DE2403099A1 - Hubdrehkolbenmotor - Google Patents

Hubdrehkolbenmotor

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DE2403099A1
DE2403099A1 DE2403099A DE2403099A DE2403099A1 DE 2403099 A1 DE2403099 A1 DE 2403099A1 DE 2403099 A DE2403099 A DE 2403099A DE 2403099 A DE2403099 A DE 2403099A DE 2403099 A1 DE2403099 A1 DE 2403099A1
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piston
control
shaft
rotary
cylinder
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DE2403099A
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Theodor Christ
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/04Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0079Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having pistons with rotary and reciprocating motion, i.e. spinning pistons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

  • Beschreibung des Hubdrehkoioenmotors sie schon aus dem Namen hervorgeht 'Hubdrehkolbenmotor" ist der von mir erfundene rotor eine Maschine, bei dem in einem oder mehreren hintereinanderliegenden Zylindern Hubdrehkolben B oder b arbeiten.
  • Diese Hubdrehkolben sind alle mit ihrer Mitte auf einer 5kF!elle D mit dieser in bestimmten Absenden verbunden und werden an ihren Stirnseiten N durch Zylinderköpfe begrenzt, durch deren Kitte die )elle D geht und so auch gleichzeitig in ihnen gelagert wird. In den Zylindern A arbeiten die Kolben B und b in Hubdrehbewegung. Da die Welle D mit den Kolben fest verbunden ist, wird die Kolbenwelle D als Arbeitswelle bzw. Antriebswelle genutzt. Der Hub des Kolbens ist dem im herkömmlichen Zwei- oder Viertakt-Hubkolbenmotor gleich, nur daß bei diesem die Hin- u. Herbewegung des Kolbens über die Pläul auf die Kurbelwelle iibertragen wird und diese die Hin- und Herbewegung in drehende Bewegung wandelt. Bei der von mir erfundenen blaschine finden auch diese Hin- und Herbewegungen statt, doch werden sie durch eine Steuerkurve f oder F sofort mit Kolbenwelle D in drehende Bewegung gewandelt. Die drehende Hin- u. Herbewegung der Welle wird an dafür bestimmter Stelle durch eine Vielkeilwelle K oder ähnliches in nur noch drehende Bewegung gebracht0 Der Medium Zu- u. Abfluß kann bei der von mir erfundenen maschine auf zwei Arten gesteuert werden. Einmal durch eine Dreh-Steuerscheibe, die sich im Zylinderkopf 0 mit der Arbeitswelle dreht und durch einen Schlitz W in ihren Planflächen das ivedium zu und aus den Arbeitsräumen steuert. Die zweite Möglichkeit, der Kolben ist als Hohlkolben b gebildet. Durch diese und eine besondere Bauweise des Zylinderkopfes m wird es möglich, daß der Hohl-Hubdrehkolben b durch eine Öffnung R in seinem ivlantel zum Innenraum L mit der er in seiner Hubdrehbewegung über Schlitze T gleitet, die sich in seinem Hubzylinder A befinden und so das medium Zu- u. Abfluß steuert. Diese Umsteuerung von Hubbewegung in drehende Bewegung kann für Otto-, Dieselmotor, Pumpen und Dampfkraftmaschinen verwendet werden. Die Vorteile einer solchen Maschine sind folgendes Kleiner kompackter Bau der Njaschine. Da keine Pläul, keine Hubventile und auch nicht deren Antrieb forhanden sind, weniger sich bewegender Teile, dadurch weniger Verschleiß, ruhigerer Lauf und auch mehr Kraft, die frei wird für Arbeit. Außerdem wird die Maschine billiger in ihrer Herstellung gegenüber anderen maschinen ob Hub- oder Drehkolben.
  • Der von mir erfundene Hubdrehkolbenmotor kennt auch nicht die Abdichtungsschwierigkeiten am Brennraum, die bei anderen Drehkolbenmotoren doch noch erheblich sind, da die Kolben bei meiner Maschine herkömmlichen Hubkolben fast gleichen und daher auch deren Dichtsystem mit nur kl. Abänderungen an den Kolbenringen übernommen werden kann.
  • Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und wird in folgendem beschrieben: Es zeigen Abb. 1 Viertaktmotor mit sich gegenüberliegenden Hubdrehkolben Zwischen denen Umsteuerelemente G angebracht sind.
  • An beiden Seiten sind Drehscheibenschlitzgesteuerte Zylinderköpfe 0 zu erkennen.
  • Abb. 2 zeigt Zweitaktmaschine mit sich gegenüberliegenden Hubdrehkolben B, zwischen denen die Umsteuerelemente G angebracht sind. Außerdem ist zwischen den Kolben eine Gehäusetrennwand Q zu erkennen, die eine Gehäusekastenspülung für den Zweitakt ermöglicht.
