DE2059996C3 - Hubkolbenmaschine ohne Welle mit Generator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine ohne Welle mit Generator gemäß dem C-berbegriff von Patenanspruch 1.

Beim Betrieb der Hubkolbenmaschine bilden die beiden Hubkolben zwei parallelgeschaltete, zusammenwirkende und auf diese Weise deren Bewegung synchronisierende Wechselstromgeneratoren.

Eine bekannte Freikolbenmaschine dieser Art (US-PS 34 395) weist Kolben mit gegenüber deren Druckteil im Durchmesser vergrößertem Magnetteil auf. Beide Kolben sind im Bereich ihrer Magnetteile auf einer axial verlaufenden Stange verdrehsicher geführt. Bei der Steuerung der Hubkolben ist zu beachten, daß deren Magnetteil bei der Bewegung nach innen nicht gegen die an den Magnetteil angrenzende radiale Gehäusewand stoßen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolbenmaschine der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie besonders kurz ausgeführt werden kann, was insbesondere auch auf die Hubkolben zutrifft, die sich dann durch eine besonders geringe Masse auszeichnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen von Patentanspruch 1 gelöst.

Als einziges Führungsmittel für jeden Hubkolben dienen dabei im Sinne von Patentanspruch 2 dessen Gleitsitz einerseits in dem vom Druckraum und andererseits in dem von der zugeordneten Druckkammer gebildeten Abschnitt des Zylinderraums. Dabei ist es im Sinne von Patentanspruch 3 möglich, daß der Ringraum zwischen Hubkolben und Zylinderwand im Bereich der mittleren Gehäuseteile einem Luftspalt von 0,3 bis 0,8 mm entspricht.

Die Hubkolben gemäß dem Erfindungsgegenstand sind also in ihrer Längsrichtung ohne Begrenzung durch Anschläge frei beweglich; sie können sich dabei auch

ohne Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine beliebig um ihre Längsachse verdrehen.

Dadurch, daß der erfindungsgemäße Hubkolben über seine gesamte Länge den gleichen Durchmesser aufweist, ist keine Gefährdung der Hubkolbenmaschine bei unregelmäßig langen Hubbewegungen gegeben. Selbst wenn die Gleitsitzteile in den Bereich der Induktionseinrichtungen gelangen, ist eine Beeinträchtigung des Maschinenlaufs nicht zu befürchten. Hubkolben und insbesondere die Bohrung des Zylinders sind infolge des gleichbleibenden Kolbendurchmessers besonders einfach herzustellen. Der erfindungsgemäße Vorschlag läßt sich auch auf kurze und im Durchmesser kleine Kolben anwenden, wobei besonders hohe Frequenzen bei entsprechend gesteigertem Wirkungsgrad erreichbar sind.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

F i g. i einen axialen Längsschnitt durch die Hubkolbenmaschine und

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie II—II in F i g. 1

Gem. F i g. 1 umfaßt die Hubkolbenbrennkraftmaschine einen zentralen Gehäuseteil 1, in welchem mittig ein Druckraum la ausgebohrt ist, dessen Durchmesser lediglich geringfügig größer ist als der der darin geführten Druckteile 8, 8a der Hubkolben 6, 7. An den zentralen Gehäuseteil schließen sich zu beiden Seiten aus Eisenblechplatten gebildete und die Induktionseinrichtungen enthaltende mittlere Gehäuseteile 2, 3 und daran äußere Gehäuseteiie 4a, 5a an, welche hydraulische Pufferkammern 4, 5 enthalten. Die mittleren Gehäuseteile 2, 3 und die äußeren Gehäuseteile 4a, 5a sind sämtliche auf der gleichen Achse Ii fluchtend beiderseits des zentralen Gehäuseteils 1 angeordnet

Der Druckraum la des zentralen Gehäuseteils 1 und die Pufferkammern 4,5 besitzen denselben Durchmesser, während der Durchmesser der bohrung in den mittleren Gehäuseteilen 2, 3 größer ist so daß dort ein Luftspalt von ungefähr 0,3 bis 0,8 mm verbleibt

