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Zweikolben-Kreiszylinder-Motor
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Beschreibung Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweikolben-Kreiszylinder-Eotors,
der eine möglichst einfache Steuerung aufweist, der einen sicheren Betrieb gewährleistet
und dessen sich bewegende 9eile leicht zu schmieren sind.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die nachstehenden @erkmale
gelöst: a) das Zylindergehäuse weist konzentrisch un einen Innenflansch einen torusförmigen
Zylinderraum auf; b) innerhalb des Innenflansches ist eine Abtriebswelle gelagert;
c) aut der Abtriebswelle sind zwei Kolbenträgerscheiben drehbar an-,;eoranet, die
jeweils einen in den Zylinserraurn hineinragenden olben tragen; d) innerhalb des
Zylinderraumes sind eine gegen die Auspuffzone durch eine Trennklappe abgetrennte
Ansaug- und Kompressionszone, eine Zündzone mit einer Zündvorrichtung, eine Expansionszone
und eine Auspuifzone vorgesehen; e) zur Bewegung jeder Kolbentragerscheibe aus der
Endstellung der Kompressionszone in die Zünstellung ist ein von der Abtriebswelle
angetriebener Bereitstellhebel vorgesehen, der eine Rückdrenung der jeweiligen Kolbenträgerscneibe
verhindert; f) jede Kolbenträgerscheibe ist mit der Abtriebswelle über einen Umfangsbogen
kraitschlässig koppelbar, der sich von der Zündstellung bis zum endpunkt der Kompressionszone
erstreckt.
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In dem Zweikolben-Kreiszylinder-Motor bewegen sich die beiden @reiskolben
mit wechselnden Umfangsgeschwindigkeiten,,entsprechend der Zündung und Expansion
dr Arbeitanittel. Diesem Umlauf sind die
Kompressionszone, die Zündzone
und die Expansionszone zugeor@net. Die Kolbenträgerscheiben sind jeweils abwechselnd
mit der Abtriebswelle gekopilelt, so daß ila wesentlicnen eine kontinuierlicne Leistungsübertragung
aur die Abtriebswelle erfolgt. Durch diese Ausbildung kann nnn auf Steuermittel
wie Ventile vollkommen verzichten. Trotzdem ist eine scharfe Abtrennung der verschiedenen
Zonen gegeneinander gewährleistet, was für den Wirkungsgrad des :lotors günstig
ist.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchenv angegeben.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
aur die anliegenden Zeicnnun,en erläutert, in denen darstellen: FiV. 1 eine schematische
Stirnansicht des Zweikolben-Kreiszylinder-Motors und Fig. 2 einen schematischen
Axialschnitt.
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Der Zweikolben-Kreiszylinder-Motor besitzt ein Zylindergehäuse 1
mit einem torusförmigen Zylinderraum 2. Konzentrisch zu dem Zylinderraum 2 sind
stirnseitig Innenflansche 3 zur Lagerung einer Abtriebswelle 4 vorgesehen, innernalb
des Zylindergehauses 1 dind auf aer Abtriebswelle 4 zwei Kolbenträgerscheiben 5,
5' drehbar gela-ert. Jede Kolbenträgerscheibe 5, 5' trägt einen Kolben 6 in Form
eines Ringsegmentabschnittes, der den Innenquerschnitt des torusförmigen Zylinderraumes
2 ausfüllt. Darin ist ein Schieber 7 in axialer Richtung verstellbar geführt und
weist zwei Keilprofile 9, 9' entgegengesetzter Steigung auf, die jeweils einer Kolbenträgerscheibe
5, 5' zugeordnet sind. Aur jedem Keilprofil ist ein Mitnehmerbolzen 10, 10' geführt,
der mit entsprechenden Ausnehmungen 11, 11' der zugehörigen Kolbenträgerscheibe
5, 5' in Eingriff bringbar ist. Die Keilprofile 9, 9' sind so bemessen, daß jeweils
immer genau ein Mitnehmerbolzen 10, 10' nit einer Kolbenträgerscheibe 5, 5' in Eingriff
ist. Über den Umfang der Abtriebswelle 4 verteilt, können mehrere Keilprofilanordnungen
vorgesehen sein. Das Stirnende 12 des Schiebers 7 stützt sich aui einer rofilscheioe
15 ab, die über Stirnräder 14, 15 ein Untersetzungsgetriebe 16 und Stirnräder 17,
18 angetrieben ist, wobei das Stirnrad In rest mit der Abtriebswelle 4 verbunden
ist. Das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes 16 liegt nahe bei 2:1,
wie später noch in Einzelheiten erläutert wird. - Es sei an dieser Stelle eingefügt,
daß die Lagerungen sowie die kraftschlüssigen Berbindungen zwischen den einzelnen
Teilen in der Zeichnung nicht dargestellt sin.