  • Abb. 3 zeigt Viertaktmotor mit Hohlhubdrehkolben b, die sich gegenüber liegen und zwischen denen Steuerelemente G angebracht sind. Auch sind die Zylinderköpfe Wì mit den Zapfen m zu erkennen Außerdem zeigt die Zeichnung noch eine Aufwicklung dz Zylinders A; in ihm sind die Ein- und Auslaßschlitze T sowie die Borhungen für die Steuerelemente G und ZündeJemente k zu erkennen.
  • Abb. 4 zeigt Zylinderkopf O mit Mediumsteuerung durch Drehscheibenschlitz w Auiwerdem sind in der Schnittzeichnung das Vielkeilwellengegenstfick 1 mit seiner Lagerung zu erkennen. Vielkeilwellengegenstück 1 und Drehsteuerscheibe V bilden eine Einheit.
  • Abb. 5 zeigt Umsteuerkurve F im separaten Umsteuergehäuse H; an beiden Seiten der Umsteuerkurve F sind Umsteuerelemente G angebracht. In der Zeichnung gezeigte Umsteuerkurve F steuert im Viertakt. Außerdem ist noch ein Hohlkolben b mit dem dazugehörigen Zylinderkopf M m zu erkennen.
  • Abb. 6 zeigt zwei sich gegenüberliegende Hubdrehkolben B, die durch eine Hohlwelle ä miteinander verbunden sind.
  • und auf einer Vielkeilwelle ö gleiten. Schnitt A B zeigt Keileinsätze IJ, die die Hohlwelle ä mit der sich nur drehenden 'ielle Ö gleitend verbindet.
  • Abb. 7 zeigt ein Umsteuerelernent G, das von außen in das Umsteuergehäuse H austauschbar ist. Die Schnittzeichnung zeigt die xlemmvorrichtung S um das Umsteuereler.ient G, in dem Umsteuergehäuse zu befestigen.
  • Wie aus Zeichnung 1, 2, 3, 6 u. 7 hervorgeht, funktioniert der Hubdrehkolbenmotor folgendermaßen: Der oder die Kolben gleiten bei ihren nin- u. Herbewegungen mit ihrem Hinterteil der mit einer Steuerkurve f mit links und rechts ansteigenden bzw. absteigenden Wendelsteigunsflächen j gebildet ist oder mit einer separaten Steuerkurve F, deren Planfläche mit denselben Wendelsteigunsflächen gebildet und an der Kolbenwelle D befestigt ist, an Steuerelementen G, die im Steuergehäuse H oder im separaten Umsteuergehäuse H befestigt sind, entlang.
  • Dadurch wird die Hubbewegung in drehende Bewegung gewandelt. mir den Zweitaktmotor ist die Steuerkurve f mit zwei um Wendelsteigung X ansteigenden Wendelsteifflunzsflqchen j versehen, die einmal links und einmal rechts ansteigen bzw. absteigen, aus einem Schnittpunkt i zu einem Schnittpunkt i die Steuerflächen bilden j.
  • Fir den Viertaktmotor ist die flanfläche, die als Steuerkurve gebildet ist, in vier gleiche Viertel unterteilt, die als Wendelsteigende Steuerflächen j zwei mal links und zwei mal rechts ansteigend bzw. absteigend die Planseite als Steuerkurve f bilden. Aus dieser Bauweise der Steuerkurve ergibt sich das Hubverhältnis bei einer Umdrehung der Kolben mit der Kolbenwelle D von 360 .
  • So steuert jede Steuerfläche j der Steuerkurve f oder F bei dem Zweitaktmotor 180 bei je einer Hin- u. Herbewegung, zusammen 360 o Bei dem Viertaktmotor steuert jede Steuerfläche j 90 ° bei zwei Hinu. Herbewegunen des Kolbens, zusammen ergeben sich 360 .
  • Die Kolbenwelle D ist auch gleichzeitig die kraftübertragende Arbeitswelle zu den zu treibenden Teilen. Der Hub, den diese Welle ausfahrt, wird an bestimmter Stelle in nur drehende BeTseSlng gebracht. An dieser Stelle ist die Kolbenwelle als Vielkeilwelle K oder ähnlich gebildet und gleitet mit diesem Teil in einer oder über einer anderen Welle, die als Gegenstück 1 mit denselben Vielkeilen oder ähnlichem gebildet ist, aber nur drehend bewegend gelagert ist.
