DE3031328A1

DE3031328A1 - Motor

Info

Publication number: DE3031328A1
Application number: DE19803031328
Authority: DE
Inventors: Edgar 7700 Singen Mertke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1982-04-08

Description

Motor
Die Erfindung betrifft einen Motor mit wenigstens zwei Zylindern sowie in diesen durch Umsetzung eines Gemisches bewegbaren Kolben an Kolbenstangen, welchem dem Kolbenlauf folgen und mit einer gemeinsamen. Antriebseinheit verbunden sind.
Bei bekannten Explosionsmotoren od.dgl. sind die Zylinder in der Regel hintereinander oder sich gegenüberliegend angeordnet und die in diesen Zylindern bewegbaren Kolben über Kolbenstangen mit einer Kurbelwelle verbunden.
Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie nur sehr platzaufwendig im Motorenraum untergebracht werden kann und daß z. B. die Zylinderköpfe bei sich gegenüberliegenden Zylindern nur sehr schwer zugänglich sind.
Der Antrieb über eine Kurbelwelle weist einige gravierende Nachteile auf. So ist z. B. als einer der häufigstens Motorschaden der Verschleiß der Kurbelwellenlager anzuführen. Zudem läuft der Motor, wenn seine Zündung nicht exakt eingestellt ist, sehr schnell unrund. Dies wiederum führt zu nicht gewollten Stößen auf die Kurbelwelle, was die Anfälligkeit der Lager noch erhöht.
Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu beseitigen und einen Motor zu entwickeln, bei welchem die Kurbelwelle durch ein anderes Antriebsorgan ersetzt wird, welches die Nachteile der Kurbelwelle nicht aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Antriebseinheit aus einer axial drehbaren Scheibe mit einem abkragenden Rand besteht, wobei die Scheibe eine gewellt ausgebildete Oberfläche mit zumindest einem Wellenberg und wenigstens einem Wellental aufweist, denen der abkragende Rand folgt.
Die Zylinder sind an dieser Scheibe geometrisch regelmäßig angeordnet. Ist ein zweizylindrischer Motor vorgesehen, so liegen sich die beiden Zylinder an der Scheibe auf einem Durchmesser gegenüber. Ist dagegen ein Dreizylinder oder Mehrzylindermotor das Ziel der Entwicklung, so besetzen die Zylinder die Eckpunkte von gleichmäßigen regelmäßigen Drei- oder Vielecken, welche auf die Scheibe projeziert sind.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß alle Zylinder in gleicher Entfernung vom Vergaser angeordnet sind und so eine gleichmäßige Benzinzufuhr gewährleistet ist. Die Verbindung von Kolbenstange und Scheibe erfolgt vorzugsweise durch an der Kolbenstange übereinander angeordneten Laufrädern, welche den Rand der Scheibe umklammern.
Diese Erfindung hat zum einen den Vorteil, daß der Motor durch die enge Anordnung an einer Scheibe platzsparend ausbebildet ist, des weiteren ist eine Kurbelwelle mit all ihren Nachteilen nicht mehr notwendig. Eine drehbare Scheibe kann wesentlich stabiler und besser gelagert werden. Die Stöße, welche von der Explosion im Zylinderraum über die Kolben und Kolbenstangen auf die Antriebseinheit übertragen werden, können so kaum einen Schaden anrichten. Die Kolben in den Zylindern unterliegen keiner Seitenbelastung, so daß der Verschleiß des Zylinderinnenraumes gering gehalten werden kann. Vorzugsweise dient die Scheibe gleichzeitig als Schwungrad.
Im Vergleich zu bekannten Motoren weist die Erfindung eine wesentlich verbesserte Kraftübertragung bei gleichem Hubraum auf, da die Übertragung auf die Scheibe weit vom Drehzentrum entfernt erfolgt. Die Erfindung ist vorteilhafterweise in ihren Auswirkungen gleich gut auf Zwei-oder Mehrzylindermotoren anzuwenden. Bei Zweizylindermotoren bedarf es keiner Steuerung. Jedoch müssen die Zylinder entsprechende Fenster mit ein- und Auslassleitungen aufweisen und mit einem Kompressor in Verbindung stehen, da sie selbst nicht ansaugen können, Die übrigen notwendigen Antriebsaggregate, wie Ventile, Zylinderköpfe, Zündkerzen, Verteiler, Vergaser, Zündspulen usw. brauchen nach der vorliegenden Erfindung nicht geändert zu werden. Ebenso bleibt ihre Funktionsweise die gleiche.
Demanach erhält über den Verteiler gesteuert ein Zylinder nach dem anderen einen Zündimpuls, welcher eine Explosion des in der Regel Benzin-Luft-Gemisches im Zylinderinnenraum auslöst und den Kolben unter Druck setzt.