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Mi beiden Stirnenden des Zylindergehäuses 1 sind Bereitstell-
hebel
19, 19', von denen der Bereitstellhebel 19' nur strichpunktiert scnematiscn angedeutet
ist, angeordnet. Jeder Bereitstellnepel 19, 19' ist um die Achse der Abtiebswelle
4 schwenkpar. Ein Steuerscnen-20 20 ues Bereitstellneuels 19 reicht durch ein fenster
21 des ylindergehäuses 1 nindurch und greift in einen Führungsschlitz 22 der zugenörigen
Kolbenträgerscheibe 5 ein. nach Fig. 1 nat der Führungssonlitz 22 eine scharfkantige
Stirnfläche 23 in der Drehricntung der Kolbenträgerscheibe 5 und läuft am gegenüberliegenden
Ende in einem ansteigenden Abschnitt 24 aus. Die Drehrichtung der Kolbenträgerscheibe
bezogen auf Fig. 1 ist die Gegenuhrzeigerrichtung.
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Der Bereitstellhebel 19 weist ferner einen Steuerschenkel 25 auf,
der an einer Profilscheibe 20 anliegt, die drehfest mit der elle des tirnrades 15
verbunden ist.
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In der Stirnansicht des Zweikolben-Kreiszylinder-Motors gemäß Fig.
1 erkennt man eine Ansaugöffnung 27. In Gegenuhrzeigerrichtung schließt sich an
diese Ansaugöffnung innerhalp des Zylinderraums 2 eine Ansaug- und Kompressionszone
28 an. In komprimierten Zustand, der in Fig. 1 dargestellt ist, begrenzen die Kolben
6 eine Zündzone 29, in der mittels einer Zündkerze oder einer anderen Zündvorrichtung
30 die Zündung erfolgt. Cegebenenfalls kann man auch eine Einspritzung des Betriebsmittels
vorsehen. An die Zündzone 29 schliest sich eine Expansionszone 31 an, die in die
Auspufizone 32 übergeht. Man erkennt Auspufföffnungen 33 sowie eine Trennklappe
34, die die Auspuffzone 32 von der Ansaugzone 23 autrennt und beiie jedem Kolbendurchgang
herausgeschwenkt werden muß. Bei entsprechender strömungsmäßiger Gestaltung des
motors kann diese Trennklappe 74 auch in wegfall kommen.
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Zur Eräuterung der Arbeitsweise des Zweikolben-Kreiszylinder-Motors
wird von der in Fig. 1 dargestellten Zündstellung ausgegangen. Das angesaugte Arbeitsmittel
bzw. das Gemisch des Arbeitsmittels mit Luft ist innerhalb der Zündzone 29 komprimiert.
Der Kolben 6' wird in dieser Stellung aurcn den zugeordneten Mitnehmerbolzen 10'
mit der Abtriebswelle 4 gekoppelt. Der Kolben 6 ist von der Abtriebswelle 4 entkoppelt.
Der Führungsschlitz 22 der Kolbentragerscieibe 5 kommt mit dem Steuerschenkel 20
des Bereitstellhebels 19 in Eingriff und wirti dadurch an einer Rückdrehung gehindert.
Durch die Zündkerze 30 erfolgt mittels entsprechender Zündsteuerung die Zündung
des Arbeitsmittels, so daß dasselbe expandiert. Dadurch wird Bewegungsenergie auf
den Kolben 6' übertragen, der über die Kolbenträgerscheibe
5' die
Abtriebawelle 4 mitnimmt. Entsprechend der Drehung der Abtriebawelle 4 wird auch
die Profilscheibe 26 gedreht, so daß der bereitstellhebel 19 in Gegenuhrzeigerrichtung
um einen Winkelbetrag verschwenkt wird, der insgesamt der Ausdehnung der Zündzone
29 sowie der Ausdehnung eines Kolbens b in Umfangrichtung gleicht.
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bei der Drehung schiebt der Kolben 6' das in der Auspuffzone 32 befindliche
Gemisch aus. Die Trennklappe 54 wird mittels niCHt dargestellter Antriebsnebel nerausgeschwenkt,
so daß sich der Kolben 6' weiterdrehen kann. Das in der Ansaug- und Kompressionszone
befindliche Gemisch des Arbeitsmittels, das im vorhergehenden dub des Kolben e angesaugt
worden ist, wird durch den Kolben 6' komprimiert.
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Der Kolben 6 ist durch den Bereitstellhebel 19 in der Zündstellung
bereitgestellt. Die Bewegung des Bereitstellhebels erstreckt sich über den Umfangswinkel
A. ßs erfolgt dann eine neue Ziindung.
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Die Steuerung der Kopplung der Kolben 6 und 6' sowie der bereitstellhebel
19 erfolgt mittels der beschriebenen Getriebeanordnung.
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Die Untersetzung des Getriebes 16 hat einen Wert von etwa 2:1. Die
Untersetzung ist entsprachend dem Winkelbetrag A kleiner. Die beschriebenen Bewegungsphasen
greifen kontinuierlich ineinander, so daß ein gleichmäßiger Betrieb des Zweikolben-Kreiszylinder-Motors
gewährleistet ist. Der Wirkungsgrad ist überraschend gut. Die Schmierung des 40
tors kann als Tropfschmierung oder in anderer beliebiger Weise erfoleen.
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L e e r s e i t e