  • Wie aus Abb. 6 hervorgeht, besteht noch die Möglichkeit, den Hub der Kolben mit ihrer Hohlwelle ä in nur drehende Arbeitsbewegung zu bringen. Dazu ist eine sich nur drehende Welle ö, die in den Zylinderköpfen gelagert ist, erforderlich. Die Kolben, wie auch aus Abb. 6 ersichtlich, sind mit einer Hohlwelle ä fest verbunden und gleiten so auf der sich nur drehenden Welle ö. Diese ist an bestimmter Stelle mit Keilnuten oder ähnlichem versehen, die in ihrer Länge etwas größer sind als der Kolbenhub und die Keileinsätze ü zusammen, die die Hohlwelle ä mit der sich nur drehenden Welle ö gleitend verbindet; die Keileinsätze ü ermöglichen erst die hier beschriebene Möglichkeit.
  • Die Welle ö ist auBerdem mit Kolbenringen e versehen, um ein strömen des lulediums durch die Hohlwelle von Arbeitsraum zu Arbeitsraum zu verhindern.
  • Genaue Beschreibung der Steuerkurven f + F. Die Steuerkurve ist eine runde Scheibe mit einer Bohrun r in ihrer Mitte, bei der eine oder beide Planflächen als Steuerflächen j gebildet sind und als Wendel X steigend aus einem bestimmten Schnittpunkt i zu einem bestimmten Schnittpunkt i ansteigen bzw. absteigen, der sich ergibt, wenn zwei Wendel mit der gleichen Steigung X auf einem gleichen Durchmesser gegenläufig ansteigen. Diese Schnittpunkte i bilden die Höhen u. Tiefen der Planseiten der Steuerkurve f oder F.
  • Diese Schnittpunkte i sind Umsteuerpunkte, an denen die Hin- u.
  • Herbewegung in drehende Hubbewegung gewechselt wird. Es sind für den Zweitaktmotor auf einer Planseite der Steuerkurve ein unterer u. ein oberer Schnittpunkt nötig. Fiir den Viertaktmotor sind auf einer Planseite der Steuerkurve zwei unter u. zwei obere Scnnittpunkte i nötig. Das Maß vom unteren zum oberen Schnittpunkt i ergibt gleich den Kolbenhub. Fiir den Zweitaktmotor ist der obere zum unteren Schnittpunkt i um 180 ° auf der Planfläche versetzt.
  • Beim Viertaktmotor ist der obere zum nächsten unteren Schnittpunkt i um 90 ° auf der Planfläche versetzt.
  • Daraus ergibt sich die Formel fiir die Größe des Kolbenhub.
  • 'Vendelsteiguna X durch die Anzahl der Schnittpunkte i von einer S;teuerkurvenseite, der im jeweiligen rotor verwendeten Steuerkurven.
  • Wendelsteigung X ist eine Steigung von 360 0 gemessen an der Länge der reellen Achse, um die sie sich windet. Der Wendelsteigungswinkel X, mit dem die Wendelsteigungsfläche an- bzw. absteigt, errechnet sich mit der Formel tan. für X e dabei bezieht sich d auf den Vendelsteigungsdurchmesser gemessen von Wendelsteigungsflächemitte zu Wendelsteigungsflächemitte an der Steuerkurven-Planseite. Die Formel zur Errechnung des Drehmoments und des Wirkungsgrades lassen sich davon ableiten und lassen sich errechnen aus der Statik der schiefen Ebene und der für Schraubengewinde.
  • Dazu ist noch zu erwähnen, daß endelsteigung X für alle Wendel an einer Umsteuerkurve, die die gleiche ist, daß diese l^lendelLeMethJ nur um eine halbe Drehung von 180 ° beim Zeitaktmotor oder um eine Vierteldrehung von 90 ° beim Viertaktmotor die Steuerkurve als Wendelsteigung x ansteigen b-ws absteigen. Diese Wendelschnittpunkte i sind zu Radien abgerundet, um ein gutes Gleiten der Steuerkurven f u. F an ihren Steuerelementen G z-u ermöglichen.
  • Diese Steuerelemente G werden noch genauer beschrieben.
  • 'lviie aus Zeichnung 1 u. 5 hervorgeht, gibt es mehrere Möglichkeiten mit Umsteuerkurven den Hub der Kolben in Drehbewegung umzulenken.
  • Erstens Abb. 1 u. 2. In einem Zylinder A liegen sich zwei Kolben B, durch deren Mitte die Arbeitswelle D geht, umgekehrt gegenüber (Boxer) Anordnung. Die zwei Kolben bilden dabei ein Steuerungspaar.