Die beweglichen Teile der Maschine sind durch zwei voneinander unabhängige und identische Hubkolben 6, 7 gebildet, welche sich unter den aufeinanderfolgenden Stößen des Gases, welches im Druckraum la eingeschlossen ist und der Flüssigkeit, welche in den Pufferkammern 4, 5 enthalten ist, symetrisch und entgegengerichtet hin- und herbewegen. Jeder Hubkolben 6, 7 umfaßt zusätzlich zu dem aus Segmenten zusammengesetzten Druckteil 8,8a einen Magnetteil 9, welcher von einem lameliierten Paket aus Eisenscheiben gebildet ist, sowie einen Pufferteil 10, der die Hydraulikflüssigkeit in den Pufferkammern 4, 5 verdichtet. Die Teile jedes Hubkolbens 6, 7 sitzen auf einem zentralen Dorn 10a mit durchgehender Mittelbohrung.

Bei jedem Hubkolben 6, 7 sind dessen Druck-, Magnet- und Pufferteil von zylindrischer Gestalt und besitzen den gleichen Durchmesser, wobei die drei Teile auf der Achse 11 exakt fluchten, Demzufolge kommen die Hubkolben 6, 7 ohne irgendeine zusätzliche Führungseinrichtung aus; sie sind lediglich im Bereich von Druckteil 8, 8a und Pufferteil 10 in den entsprechenden Gehäusebohrungen geführt. An den mittleren Gehäuseteilen 2,3 sind Erregerwicklungen 14 und weitere Wicklungen 20,21 vorgesehen.

Die Pufferkammern 4, 5 nehmen im allgemeinen den Brennstoff des Motors auf, beispielsweise Dieselöl,

velches durch die Zuführungsleitungen 13 eingeführt vird. Die Kanäle 15 bilden die Zuführungsleitungen für frischluft oder Kraftstoffluftgemisch, während mit 16 lie Austrittsleitungen für die Verbrennungsgase bezeichnet sind. Die Austritts- bzw. Zuführungsleitungen 16,15 sind so angeordnet, daß sie von den Hubkolben 6, ' in funktionell richtiger Lage verschlossen oder beigegeben werden.

Der zentrale Horn 10a kann beispielsweise als linspritzeinrichtung wirken, wenn in den Pufferkamnern 4, 5 als Hydraulikflüssigkeit Brennstoff eingefüllt st, der durch die Mittelbohrung des Doms in den

Druckraum gelangt. Gegebenenfalls kann dann in der Mittelbohrung des Doms ein Drosselventil oder ein anderes Ventil als Einspritzventil vorgesehen sein.

Die Pufferkammern 4,5 können auch als Pneumatikzylinder ausgebildet sein, welche ggf. eine konstante Gasmenge in sich einschließen und auf diese Weise als ruckstellende Puffer wirken.

Die Pufferkammem 4, 5 können aber anstelle einer Flüssigkeit auch ein andersartiges, elastisches Teil aufnehmen, welches die Funktion der Hubkolbenmaschine als thermomagnetischer Generator gewährleistet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hubkolbenmaschine ohne Welle mit Generator, welche ein Gehäuse mit einem zentralen Druckraum aufweist, der beidseitig durch Induktionseinrichtungen enthaltende Hohlräume verlängert ist, an deren Enden Pufferkammern anschließen, wobei alle Gehäuseteile zur Kolbenlängsachse konzentrische Bohrungen aufweisen, die zusammen einen durchgehenden Zylinderraum bilden, und welche Maschine zwei voneinander unabhängige, identische Hubkolben mit dem Druckraum zugeordnetem Druckteil, den Induktionseinrichtungen zugeordnetem Magnetteil und den Pufferkammern zugeordnetem Pufferteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubkolben (6, 7) über deren gesamte Längeden gleichen Durchmesser aufweisen.

2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einziges Führungsmittel für jeden Hubkolben (6,7) dessen Gleitsitz einerseits in dem vom Druckraum (la) und andererseits in dem von der zugeordneten Pufferkammer (4,5) gebildeten Abschnitt des Zylinderraums vorgesehen ist.

3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen Hubkolben (6,7) und Zylinderwand im Bereich der mittleren Gehäuseteile (2,3) einen Luftspalt von 03 bis 0,8 mm aufweist

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