qaer durch mehrere Einzelleitungen.

Claims (16)

Patentanspru.che!

1.) Explosions-Preß-Kolben-Motor der aus jeweils einen miteinander verbundenen Druckkolben und Preßkolben besteht die sich frei im Zylinder und Preßkammer bewegen, inabesondere für Fahrzeuge, Anhänger, Maschinen, Pumpen, stationäre Anlagen oder dergl., die von einem Motor betrieben werden d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der mit Kolbenringen (10)versehene Druckkolben (9) und der, mit Befestigungsschraube (20), Dichtungsmanschette (21, 22), Preßkolbenkopf (23) und Druck/Stützring (24) versehene Preßkolben (11) miteinander verbunden sind und die so gebildete Baueinheit in der vorgesehenen Bahn frei beweglich, in dem Zylinder (1) und Preßkammer (25), welche. wiederum miteinander verbunden sind, eingebracht ist derart, daß bei Explosionsdruckaufgabe auf den Druckkolben (3) die sich dadurch bildende Ausdehung, eine Abwartabewegung des Druckkolben (9) und Preßkolben (11) zur Folge hat und zugleich eine Pressung der in der Preßkammer (25) befindlichen Befriebsflüssigkeit bewirkt, für deren Weiterführung in den Betriebsumlauf das Auslaßventil (30) in den Preßkammerkopfdeckel (27) eingebracht ist.

2.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich Anbringen, Hinter-, Nebeneinanderschalten oder dergl., mehrerer Zylinder (1) und Freßkammern (25) ein Mehrkolben-Motor ergibt.

3.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 und 2, d a d ii r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die über die Einlaßventile (28, 29) eingebrachte Betriebsflüssigkeit den Preßkolben (11) und Druckkolben (9) nach oben drückt und die oberhalb des Druckkolben (9) aber das Frischluftventil (6) in den Zylinder (l) eingebrachte Frischluft woweit verdichtet, bis. sich beide Drucke aufheben und dabei gleichzeitig die Aufwärtsbewegung des Druckkolben (9) und Preßkolben (11) begrenzt.

4.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß nach erfolgter Explosion und Ausdehnung oberhalb des Druckkolben (9) das in dem Zylinder (1) befindliche Schmieröl (12) die Abwärtsbewegung des Druckkolben (9) uni Preßkolben (11) nach Auftreffen des Druckkolben (9) auf die Oberfläche des ,Schmieröls (12), begrenzt.

@.) Explosions-Preß-Lolben-Motor nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zylinder (1) mittels Zylinderkopfdeckel (2) und Zylinderkopfdichtung (4) nach obenhin fest verschlossen ist.

6.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Zylinderkopfdeckel (2) das Abgasventil (5), Frischluftventil (6), Brennstoffeinspritzventil (7) und die Zündung (8) eingebracht sind.

7.) Explosions-Preß-Eolben-kotor nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zylinder (1) mit einem oder mehreren Schmierölkanal (3) versehen ist.

8.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zylinder (1) am unteren Teil mit einem Durchbruch zur Durchführung des Preßkolben (11) versehen ist und hat einen oder mehrere Schmierölkanäle (13), zum durchfließen des Schmieröles (12), aufweist.

9.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zylinder (1) am unteren Teil sowie die Preßkammer (25) am oberen Teil mit einer Aussparung zur Aufnahme der Dichtung (14) und Führungslager (17) versehen ist und der Zylinder (1) sowie die Preßkammer (25) miteinander verbunden sind.

lO.)Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen Zylinder (1) und Preßkammer (25) eine Dichtung (15) eingefugt ist.

11.) Explosions-Preß-Kolben-lotor nach Anspruch 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Führungslager (1) mit einem oder llehreren Schmierölkanal (16) versehen ist.

12.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in die Preßkammer (25) Dichtungsmanschetten (18, 19) eingebracht sind.

13.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Preßkammer (25) mittels Dichtung (26) und Preßkammerkopfdeckel (27) nach untenhin fest verschlossen ist.

14.) Explosions-Preß-Kolben-Motor nach Anspruch 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Preßkammerkopfdeckel (27 die Einlaßventile (28, 29) und das Auslaßventil (30) eingebracht s ind.

15.) Explosions-Preß-Kolb en-Motor nach Anspruch 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich durch Zusammenfügen der Baueinheit Zylinder (1) usw.

(1 bis 30) mit den Teilen Flüssigkeitsbehälter (31) Flüsaigkeitspumpe (32) E.-Motor (32a), Druckbehälter it Druckausgleichsspeicher (33), Plüssigkeitspumpe (34), Steuerventil und Mengenteiler (35) und Flüssigkeitsmotor (36) eine geschlossene Baueinheit ergibt.

16.) Explosions-Preß-Eolben-DIotor nach Anspruch 1 bis 15, d a d u r c@h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teile aus E.-Metallen, NE.-Metallen, aller hierfür geeigneten Legierungen, Naturstoff, Kuststoff, Gummi oder anderem geeigneten Material bestehen.

L e e r s e i t e