  • Sie werden nach außen an ihren Planseiten N bzw. Kolbenstirnseite N von Zylinderköpfen 0 abgerundet, an denen die Arbeit durch das Medium stattfindet (diese Zylinderköpfe 0 werden noch ausfthrlich beschrieben). Die Irnenseiten bzw. das Hinterteil der sich gegenüberliegenden Kolben bildet den Steuerteil; sie sind mit den beschriebenen Steuerkurven f bestückt und stehen sich mit ihren hohen und tiefen Schnittpunkten i symmetrisch gegenüber. Zwischen diesen sich gegenüberstehenden Kolbensteuerkurven f sind Umsteuerelemente G angebracht. Wie auch aus den Zeichnungen Abb. 1, 2, 6 ersichtlich haben die Umsteuerelemente G die Form eines Dreiecks, bei dem 2 Schenkel mit denselben Wendelsteigungen versehen sind, die der im Motor verwendeten Steuerkurvensteigung x entspricht. Dabei ist auch der Schnittpunkt i, an dem sich beide Wendelsteigungen iiberschneiden, zum gleichen Radius gebildet, wie der an der Steuerkurve f oder F.
  • Diese Steuerelemente G sind so in den Elo-tor eingebaut, daß die Schnittpunkte i mit den Radien auf einer Seite mit denen der Kolben steuerkurve f höchsten Schnittpunkt i zusammenstellen. Bei der gegenüberliegenden Kolbensteuerkurve f sind die Steuerelemente G um 180 bzw. 90 ° versetzt so eingebaut, daß der Radius der Steuerelemente G, mit denen der Kolbensteuerkurve f tiefstem Schnittpunkt i zusammenstehen. Diese Steuerelemente G sind mit dem feststehenden Steuergehäuse H verbunden bzw. austausehbar so in ihm befestigt, daß in leichtes Austauschen dieser Teile von außen-möglich wird. Das Austauschen der Steuerelemente G wird nötig, um den durch das Gleiten der Steuerkurven f oder F an den Steuerelementen G erzeugten evtl.
  • t.aterialverschleiß auszugleichen und zwar so, daß ein Gleiten der Steuerkurven an den Steuerelementen in für sie entsprechenden Toleranzspiel gehalten werden kann.
  • Die zweite WIcglichkeit: vie aus Zeichnung Abb. 5 hervorgeht, wird der Umsteuerteil H separat gebildet. Dafür werden die Steuerkurven f oder F in einem extra Gehäuse H auf der Kolbenwelle D befestigt. Es sind auch zwei Steuerkurven f, bei denen die gegerniberliegenden Planflächen als Steuerseiten gebildet sind. Die Steuerkurven f u. Steuerelemente G sind genau so angebracht, wie bei der ersten Röglichkeit zur Umsteuerung der Kolben beschrieben. Durch diese Bauweise den rotor mit separatem Umsteuerrautii H zu bilden, wird es möglich, die Kolben an ihren beiden Stirnseiten N Arbeit ausführen zu lassen. Ein jeder Kolben arbeitet zwischen 2 Zylinderköpfen 0 oder M.
  • Die dritte ltöglichkeit Wie aus Zeichnung Abb. 5 ersic tlich, besteht auch noch die Möglichcit den Hub der Kolben mit ihrer Kolbenwelle D mit nur einer Steuerkurve F in Drehbewegung zu steuern. Die Steuerkurve F kann bei dieser bauart mit der Kolbenwelle D fest verbunden sein und sich mit ihr drehend zwischen feststehenden Steuerelementen G gleiten oder die Steuerkurve F ist mit dem feststehenden Motorgehäuse H verbunden und die oteuerelemente G zu beiden Seiten der Steuerkurve F sind mit der Kurbelwelle D verbunden und gleiten an der Steuerkurve F entlang.
  • Diese Umsteuermörlichkeiten kämen in der Hauptsache für den Rotor mit separatem Umsteuergehäuse H in Betracht. Die Steuerkurve F hat bei dieser Bauart folgende Form: Sie besteht aus einer runden Scheibe mit einer Bohrung in ihrer Mitte. Ihre beiden Planflächen sind als Wendelsteigungsflächen j gebildet; dieselben habe ich schon ausführlich beschrieben. Doch liegen sich bei dieser Steuerkurve F die hohen u. tiefen Schnittpunkte i nicht symmetrisch gegenüber, sondern einem hohen Schnittpunkt i liegt auf der gegenüberliegenden Steuerflächenseite ein tiefer Schnittrunkt i symmetrisch gegenüber oder so ausgedrückt, die Kurvensteuerflächen j in ihrem Abstand zur gegenüberliegenden Steuerfläche j gemessen ergeben am gesamten Umfang das gleiche Maß. Die Steuerelemente G sind bei dieser beschriebenen Bauweise symmetrisch mit ihren abgerundeten Schnittpunkten i an beiden Steuerflächen sich gegenüberliegend angeordnet. Beim Viertakt sind an jeder Steuerseite j zwei um 180 ° gegeneinander versetzte Umsteuerelemente Q angebracht, also für ein Steuersystem sind vier Umsteuerelemente G notwendig. Es ware auch möglich mit nur zwei Umsteuerelementen G zu arbeiten, die an beiden Seiten der Steuerkurve F symmetrisch gegenüberliegen. Doch wire solche Steuerung beim Viertakt-System nicht stabil genug. Wie aus dem Besagten hervorgeht, muß in jedem Steuersystem Abb. 1, 2, 3 und 5 mit Gegenlagerung oder Steuerkurven f an Steuerelementen G oder mit Steuerelerenten G an der Steuerkurve F beider Steuerseiten gegenlagernd umgesteuert werden.
