DE2528122A1

DE2528122A1 - Hubkolben-verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2528122A1
Application number: DE19752528122
Authority: DE
Inventors: Guenther Dylla
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-24
Filing date: 1975-06-24
Publication date: 1976-12-30

Description

Hubkolben-Verbrennongsmotor

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen schlitzgesteuerten Hubkolben-Verbrennungsmotor aufzuzeigen, der in seinem Grundprinzip sowohl für das Zweitakt- wie für das Viertakt-Verfahren geeignet ist.

Bei bekannten Zweitakt-Hubkolben-Verbrennungsmotoren bestehen insofern gewisse Nachteile, als beispielsweise ein verhältnismäßig großes Geräusch erzeugt wird, das insbesondere bei Kleinmotoren, z. B. Pt^gmodellmotoren, störend wirkt und schwer zu kompensieren ist, weshalb in solchen Fällen ein Viertaktmotor günstiger wäre. Bei Viertaktmotoren ist dabei ein verhältnismäßig großer Aufwand für die Ventilsteuerung erforderlich.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Verbrennungsmotor mit Schlitzsteuerung anzugeben, der weitgehend die Einfachheit des Zweitakters besitzt und der bei Ausrüstung als Viertakter diese Einfachheit beibehält .

Die Erfindung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Ein Einzylinder-Viertakt-Motor ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch den Motor. Figur 2 zeigt den Kolben und die Kurbelwelle. Figur 3 zeigt

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eine Prinzipskizze zur Funktionsweise des Motors, in Draufsicht auf den Kolbenboden, bei geschnittenem Zylinder. Figur 4 zeigt einen Schnitt durch den Zylinder.

Der Kolben 1 des Motors lliuft in einem Zylinder 2, der am Zylinderkopf je nach Verdichtung eine Glühkerze oder eine übliche Funken-Zündkerze tragen kann. Die Hochspannungserzeugung für die Funken-cFS*kkerze oder mehrere Kurzen kann in bekannter Weise mittels Kagnetabreißzündung, auf elektronischem Wege od. dgl. in Abhängigkeit von der Drehung der Kurbelwelle erfolgen. Der Zylinder 2 hat am Zylinderumfang einen Ein- und einen Auslaßkanal 4 bzw. 3 in Schlitzform, wie dies schematisch in Figur 3 als Kanäle 3 und 4 (im rechten Winkel zueinander stehend) dargestellt ist. Abweichend von der Darstellung der Figur 3 können die KannIe 3 und 4 zumindest in Richtung auf den Zylinderinnenraum als Längsschlitze ausgebildet sein, wie es Figur 4 bei 4c zeigt.

Der Kolben 1 weist einen oder mehrere in Zylindernuten gelagerte Kolbenringe 5 auf, die gegen Verdrehung durch je einen Stift 6 zwischen den Kolbenringenden gesichert sind. Der Kolben 1 hat eine kardanische Anlenkung 7 an die Pleuelstange 8, wobei das Oberteil 9 der Fleuelstange durch einen fest an ihm angeordneten Vellenstumpf 1C verlängert ist, der durch eine Bohrung der Pleuel-

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stange 8 leicht drehbar hindurchgreift und en seinem Ende mit einem Kegelrad 11 fest verbunden ist. Bei Drehung des Kegelrades 11 dreht sich demnach der Kolben entsprechend. In einer Gabel 12 der Pleuelstange^ist eine Welle drehbar gelagert, mit der ein Gegenzahnrad 14 fest verbunden ist. Diese Velle 13 ist in Kurbelschwungmassen und 16 außermittig in bezug auf die Kurbelwelle 17 gelagert und wird durch Stellschrauben 18 oder ähnliche Befestigungsmittel fest mit den Kurbelschwungmfcassen verbunden. Die Kurbelwelle ist, wie dies nur rein schematisch dargestellt ist, in üblicher Weise in einem mit dem Zylinder verbundenen Gehäuse 19 gelagert.

Bei Drehung der Kurbelwelle 17 vollführt der Kolben 1 in bekannter Weise seine Hubbewegung, zufolge des Zahnradgetriebes 11, 14 dreht er sich jedoch auch noch um seine Längsachse 1a. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Getriebeübersetzung so gewählt ist, daß das Rad 11 doppelt soviel Zähne hat wie das Rad 14, macht der Kolben bei jeweils zwei vollständigen Hubzyklen eine Umdrehung von 360 °.

