DE19918503C2

DE19918503C2 - Drehkolbenverbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19918503C2
Application number: DE1999118503
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Braunecker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2019-04-24
Also published as: DE19918503A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenverbrennungsmotor mit Selbst- oder Fremd zündung, mit koaxialen Drehkolben und einem Getriebe für die wechselnde Winkelgeschwindigkeit der Drehkolben.

Aus den US-Patentschriften 5,203,858 und 5,676,534 sind derartige Drehkolbenmotore bekannt.

Charakteristisch für beide Bauweisen ist eine Hintereinanderanordnung der Getrieben für die wechselnden Winkelgechwindigkeiten und Motor. Diese Anordnung ergibt sich zwangsweise aus den ausschließlich axialen Anschlußmöglichkeiten der Getriebe, bedingt durch die außermittigen und axialen Getriebeabgänge.

Zum Nachteil resultiert aus der Hintereinanderanordnung ein relativ langer Gesamtaufbau, andereseits treten die Drehmomente im Getriebe und im Motor in verschiedenen Ebenen auf, was Schwingungen verursacht.

In US 5,676,534 ist ein Umkehrgetriebe zum Antrieb des zweiten Dreh kolbens vorgesehen, das zusätzliche Schwingungen verursacht.

Die Hintereinanderanordnung von Getriebe und Motor ist verbunden mit großen Baulängen und dem Auftreten von Drehmomenten in axial versetzten Ebenen (Getriebe- and Motorebene).

Desweiteren ist in der US-Patentschrift 3,080,856 ein Dreh kolbenmotor mit einem im Motorinnenraum angeordneten Getriebe für die Steuerung der Kolbenbewegung mit wechselnder Winkelgeschwindigkeit beschrieben. Dieses Getriebe weist zwei Freilauf- und zwei Kegel zahnradsegmente auf, die in Verbindung mit einem Kegelzahnradritzel die unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten der Drehkolben generieren sollten.

Besonders beim Übergang Langsamlauf-Freilauf-Schnelllauf enstehen derartig hohe Beschleunigungskkräfte, daß dieses ruckartig wirkende Getriebe ungeeignet scheint zum Betreiben eines Verbrennungsmotors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehkolbenverbrennungs motor mit zwei koaxialen Drehkolben und Getriebe für ihre wechselnde Winkelgeschwindigkeit so auszubilden, daß das Getriebe eine kompakte Bauweise zusammen mit dem Motor ergibt, bei gutem dynamischen Verhalten des Gesamtsystems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Getriebe mit dem Drehkolben in den Motorinnenraum zu einer Einheit integriert wird, was bedeutet, daß das Getriebe ohne sein Abgangsglied, nämlich dem Drehkolben, nicht abgeschlossen und somit nicht funktionsfähig ist.

Entscheidend für die schwingungsmindernde, zentrale Anordnung ist die Voraussetzung, daß das Umwandeln und das Übertragen der wechselnden Winkelgeschwindigkeit in ein und derselben Ebene erfolgt. Die Voraussetzung dazu wird geschaffen, indem die normalen Getriebe abgänge eliminiert und durch die Zwischenglieder direkt mit dem Drehkolben verbunden werden.

Das Zwischenglied kann ein Kreuzstück mit einem zentralen Drehlager und kreuzweise zwei Drehlager sein, oder ein ringartiges Zwischen glied mit kreuzweiser Lageranordnung.

Die Funktionsweise des Getriebes ist folgende:
Die Motorwelle nimmt eine quer zu ihr liegende, frei drehbare Welle auf, versehen mit einem Zahnradritzel, das bei einem Umlauf der Motorwelle, zweimal an einem feststehenden Kegelzahnrad abrollt. Durch den Schnit tpunkt Motorwelle/Ritzelwelle verläuft eine zur Ritzelwelle geneigte Achse, verkörpert wirkt sie als sphärische Kurbel. Die Umlaufbewegung wird 90 Grad versetzt mit einem Zwischenglied direkt auf den Drehkolben übertragen. Dadurch entsteht die wechselnde Winkelgeschwindigkeit des Drehkolbens in einer gemeinsamen Ebene.

In vereinfachter Bauweise kann einer der Drehkolben zusammen mit der Motor welle umlaufend, gleichzeitig die Rolle eines Schwungrades übernehmend, und der zweite Drehkolben mit wechselnder Winkelgeschwindigkeit umlaufen.