  • Abb. 5, um die Hin- u. Herbewegung des Kolbens mit seiner Kolbenwelle D in gleichmäßige hin- u. herbewegende, nach einer Richtung drehenden Bewegung umzulenken0 Es besteht auch die Möglichkeit auf einer Kolbenwelle D mehrere Kolben B oder b und die dazugehörigen Zylinderköpfe A + M anzubringen, die durch ein oder mehrere Steuersysteme gesteuert werden können.
  • Hier möchte ich noch genau die Beschaffenheit der Umsteuerelemente G beschreiben.
  • Wie aus Zeichnung Abb. 7 hervorgeht, besteht das einzelne Umsteuerelement G, das austauschbar von außen in das Steuergehäuse eingebaut werden kann, aus einem Schaft P, an dessen einen Seite das Umsteuerelement G gebildet ist. Es ist ähnlich eines dreieckigen Körpers, bei dem zwei Schenkel als Wendelsteigungsflächen j gebildet sind.
  • Diese Wendelsteigungsflächen j steigen wie die Steuerkurven des jeweiligen Motors mit einer Wendelsteigung x zu einem Schnittpunkt i an.
  • Dieser ist mit einem Radius abgerundet. Die ?Vendelsteigungsfl ächen j und die Abrundung können mit Lagerwalzen versehen sein, um ein besseres Gleiten der Steuerkurven an ihnen zu ermöglichen.
  • Der Schaft P ist rund (muß aber nicht sein) und mit einer oder mehreren Flächen versehen, die ein genaues Austauschen der Umsteuerelemente G in ihre richtige Lage im Motor ermöglichen. In den Schaft ist eine Spannvorrichtung S eingebaut. Sie ermöglicht ein schnelles Austauschen und Befestigen der Umsteuerelemente G in Steuergehäuse.
  • Die Spannvorrichtung S besteht aus einem Gewindebolzen, dessen Hinterteil als Konus gebildet ist. Beim Einschrauben des Bolzen in den Schaft P des Umsteuerelementes G drückt der konische Teil die in den Schaft eingearbeiteten Spannbolzen U nach außen und befestigt so das Umsteuerelement im Steuergehäuse.
  • Beschreibung der Zylinderköpfe O + M und der Medium-Steuerarten für den Viertakthubdrehkolbenlnotor.
  • Für den Zweitakthubdrehkolbenmotor werden herkömmliche Brennraumfüllsysteme beibehalten.
  • Wie aus Zeichnung 1, 3, u. 4 hervorgeht, gibt es zwei von mir gefundene Möglichkeiten den medium Zu- u. Abfluß bei Hubdrehkolbenmotoren zu steuern.
  • Erstens Mediums teuerung durch den Zylinderkopf O wie aus Zeichnung Abb. 1 + 4 ersichtlich, dreht sich im Zylinderkopf eine Drehsteuerscheibe V die in ihrer Mittenbohrung mit viel Keilen oder ähnlichem versehen ist und so mit der Kolbenwelle D oder ö in Verbindung steht.
  • Durch die Steuerscheibe V, Planseiten ist ein Schlitz W eingearbeitet, der auf einem bestimmten Umfangs durchmesser ein Viertel des Kreisdurchmessers entlang zieht auf dem er liegt. Die Schlitzbreite ist die der Kanäle Z, die von außen kommend durch den Zylinderkopf O in den Arbeitsraum bzw. Brennraum zieht.
  • quer durch diese Kanäle Z dreht sich die Drehschlitzscheibe V und trennt diese in obere und untere Ein- u. Auslaßkanäle Z. Bei ihrer Drehung verbindet oder trennt sie diese durch ihren Schlitz W oder dessen Schlitzende. Bei Verbrennungsmaschinen verbindet sie in ihrer Drehrichtung erst den oberen und unteren Auslaßkanal Z zu einem Einen, so daß das Abgas ausgestoßen werden kann. Im nächsten Drehviertel verbindet sie oberen und unteren Zinlaßkanal Z zu einem Einen, so daß neues Gemisch eingesaugt werden kann und trennt durch ihr Schlitzende mit den benötigten Uberschneidewinkel den Auslaßkanal. Um Dichtheit der Kanäle Z an der Steuerscheibe im oberen und unteren Zylinderkopf O herzustellen, sind Dichtringe d um die Kanäle Z eingearbeitet, die durch Federdruck an die Planseiten der Steuerscheibe V gedrückt werden und so die Dichtheit der Kanäle Z an der Drehsteuerscheibe V herstellen.