Vom Verbrennungsraum führt durch den Kolben 1 ein Kanal 20, der in Figur 1 als Ringkanal, in den Figuren 2 und 3 jedoch als Bohrung -dar^geser ist. Der Kanal mündet bei_; 21 in Richtung auf die Zylinderseitenwand. Dp,mit dieser Kanal in bezug auf die Zylinderwand dicht

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ist, 1st, wie Figur 2 zeigt, ein durchbohrtes Dichtstück eingefügt, das durch seine Feder 23 gegen die Zylinderwand gedrängt wird und in seinem Außenprofil der Zylinderrundung angepaßt ist.

Figur 3 dient der Erläuterung der Arbeitsweise des Motors gemäß dem Ausführungsbeispiel. In der Draufsicht ist der Kanal 20 im Kolbenboden erkennbar und in gestrichelter Darstellung auß die seitliche Kanalmündung 21. Nur der Übersichtlichkeit halber ist zwischen Kolben und Zylinderwand ein größerer Zwischenraum gezeichnet worden, der jedoch tatsächlich nur dem üblichen Spiel zwischen Kolben und Zylinder entspricht und zudem durch den Kolbenring 5 abgedichtet ist. Die Einlaß- und Auslaßkanäle 3 und 4 stehen wegen des Viertakt-Prinzips im rechten Winkel zueinander und können - wie bereits erwähnt - als Schlitze 4c (Figur 4) im Zylinder-Innenraum münden. Die Bohrungen 3 und 4 der Figur 3 stehen nur als Andeutung für diese Schlitze 4c.

Wie Figur 3 ausweist, kann ein Viertel des Gesamtkreises als Ansaugetakt bezeichnet werden, worauf dann, wie bei Viertaktern üblich, der Verdichtungstakt, der Arbeitstakt und der Ausstoßtakt folgen.

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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist nur eine Möglichkeit zur Verwirklichung der Erfindung.

Weitere Köglichkeiten ergeben sich daraus, daß z. B. bei Zweitakt-Betrieb das Drehverhältnis (z. B. übersetzung im Getriebe 11, 14) mit 1 zu 1 zu wählen ist, wobei dann der Einlaßkanal im Zylinder mit etwa 1 0 ° gegenüber dem Auslaßkanal anzuordnen ist.

Des weiteren ist es nicht zwingend notwendig, die Drehung des Kolbens über das beschriebene Getriebe 11, 14 zu bewirken. Z. B. kann der Kolben beim Zweitaktbetrieb auch mittels eines an der Pleuelstange oder ähnlich angelenkten Gleitsteins, der in einer Kurvenführung läuft, zwischen den beiden Totpunkten um jeweils 180 ° gedreht werdenJ An Stelle der kontinuierlichen Xolberidreht ewegung kann auch") eine solche in diskreten Schritten erfolgen, die jeweils in der '.',ähe der Totpunkte ausgelöst wird. Beispielsv/eise können hierzu an den Kurbelschwungmassen 1G oder 11 nocken- oder stift^:"hnliche Ansätze vorgesehen sein, die bei Drehung der Schwungnassen in den 3ereich entsprechender Gegenstücke des Kolbens gelan. en und diesen dabei um· seine Längsachse drehen.

Auch der Kanal 20 muß nicht unbedingt eine der nach Figur 1 oder Figur 2 haben. Er kann z\t B. schräg gebohrt sein, oder durch ein gebogenes, in den hohlen

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Kolben eingepaßtes Rohr gebildet werden. Die Feder 23 kann durch die Federkraft eines als Kanal 20 dienenden Rohres ersetzt werden. Im hohen Tourenbereich drückt die Fliehkraft ohnedies das Dichtstück 22^,gegen die Zylinder-

Die Verdichtung des Motors ergibt sich aus Hub und der Größe des Verbrennungsraumes einschließlich der Größe des Kanals 20.

