DE2633618A1

DE2633618A1 - Stufenlosregelbares drehmoment erzeugende kolbenkraftmaschine

Info

Publication number: DE2633618A1
Application number: DE19762633618
Authority: DE
Inventors: Josef Jobelius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1976-07-27
Publication date: 1978-02-02

Description

Stufenlosregelbares Drehmoment erzeugende Kolbenkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine ein Stufenlosregelbares Drehmoment erzeugende Kolbenkraftmaschine, insbesondere zum Bewegen von Kz.
Zweck der Erfindung ist es, das bekanntlich zum Bewegen von Kraftfahrzeugen fast immer erforderliche, relative Drehmoment direkt zu erzeugen.
Bisher werden auf dieaem Gebiet Kolbenkraftmaschinen verwand, die bei konstanter Leistung ein konstantes Drehmoment liefern, bzw bei relativem Drehmoment nur relative Leistung liefern.
Um Jedoch das erforderliche, relative Drehmoment zu gewinnen, bedient men eich überwiegend dem vielstufigen Schaltgetriebe, bzw. diverser Drehmomentwandler.
Diese Aggregate haben Jedoch neben dem erheblichen Kostenaufwand und Verschleiß noch den Nachteil, daß nur in einem engbegrenzten Bereich die Leistungsfähigkeit des Motors voll genutzt, bzw. voll nutzbar uebertragen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stufenlosregelbares Drehmoment direkt zu erzeugen ( statt wie bisher ein konstantes ZU erzeugen und dann in ein relatives umzuwandeln.
Diese Aufgabe wird erfin@ungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pleuelstangen einer axial Kolbenkraftmaschine über Gelenklager an einem Kurbelstern angelenkt sind, dessen eine Seite lit einem durch Stellvorrichtung axial verschiebbar und radial fest gelagertem Kreuzgelenk am Gehäuse und dessen andere Seite durch einen an ihm drehbar gelagerten Zapfen, gleitbar mit einem Kurbelhebel der Abgangswelle, welcher mit einer in radial Richtung verlaufenden Gleitnut ausgestaltet ist,in welcher der Kurbelzapfen so gelagert ist, daß durch axiales Bewegen des Kurbelsterns der Angriffspunkt des Kurbelzapfens am Kurbelhebel in radialer Richtung verlagert wird, verbunden ist.
Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß bei konstanter Energiezufuhr Silber kolben, Pleuelstangen, Kurbelstern und Kurbelzapfen ( unabhängig von Hub und Drehzahl ) auf den Kurbelhebel, auch bei verlagertem Angriffspunkt, immer eine konstante Kraft wirkt.
dadurch, daß die Gleitnut im Kurbelhebel in einer Kurvenform gestaltet istt können während dem Lauf der Maschine nur durch Betätigen der Stellvorrichtung, alle Totpunkte der Kolbenwege und der Angriffspunkt des Kurbelzapfens am Kurbelhebel eo verlagert werden, daß der Kolbenhub, die Kreisbahn des Kurbelzapfens und der wirksame Arm des Kurbelhebels sich parallel zueinander verändern, wobei Jedoch der Verdichtungsgrad konstant bleibt.
Da sich einerseits parallel zur Veränderung des Hub der Angriffspunkt verlagert, verändert sich die wirksame Länge und entsprechend das Drehxouent. Da andererseits bei konstanter Kolben fläche und Energiezufuhr die Kolbengeschwindigkeit konstant bleibt bewirkt eine Änderung der Hubhöhe eine Änderung der Drehzahl.
Vorteile der Erfindung sind, daß auf Drehmomentwandelaggregate weitgehend verz@chtet, die Kolbenkraftmaschine besser genutzt und Energie eingespart werden kann. Die Kolbenkraftmaschine besteht im wesentlichen aus einem mehrteiligen Gehäuse (1), an dessen einer Seite (1a) mehrere Zylinder (2) koaxial zum Gehäuse (1) kreisförmig um ein in der Mitte axial verschiebbar gelagertes Kreuzgelenk (3) mit Schaft (4) und einer aus Zylinderraum (5), Kolben (6) und Zylinderraum (7) bestehenden Stellvorrichtung angebracht sind, und an dessen gegenAberliegender Seite (1b) die Kraftabnahmewelle (9) mit Kurbelhebel (10) in Lagern (11) axialspielfrei drehbar gelagert ist.
Desweiteren aus den, in den Zylindern (2) gleitenden Kolben (12), welche über Kolbenbolzen (13), Pleuelstangen (14) und Gelenklager (15) mit dem ( einerseits an Kreuzgelenk (3) allseitig schwenkbar gelagerten ) Kurbelstetn (16) ( welche andererseits durch den an ihm mit den Lagern (17) drehbar und axialspielfrei gelagerten Kurbelzapfen (18) und dem Gleitlager (19) (Angriffspunkt) am Kurbelhebel (10) gleidbar gelagert isc ) verbunden sind.
Ferner aus der Ventilsteuerwellu (8), welche vom Kurbelzapfen (18) getrieben, in dem Schaft (4) gelagert ist.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Figur 1s Die Kolbenkraftmaschine im Längsschnitt Figur 2s Die Draufaicht Figur 3: Den Kurbelhebel mit Kurbelzapfen Arbeitsweise der Kolbenkraftmaschine Durch die, in herkömmlicher Weise bekannte Verbrennung eines Kraftstoffluftgemisches, oder die Zuleitung unter Spannkraft stehender Gase oder Dämpfe, oder unter Druck stehender FlUssigkeiten ( im Nachfolgenden Energiezufuhr genannt ) wird in den Zylindern (2) auf die Kolben (12) eine im Verhältnis zur Energiezufuhr konstante Kraft wirksam, welche leber die Kolbenbolzen ( 13), @@ Pleuelstangen (14) und Gelenklager (15) auf den Kurbelstern (16) übertragen wird.
Da Jedoch der, vom Kreuzgelenk (3) in Axialrichtungt festgehaltene Kurbelstern sich nur in Richtung des geringsten Widerstandes bewegen kann und dieser am anderen Ende, dort wo der Kurbelstetn (16) mittels dem Kurbelzapfen (18) und Gleitlager (19) @@ am Kurbelhebel (10) angreift, vorhanaen ist, kann auch nur dort eine Kraftbewegung stattfinden, deren Richtung und Weglänge nunmehr vorn wirksamen Teil, des an der drehbar gelagerten Abgangswelle (9) befestigten Kurbelnebel (107 als Kreisförmige bestimmt wird.
sie aus konstanter Kraft und konstantem eg resultierende Arbeit ist nunmehr in Form eines konstanten Drehmoments und konatanter Drehzahl an der Abgangswelle vorhanden, Wird nunmehr Wer die Stelivorrichtung die Distanz zwischen Kurlstern (16) und Zylindergehäuse (1) verringert, so wird parallel dazu der Angriffspunkt (19) des Kurbelzapfens (18) am Kurbelhebel (10) so verlagert, daß sich der wirksame Arm des Kurbelhebels (10), welcher als Halbmesser auch den Weg des Kurbelzapfens (18) bestiwzt, verringert, so daß bei gleichbleibender Kraft und Geschwindigkeit der Kolben (12) eine ErhYhung der Drehzahl und eine Verringerung des Drehmoments und des Kolbenhubs erfolgt, bzw. rfolgt umgekehrt bei Vergrößerung der Distanz eine Verlängerung.
des Hubs, des Kurbelhebels urd Kurbelzapfenweges, was eine .rhöhung des Drehmoments bei verringerter Drehzahl zur Folge hat.
Desweiteren kann durch betätigen der Stellvorrichtung der iiub bis auf Null reduziert werden sc daß oberer und unterer Totpunkt zusammenliegen und die Axen des Kreuzgelenkschaftes (4), des Kurbelsterns (16), des Kurbelzapfens (18) und der Abgangswell@ (9) eine gerade Linie bilden.
In diesem Fall befinden sich Kolben (12), Pl@uelstangen (14), Gelenklager (15), Kurbelstern t16) und Kreuzgelenk (3) in Ruhestellung, obwohl Abgangswelle (9),Kurbelzapfen (18) und Steuerwelle (8) beliebig schnell rotieren können.
Auf diese Weise können die Kolben (12) beliebig,ruckfrei und stufenlos als Bremse wirkend, zu- und abgeschaltet werden.
L e e r s e i t e