  • Die Kolbenwelle wird durch Kolbenringe e in der Zylinderkopfmittenbohrung abgedichtet. Der Zylinderkopfunterteil O zur Drehsteuerscheibe V wird durch einen oder mehreren Dichtringen h, die zwischen Zylinderkopfunterteil 0 und Steuerscheibe V Planseite angebracht sind, abgedichtet. Genaueres ist aus der Zeichnung, Abb. 4, zu ersehen.
  • Aueerdem wird der Hubdrehkolben B mit Kolbenringen e, die mit seitlichen Nasen y versehen sind, im Hubzylinderraum A abgedichtet. Die seitlich an den Kolbenringen angebrachten arsen y sind nötig, um ein extra Drehen der Kolbenringe e am Hubdrehkolben bei seiner Drehung zu verhindern.
  • Zweitens Abb. 3 Bei dieser Bauart steuert der Hubdrehkolben b den Medium Zu- u.
  • Abfluß. Wie aus Zeichnung Abb. 3 ersichtlich ist, ist der Kolben als Hohlkolben b gebildet; in dessen Aushöhlung L findet die Verbrennung oder andere Arbeit mit dem Medium statt. Der Zylinderkopf M ist zum Kolben hin als Zapfen m gebildet, über den sich der Hohlhubdrehkolben b schiebt und so in dem Hohlraum L des Kolbens verdichtet. In den Hohlkolben ist eine Bohrung R quer zu seiner Längsrichtung durch eine Mantelwand von außen in den Hohlraum L des Kolbens b angebracht und zwar so, daß die Bohrung am Boden des Hohlraumes L im Kolben zu liegen kommt.
  • Diese Bohrung R hat die Größe der Schlitzbrexte T der im Hubzylinder A angebracriten Ein- u. Auslaßschlitze T. Diese Schlitze T sind durch die Hubzylinderwand A eingearbeitet und ziehen je um ein Viertel Durchmesserdrehung durch die Zylinderwand A. Mit derselben Wendelsteigung x wie diese im jeweiligen Motor an der Umsteuerkurve verwendet wird.
  • Beim Verbrennungsmotor ist der in Kolbendrehrichtung von außen zur Mitte hin ansteigende Schlitz T der Auslaßschlitz. Der von der Mitte nach außen absteigende Schlitz T ist der Einlaßschlitz. Bewegt sich nun der Hohlhubdrehkolben b mit der durch die Steuerkurve festgelegten Hubdrehbewegung, so gleitet die Querbohrung R des Kolbens über die Schlitze T und steuert so In seiner Bewegung den Medlumabfluß und Mediumzufluß, deren Kompression u. Expansion, der Kolben wird nlit denselben Kolbenringen e im Zylinder abgedichtet, wie schon beschrieben.
  • Die Querbohrung R im Hohlkolben b wird zur Zylinderwand hin mit einem Dichtring P umgeben, der durch Federdruck an die Zylinderwand A gedriickt wird und so die Hohlkolben-<uerbohrung R bei bestimmten Arbeitsgängen abdichtet. Die Kolbenwelle D, die durch die Mittenbohrung des Zylinderkopfes M geht, wird durch Kolbenringe e, die sie umgeben, in der Zylinderkonfbohrung abgedichtet. Das Zündelement K ist eine Viertel-Kolbendrehung nach Einlaßende dort in den Zylinder A eingearbeitet, wo der Hohldrehkolben mit seiner Querbohrung R in diesem Niomente steht. Die Zündung des Medium findet durch diese querbohrung R im Hohlraum L des Kolben b statt. Diese beiden hier beschriebenen luledium-Steuersysteme können für alle von mir beschriebenen otorbauarten verwendet werden.
  • Es wäre noch zu sagen, daß mehrere solcher Motorsysteme zusammengebiindelt weraen können und dann einen Motorblock bilden und zusamen durch ihre Kolbenwelien D oder ö zentrale Arbeitswelle treiben.
  • Bei allen von mir beschriebenen Viertakt-Motorarten und deren Kombinationen im Bezug auf Kolben, Zylinderkopf oder Umsteuerungsbauarten, sie werden alle mit Druckumlaufsohmierungen an ihren bewegenden Teilen geschmiert. Dafür könnte der Hub der Kolbenwelle D genützt werden, um durch sie eine Kolbenpumpe oder Nembranpumpe zu treiben,die dann das Schmiersystem versorgt.

