DE2040868A1

DE2040868A1 - Verbrennungsmotor mit Freilaufwelle

Info

Publication number: DE2040868A1
Application number: DE19702040868
Authority: DE
Inventors: Alwin Gottschalk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-08-18
Filing date: 1970-08-18
Publication date: 1972-02-24

Description

Verbrennungsmotor mit Freilaufwelle.
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor für flüssigen Treibstoff, der statt einer Kurbelwelle eine Freilaufwelle hat, Vereinfachungen in der Gesamtkonstruktion aufweist und höhere Leistung bringt.
Die bekannten Otto- und Dieselmotoren sind alle mit einer Kurbelwelle ausgerüstet, die die lineare Schubkraft der Kolben in Drehkraft umwandelt. Dabei ist es unvermeidbar, daß im Moment der größten Kraftenwicklung im Zylinder Pleuel und Kurbelwelle eine gerade Linie bilden, keine Drehkraft erzeugen, sondern nur alle beteiligten Teile, insbesondere die Lager, extrem hoch belasten. Nach Weiterdrehen der Kurbelwelle tre ten an den Zylinderwänden erhebliche Seitendrücke auf, die Kräfte verbrauchen und den Verschleiß erhöhen.
Die sich hin und der bewegbaren Teile Kolben und Plenel erzeugen Fliehkräfte und unterstützen damit bis zu einer bestimmten Motordrehzahl die Kompressionsarbeit. Wird der Motor aber weiter beschleunigt, vergrößern sich auch die Fliehkräfte, und diese überhöhten Kräfte wirken sich nun hemmend gegen die Drehkraft aus. Zusammen mit den bei hohen Drehzahlen entsprechend vtirseren Gaswechselzeiten und dementsprechend schlechteren Füllungsgrad der Zylinder fällt dann die Leistung zurück.
Ferner benötigen Ottomotoren eine komplizierte Zündanlage und Dieselmotoren eine Hochdruck-Ei/spritzanlage.
n Dar statt mit einer Kurbelwelle mit einer Freilaufwelle ausgerüstete Motor schaltet diese Mängel weitgehendet aus und ist in seinem gesamten Aufbau wesentlich einfacher als die vorbezeichneten. Es ist ein Zweitaktselbstzündmotor mit zwei oder vier Zylindern. Seine Welle trägt zwei Hemmkeil-Innenfreiläufe, die als Vorschubgetriebe arbeiten. Die Freilauf-Innenringe (2) sitzen fest auf der Welle (1), die Freilauf-Außenringe (3) sind durch Schubstangenpaare (5) mit dem tugeordneten Kolben (6) kraftschlüssig verbunden. Dafür besitzen die Außenringe an ihren rechten und linken Seiten Zapfen (7), die, versehen mit Gleitschlitten (8), in den Fenstern der Schubstangen seitlich beweglich eingepaßt sind.
Die Enden jedes Schubstangenpaares sind überbrückt,(10), damit ein darauf angreifender Kipphebel (9) die Bewegung des einen Kolbens in eine Gegenbewegung des anderen umlenken kann. Dieses Umlenken läßt sich auch durch Zahnräder zwischen beiden Außenringen erreichen. Beide Kolben sind nun auf diese Weise miteinander verbunden. Bewegt sich also der eine Kolben nach innen, geht der andere zwangsläufig nach außen und komprimiert das zuvor angesaugte Vergaser-Kraftstoff-Luft-Gemisch. Die Zylinder sind zum Gehause hin abgeschlossen.
Das Gehäuse weist lediglich die Aussparungen auf, die zur Durchführung der Schub stangen auf der Zylinderseite und auf der Kipphebelseite nötig sind. Der zwischen Kolben und Gehäuse verbleibende Zylinderraum dient zum Ansaugen und Vorverdichten des Kraftstoff-Luft-Gemisches.
Eine komplizierte Zündanlage benötigt der Freilauf-Motor nicht. Durch hohe Komprimierung kommt es zur Selbstentzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Das Anlassen des kalten Motors wird durch Glühkerzen erleichtert.
Die Kolbenkraft steht schon zu Beginn des Arbeitstaktes in einem sehr günstigen Angriffswinkel zum Freislaufaußring (3).
Dießer überträgt sofort ein sehr iiohes Drehmoment über die @@emmkeile (4) auf den Freilaufinnenring (2) und somit auf die Welle (1). Da der gesamte Weg des Kolbens nur 1/6 bis 1/5 des Umfanges des Außenringes ausmacht, bleibt der günstige Angriffswinkel über die ganze Strecke erhalten.
Der Kolben gegen Ende des Arbeitstaktes Auspuffschlitz und danach überströmkanal frei, sodaß Gaswechsel stattfinden kann, wie bei Zweitaktomotor herkömmlicher Art. Der Unterschied ist, daB bei Verdoppelung der Drehzahl beim benannten Zweitaktmotor die Zeit für den Gaswechsel nur noch die Hälfte beträgt, was einen schlechteren Füllungsgrad des Zylinders zur Folge hat. Bei dem hier beschriebenen Freilauf-Motor hat eine Verdoppelung der Frequenz durch die entsprechende Erhöhung der Fliekraft der pencelnden Teile auch ein, stärkere Kompression zur Folge, des heißt, der Gegenkolben geht weiter am Auspuffochlitz und Übetrströmkanal vorbei und gleicht somit die Zeit fiir den Gaswechsel besser aus. Die stärkere Kompression hat auch eine bessere Verbrennung mit besseren Arbeitsleistungen zur Folge.
Zum Anlassen des Freilaufmotors eignet sich besonders eine Pendelanlaßanlage. Sie findet u. a. bei Zweitakt-Dieselemotoren (@@nz) und Motorrollern Verwendung. Anker und Spulen hierfür wären an den i"reilauf-Außenringen und der gegenüberliegenden Motorgehäusewand anzubauen. Die Anlage ist in den Zeichnungen nicht dargestellt, es ist lediglich der in etwa benötigte Raum vorgesehen.
Die Ausführung als 4-Zylinder-Freilaufmotor entspricht im Aufbau und in der Arbeitsweise genau dem 2-Zylinder-Freilaufmotor. Die Freilaufaußenringe haben, um 180° versetzt, je ein weiteres Zapfenpaar, auf das das sweite Zylinderpaar genau so wirkt, wie das beim 2-Zylinder-Freilaufmotor beschriebene. Aus dem 2-Zylinder-Reihenmotor wird ein 4-Zylinder-Boxermotor. Beide auf einen Freilauf wirkende Kolben führen zur gleichen Zeit den gleichen Arbeitstakt aus. Dadurch werden die Wollen- und auch die Freilauflager vollkommen entlastet. Die Welle hat nur noch die Drehkraft zu übertragen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verbrennungsmotor mit Freilaufwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung der linearen Schubkraft der Kolben (6) in Drehkraft beim 2- und 4-Zylinder-Motor durch zwei auf einer Welle (1) angeordnete Innenfreiläufe, vorzugsweise Hemmkeil-Innenfreiläufe, durchgeführt wird.