Claims

PATENTANSPRUCHE t Stufenlosregelbares Drehemoment erzeugende Kolbenkraftmaschine mit mehreren koaxial zur Kraftabnahmewelle angeordneten Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstangen über Gelenklager an einem Kurbelstern angelenkt sind, dessen eine Seite mit einem durch Stellvorrichtung axial verschiebbar und radial fest gelagerten Kreuzgelenk am Gehäuse und dessen andere Seite durch einen an ihm drehbar gelagerten Kurbelzapfen gleitbar mit einem Kurbelhebel der Abgangswelle, welcher mit einer in radial Richtung verlaufenden Gleitnute ausgestaltet ist, in welcher der Kurbelzapfen so gelagert ist, daß durch axiales Bewegen des Kurbelsterns der Angriffspunkt des Kurbelzapfens am Kurbelhebel in radialer Richtung verlagert wird, verbunden ist.
2. Stufenlosregelbares Drehmoment erzeugende Kolbenkraftmaschine, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitnut im Kurbelhebel in einer Kurvenform gestaltet ist, wodurch während dem Lauf der Maschine nur durch Betätigen der Stellvorrichtung alle Totpunkte der Kolbenwege und der Angriffspunkt des Kurbelzapfens am Kurbelhebel so verlagert werden, daß der Kolbenhub, die Kreisbahn des Kurbelzapfens und der wirksame Arm des Kurbelhebels sich parallel zueinander verändern, wobei Jedoch der Verdichtungsgrad konstant bleibt.
3. @tufenlosregelbares Drehmoment erzeugende Kolbenkraftiaschine, nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Fittelaxen des Kurbelsterns und des Kurbelzapfens mit den Mittelaxen des Kreuzgelenkschaftes und der Angangswelle während da Lauf auf eine Linie gebracht werden können, so daß Abgangswelle, Kurbelzapfen und Steuerwelle weiter rotieren können, obwohl Kolben Pleuel und Kurbel stern stillstehen.
4. Stufenlosregelbares Drehmoment erzeugende Kolbenkraftmschine, nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Belastung der Maschine durch entgegengesetzte Veränderung von Drehmoment und Drehzahl zueinander bei gleichbleibender Leistung ausgeglichen wird.
5. Stufenlosregelbares Drehmoment erzeugende Kolbenkraftmaschine, nach Anepruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung von der Ölpumpe hydraulich betätigt und zugleich automatisch drehzahlabhängig gesteuert werden kann.