Ein schwingungsarmer Lauf ist gegeben, wenn beide Drehkolben von winkel versetzten sphärischen Kurbeln angetrieben werden.

Das zweimalige Umdrehen der Ritzelwelle mit der spärischen Kurbelwelle erzeugt vier Winkelhübe der Drehkolben pro Motorwellenumdrehung. Damit sind die Voraussetzungen für einen selbstgesteuerten Viertaktbetrieb gewährleistet. Die vier umlaufenden Arbeitskammern zwischen den Doppel kolben durchlaufen nacheinander die am Gehäuseumfang vorgesehenen vier Segmente für das Ansaugen, Verdichten, Verbrennen mit Expansion und Auspuff.

Die Anordnung von Motorwelle und Getriebe im Motorinneren hält das Motor gehäuse frei für Gaswechsel und Kühleinrichtungen, was einen weiteren Vorteil dieser Bauweise darstellt.

Die Drehmomentabgabe an die Motorwelle erfolgt pausenlos, jeweils über eine Viertelumdrehung.

Der Hubraum pro Motorwellenumdrehung entspricht dem sechzehnfachen Einzelkammervolumen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das im Motorinneren integrierte Getriebe in einer Ebene die wechselnde Winkelgeschwindigkeit generiert und an den Drehkolben abgibt, eine kompakte, steife und schwingungsarme Bauweise ermöglicht und das Motorgehäuse frei hält für Gaswechsel und Kühlung.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 einen Drehkolbenverbrennungsmotor mit einem gleichmäßig laufenden und einem ungleichmäßig umlaufenden Doppelkolben.

Motorwelle 1 ist drehbar im Gehäuse 2 gelagert. Ein Kegelzahnrad 3 ist koaxial zur Motorwelle im Gehäuse befestigt, das Zahnradritzel 4 rollt sich im Übersetzungsverhältnis 1 : 2 ab. Die Ritzelwelle kreutzt die Motorwelle, in der sie drehbar gelagert ist, außerdem ist die Ritzelwelle mit einer sphärischen, respektive Winkelkurbel versehen. Ein Zwischen glied 5, drehbar gelagert auf der Winkelkurbel, überträgt 90 Grad versetzt die zentral eingeleitete Bewegung auf den Drehkolben 6. Dieser ist im Gehäuse frei drehbar gelagert. Aus der der Drehbewegung überlagerten Pendelbewegung entsteht die veränderliche Winkelgeschwindigkeit des Drehkolbens. Die vier Zwischenräume am Umfang der Drehkolben führen je vier Winkelhübe pro Motorwellenumdrehung aus, insgesamt also sechzehn Hübe der Arbeitskammern. Ansaug- und Auspuffschlitze ebenso wie eine Ausschlußmöglichkeit für Zündkerze oder Einspritzdüse im Gehäuse sind in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen ein Beispiel von einem Drehkolbenverbrennungs motor mit zwei mit unterschiedlicher Geschwindigkeit laufenden Doppelkolben. Die pendelnden Bewegungen der Drehkolben erfolgen im Gegenlauf. Dadurch gleichen sich die dynamischen Kräfte gegenseitig aus. Fig. 5 und Fig. 6 zeigen Ausführungsbeispiele der Zwischenglieder 5.

Claims

Drehkolbenverbrennungsmotor für Viertaktbetrieb mit Selbst- oder Fremd zündung, mit zwei koaxial angeordneten Doppelkolben, von denen mindestens ein Doppelkolben mit wechselnder Winkelgeschwindigkeit umläuft und über ein im Motorinnenraum angeordnetes Getriebe mit einer Motorwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine in der Motorwelle (1) und quer zu dieser drehbar gelagerte Ritzelwelle mit einer im Schnitt punkt von Motorwelle (1) und Ritzelwelle angeordneten sphärischen Kurbel mit geneigter Achse aufweist, wobei auf der sphärischen Kurbel frei drehbar ein Zwischenglied (5) angeordnet ist, welches direkt mit einem Doppelkolben (6) verbunden ist, und wobei an der Ritzelwelle ein Kegelradritzel (4) befestigt ist, welches bei einer Umdrehung der Motorwelle (1) zweimal an einem im Gehäuse (2) des Motors befestigten Kegelrad (3) abrollt.