2. Ansprüche nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder soweit seitlich am Motorgehäuse angeordnet sind, daß die Schubkraft der Kolben während des gesamten Arbeitshubs in einem sehr günstigen Angriffswinkel zur Welle steht und nur ein geringer Teil als Seitenkraft verlorengeht.

3. Ansprüche nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelstrecke der Kolben nur 1/6 bis 1/5 des Umfanges des freilauf-Außenringes (3) beträgt und je nach Einwirkung von Kraft und Gegenkraft unterschiedlich lang sein kann.

4. Ansprüche nach 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben (6) über ihre Schubstangen (5) und deren Brücken (10) mittels des Kipphebels (9) so miteinander in Verbindung stehen, daß der Arbeitstakt in dem einen Zylinder den Kompressionstakt in dem anderen erwirkt.

5. Ansprüche nach 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Abhängigkeit auch anders erreicht werden kann, beispielsweise durch Zahnräder zwischen beiden Freilauf-Außenringen (6).

6. Ansprüche nach 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaußenringe (3) auch durch je zwei Kolben angetrieben werden können, so daß aus dem 2-Zylinder-Reihenmotor ein 4-Zylinder-Boxermotor wird, mit dem besonderen Vorteil, daß die lager des Motors ganz entlastet sind und die Welle (1) nur noch auf Drehung beansprucht wird.

L e e r s e i t e