Die Kardanische Anlenkung 7 kann z. 3. bestehen aus einem Ring 24, der drehbar mit dem Kolben verbunden ist (Zapfen 25) ι und der rechtwinklig zu dieser Verbindung über Zapfen mit dem Oberteil 9 der Pleuelstange verbunden ist, wobei der Kardanring einen kleineren Durchmesser hat als der Hohlraum des Kolbens.

Die Lagerungfoder Drehteile, z. B. Bohrung in der Pleuelstange 8.Ttn4. Lagerung i». der Welle 13 in der Gabel 12 der Pleuelstange und die Lagerung der Kurbelwelle 12, können als Kugellager oder Buchsenlager ausgebildet sein.

Die Höhenlage des Kanalteils 21 im Kolben ist abhängig vom Kulbenhub zu wählen und dementsprechend ist auch die Höhenlage der Kanäle 3 unc 4 des Zylinders bemessen. Da der Kolben während seiner Drehbewegung auch eine Höhenbewegung vollführt, sind die Kanäle 3 und 4 des

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Zylinders als entsprechend schräggeführte Schlitze, vgl. 4clFigur 4, ausgebildet.

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Claims

Patentansprüche Akt, ζ&& P 25~ ^S Λ22.$~

1. Hubkolben-Verbrennungsmotor, mit Kurbelwelle, Pleuelstange und Kreuzgelenkverbindung zwischen Pleuel und Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) in der Pleuelstange (8) drehbar gelagert ist und während eines Hubzyklus zugleich eine Drehbewegung von η · 180 ° ausführt und im Verlauf einer 360 °-Drehung mittels eines durch i-hn geführten Kanals 20 den Verbrennungsraum nacheinander, mit einem am Zylinderumfang angeordneten Einlaßkanal (3) und einem Auslaßkanal (4) verbindet.

2. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Kolbens wrhrend eines Hubzyklus gleich 360 ° ist ^ZweTtaktbetrieb).

3. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die D_rehbewegung des Kolbens wrhrend eines Hubzyklus gleich 180 ° ist iVieFEaktbetrieb).

4. Hubkolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die D_rehung des Kolbens wahrend der Hubzyklen kontinuierlich erfolgt.

5· Hubkolbenmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kurbelwelle ein festes Zahnrad (14.) befestigt tjι auf dem:sich ein. an der drehbaren Pleuelstange ge-

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lagertes, mit dem am Kolben(1) befestigten Pleuelstangenteil (9) fest verbundenes Gegenzahnrad (11) beim Drehen der Kurbelwelle abwälzt und mithin den Kolben beim Drehen der Kurbelwelle im Zylinder dreht.

6. Hubkolbenmotor nadh einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Kolbens im wesentlichen nur im Bereich der Totpunkte erfolgt.

7. Hubkolbenmotor nach Anspruch 3 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß Ansaug- "und Auslaßschlitze (4 bzw. 3) in der Zylinderwand in Draufsicht auf den Zylinderinnenkreis im wesentlichen um 90 gegeneinander versetzt sind (Viertaktbetrieb).

8. Hubkolbenmotor nach Anspruch 2, 4 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß Ansaug- und Auslaßschlitze (4 bzw. 3) in der Zylinderwand in Draufsicht auf den Zylinder^nnenkreis im wesentlichen um 180 ° gegeneinander versetzt sind (Zweitaktbetrieb).

9. Hubkolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßschlitze (4 bzw. 3) im wesentlichen eine um 45 gegen die Zylinderachse geneigte Langform (4c) haben.

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10. Hubkolbenmotor nach Anspruch 6 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die D_rehung\in den Totpunktbereichen durch an den Kurbelschwungmassen angeordnete Anschläge erfolgt, die im Totpunktbereich an Mitnehmerstücke des Kolbens angreifen und diesen verdrehen.

11. Hubkolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kolben durchsetzende Kanal (20) vom Verbrennungsraum gegen die Zylinderwand abgedichtet wird durch ein durchbohrtes, mit Feder- und/oder Fliehkraft an die Zylinderwand gedrängtejbewegliches Dichtungsstück (22).

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12. j^lbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kolben durchsetzende Kanal /20) als Ringkanal ausgebildet ist.

13. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kolben durchsetzende Kanal (20) als Bohrung ausgebildet ist.

. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kolben durchsetzende Kanal (20) als in den hohlen Kolben eingepaßtes Rohrstück ausgebildet ist.

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