Claims (13)

  1. Patentansprüche
    Auf Auf Hubdrehkolbenmotor, bei dem in einem oder mehrerer hintereinanderlieenden Zylindern Hubkolben arbeiten, die an ihren für die Arbeit bestimmten Stirnseiten N von Zylinderköpfen 0 oder K begrenzt werden und deren Hub mittels Steuerkurvensystem H in hubende, nach bestimmter Drehrichtung drehenden Bewegung gesteuert wird.
    Dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hubdrehkolben B oder b mit ihrer Mitte auf einer Kolbenvlrelle D an für sie bestimmten Funktionsstellen fest mit dieser verbunden sind und an ihren Kolbenstirnseiten N, die für die Arbeit mit dem Medium bestimmt sind, durch Zylinderköpfe O + K begrenzt werden, die das Medium zu und aus den Arbeitsräumen durch eine in ihnen befindlichen Drehsteuerscheibe V steuern.
    In der Drehscheibenmittenbohrung ist die Kolbenwelle G eleichzeitig gleitend gelagert, die die Drehsteuersclilitzscheibe V, die nur drehend gelagert ist, synchron mit antreibt.
  2. 2. Hubdrehkolbenmotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben als Hohlkolben b gebildet sind, die mit ihrem Hohlraum L über den zum Zapfen ni gebildeten Teil der sie begrenzenden Zylinderköpfen E gleiten und so den Hohlraum L zum einentlichen Hubraum bzw. Arbeits- oder Brennraum bildet.
  3. 3. Hubdrehkolbenmotor nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die oder der Hohlhubkolben b mit einer Bohrung R am Boden seiner Höhlung L versehen ist, die quer zu seiner Längsachse durch eine Mantelwand angebracht ist und in einem Zylinder A gleitet, der mit Ein- und Auslaßschlitzen T versehen ist, die durch die Zylinderwand A eingearbeitet sind und je eine Vierteldrehung mit der Steuerkurvensteigung X der im jeweiligen rotor verwendeten Steuerkurve an- bzw. absteigen.
  4. 4. Drehscheibenschlitzgesteuerter Zylindcrkcpf 0, in dem auch gleich die Hubdrehbewegung der Kolbenwelle in nur sich drehende Bewegun gebracht wird. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Ober- u. Unterteil des Zylinderkopfes 0, die ja iiìit Ein- und Auslaßkanälen Z versehen sind und sich symmetrisch gegenüberliegen eine Drehsteuerschlitzscheibe V dreht, durch deren Flanseiten ein schlitz W eingearbeitet ist, der auf einen bestimmten Durchmesser die Drehsteuerschlitzscheibe V im Radius durchzieht, auf dem die Kanäle Z des Zylinderkopfes 0 liegen0 Sie ist so lang als sie fiir die Iviedium-Steuerung des betreffenden Motors notwendig ist. Die Drehsteuerschlitzscheibe V bildet mit dem Gegenstück 1 , in dem die Kolbenwelle D drehhubend gleitet, eine Einheit und ist mit diesem Gegenstück 1 im Zylinderkopf 0 nur drehend gelagert. In den oberen und unteren Zy linderkopfteil 0 sind um die in ihnen befindlichen Kanälen Z an der Stelle, an der sie mit der Drehschlitzscheibe V in Kontakt kommen, sind sie mit Dichtringen a umgeben, die durch FederelemeNte an die Drehsteuerschlitzscheibe V gedrückt werden. Im Zylinderkopf 0 Unterteil sind noch um die Mittenbohrung zur Drehsteuerschlitzscheibe V hin Dichtringe h angebracht, die durch Federelemente an die Drehschlitzscheibe V gedrückt werden.
  5. 5. Hubkolbensteuersystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenwelle D in einem Gehäuse H sich zwei runde Scheiben, bei denen die sich gegenüberliegenden Planseiten zu Steuerkurven f gebildet sind tmd als tifendelsteigungsrlächen j mit einer Steigung X aus einem bzw. zwei unteren ochnittpunkten i zu einem bzw. zwei oberen Schnittpunkten i gegenläufig ansteigen. Die so geformten Steuerkurven f liegen sich mit ihren oberen und unteren Schnittpunkten i symmetrisch gegenüber. Zwischen diesen Steuerkurven f sind Umsteuerelemente G angebracht. Sie sind so in das Steuergehäuse H eingebaut, daß der Schnittpunkt i, den auch sie besitzen, an einer Seite mit der Steuerkurve f höchsten Schnittpunkten i zusammenstehen und bei der gegenüberliegenden Steuerkurve f sind sie so eingebaut, daß sie mit der Steuerkurve f tiefsten Schnittpunkten i zusammenstehen. Diese Steuerelemente sind durch die Wendung des feststehenden Steuergehäuses.H fest eingebaut bzw.
    austauschbar befestigt.
  6. 6. HubdrehKolbensteuersystem Abb. 5 nach Anspruch 1 + 5 dadurch gekennzeichnet, daß in einem jteuergehäusc H anf der Kolbenwelle D nur eine Steuerkurve F fest angebracht ist, die die Form einer -runden Scheibe hat, bei der jedoch die beiden ttanseiten zu Steuerkurven, mit denen in Anspruch 5 er-8vihnten Wendelsteigungsflachen j gebildet sind. Doch liegen sich bei dieser Xusfihrung der Steuerkurve F die hohen und tiefen chnittpunkte i an den Steuerseiten der Steuerkurve F nicht symmetrisch :egeniiber, sondern eInem hohen Schnittpunkt i liegt auf der gegenüberliegenden Steuerseite ein tiefer Schnittpunkt i gegeniiber. Die Steuerelemente G sind mit ihrem Schnittpunkt i an beiden Seiten der otelierkurve F sich symmetrisch gegenüberliegend angebracht. För den Viertaktmotor sind an jeder Steuerseite zwei um 180 0 versetzte Steuerelemente G angebracht, die sich ebenfalls mit denen an der gegenüberliegenden Steuerseite symmetrisch gegenüber liegen. Diese Steuerelemente G sind durch die Wendung des feststehenden Steuergehäuses H fest einsebaut bzw. austauschbar in ihm befestigt.
  7. 7. Hubdrehkolbenmotor Abb. 1, 2 + 3 nach Anspruch 1, 2, 3, 4 u. 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben ob hohl b oder Flachkolben B mit denen sich gegenüberliegenden Steuerkurven f nach außen verbunden sind und so ein Steuergehäuse H in der mitte des Motors entsteht. Die Kolben B + b werden an den Außenseiten durch die zu ihnen gehörenden Zylinderköpfen O + k nach Anspruch 2 + 4 begrenzt.
  8. 8. Doppelkolben nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 u. 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an seinen beiden Planseiten N Arbeit ausführt und an beiden Seiten durch die zu ihm gehörenden Zylinder köpfe 0 oder M begrenzt wird.
  9. 9. Hubdrehkolbenmotor nach vorher genannten Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Welle D mehrere Kolben mit ihren dazugehörigen Zylinderköpfen angebracht sind, um durch ein oder mehrere Steuersysteme gesteuert werden.
  10. 10. Hubdrehkolbenmotor nach vorher genannten Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zu einem gebündelt werden und so einen Ifotorblock bilden und zusammen durch ihre Kolbenwellen D eine zentrale Arbeitswelle treiben.
  11. 11. Vorrichtung, um den drehenden Hub der Kolbenhohlwelle in nur drehende Bewegung zu bringen. Abb. 6 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kolbenhohlwelle ä eine zentrale Welle ö geht, die in den Zylinderköpfen 0 oder M nur drehend gelagert ist und an bestimmter Stelle mit Keilnuten oder ähnlichem versehen ist, die etwas länger sind als der Kolbenhub und die Keileinsötze ü zusammen. Diese Keileinsätze ü verbinden die Hohlwelle ä mit der sich nur drehenden Welle ö. Die Keileinsätze ü sind in Ausspatungen mit der Hohlwelle ci austauschbar verschraubt.
  12. 12. Umsteuerelement G Abb. 7 nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerelement G aus einem Schaft P besteht, in dem eine Spannvorrichtung S eingebaut ist, die durch einen Gewindebolzen t, der mit einem Konus versehen ist und durch das Einschrauben des Gewindebolzen in den Schaft P des Umsteuerelementes G Spannbacken U nach außen, die das Umsteuerelement G im Steuergehäuse II befestigen.
    An der anderen Seite dieses Schaftes P ist das eigentliche Umsteuerelement G gebildet. Es ist ähnlich eines dreieckigen Körpers, bei dem zwei Schenkel zu W^iendelsteigungsflächen j gebildet sind, die gegeneinandersteigend einen Schnittpunkt i bilden, der durch einen Radius abgerundet ist, der mit dem der Steuerkurve F oder f gleich ist, die an ihm gleitet. Die Wendelsteigungsflachen j gleichen auch der an ihm gleitenden Steuerkurven endelflächen j.
  13. 13. Nasenkolbenringe e für Hubkolben B Hohlhubkolben b u. Kolbenwelle D dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenringe mit Nasenkeilen Y versehen sind.
    L e e r s e i t e
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967703A (en) * 1988-07-11 1990-11-06 Marc Donnez Machine having rotary reciprocating piston
US20170030194A1 (en) * 2014-04-16 2017-02-02 Shepherd Inventor Limited Reciprocating engine

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