Dieser Druck wird über die Kolbenstange auf die Laufräder übertragen. Zum Zeitpunkt der Zündung befinden sich die Laufräder bereits geringfügig über dem höchsten Punkt des Wellenberges hinaus, so daß der Druck den Abstieg der Laufräder vom Wellenberg ins Wellental beschleunigt. Sind die Laufräder im Wellental angekommen, zündet der nächste Zylinder, dessen Kolbenstange mit den Laufrädern sich zur gleichen Zeit geringfügig nach dem höchsten Punkt des Wellenberges befinden. Auf diese einfache Weise wird die Scheibe in Bewegung gesetzt bzw. gehalten.
Von Wichtigkeit ist, daß die Kolbenstangen nicht verkanten, da sie und die Laufräder der meisten Belastung ausgesetzt sind. Deshalb werden die Kolbenstangen vorzugsweise in Schienen geführt, welche aus verschleißresistenten Werkstoffen hergestellt sind. Vorteilhafterweise bilden die Schienen ein rechteckiges oder rundes Hohlprofil, welches längsachsenparallel geschlitzt ist, wobei die Laufräder an der Kolbenstange in diesem Schlitz auf und ab bewegt werden können.
An die Scheibe schließt ein Anlasserritzel und eine Antriebswelle an, welche mit dem Getriebe des Fahrzeuges verbunden ist. Andernendes setzt sich die Antriebswelle axial durch die Scheibe hindurch in einer Welle fort, welche mit dem Verteiler in Verbindung steht. Demnach ist diese Welle gleichzc'tig Kurbelwelle, Nockenwelle und Zündverteilerantrieb.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die besondere Ausgestaltung der gewellten Scheibenoberfläche. Durch Verlängerung oder Verkürzung des Ablaufs und/oder des Anstieges zwischen Wellental und -berg kann die Einlaßzeit, Auslaßzeit und der Arbeitstakt gesteuert werden.
Vorzugsweise ist der Einlaßablauf verlängert ausgebildet, um eine bessere Füllung des Zylinders zu ermöglichen. Dagegen ist der Ablauf für den Arbeitstakt steil angelegt, wodurch die Belastung der Ablauffläche und der Ablaufräder verringert gleichzeitig aber die Kraftübertragung verbessert wird.
Das Wellental für den Auslaßtakt soll dagegen verlängert sein, wodurch die Reinigung des Zylinders von Verbrennungsgasen verbessert wird.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung ganz oder teilweise mit einem glockenförmigen Gehäuse umgeben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur eine teilweise geschnittene schematisch dargestellte Ansicht eines erfindungsgemäßen Motors 1.
In einem glockenförmigen Gehäuse 2 sind vier Zylinder 3 so angeordnet, daß jeweils zwei Zylinder 3 sich gegenüberliegen und jeweils zwei benachbarte Zylinder 3 den gleichen Abstand voneinander aufweisen.
Die Zylinderöffnungen 4 der Zylinder 3 weisen zum Gehäuseboden 5 hin.
Der Zylinderöffnung 4 gegenüber liegt ein Zylinderkopf 6, in welchem ein Einlaßventil 7 und ein Auslaßventil 8 in den Zylinderinnenraum 9 hineinragen sowie eine Zündkerze 10.
Auslaßventil 8 ist über einen Kipphebel 11 und einen Ventilstößel 12 mit einem Verteiler 13 verbunden.
In den Zylinderkopf 6 mündet -- nicht dargestellt -- eine Zuleitung für ein Benzin-Gasgemisch aus einem Vergaser.
Im Zylinder 3 lagert beweglich ein Kolben 14, von dem eine Kolbenstange 15 durch die öffnung 4herausragt. Die Kolbenstange 15 wird in einer Schiene 16 geführt welche -- nicht dargestellt -- am Gehäuse 2 festgelegt ist.
Von der Kolbenstange 15 kragen zwei übereinanderliegende Laufräder 17 und 18 ab, welche einen Zwischenraum zwischen sich bilden, in dem der von einer drehbaren Scheibe 20 abkragende Rand 19 lagert. Die Oberfläche 21 der Scheibe 20 weist eine symmetrische Ausformung zweier sich gegenüberliegender Wellenberge 22 und Wellentäler 23 auf.
An die Scheibe 20 schließt ein Anlaserritzel 24 sowie eine Antriebswelle 25, welche aus dem Gehäuseboden 5 herausragt und den Motor 1 mt einem -- nicht dargestellten -- Getriebe verbindet.
Axial aus der Oberfläche 21 der Scheibe 20 ragt eine weitere Welle 26 ab, welche über ein Lager 27 mit dem Verteiler 13 bzw. einem Verteilerfinger 28 verbunden ist. Den Verteilerfinger 28 umgibt ein Verteilerkopf 29, in welchem Kontaktstellen 31 für an die Zündkerzen 10 angeschlossene Kabel 30 vorhanden sind.
Der Verteilerkopf 29 selbst steht über ein Hauptkabel 32 mit einer Zündspule 33 od. dgl. in Verbindung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE ~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~ ~ ~ ~~~~ (1 Motor mit wenigstens zwei Zylindern sowie in diesen durch Umsetzung eines Gemisches bewegbaren Kolben an Kolbenstangen, welche dem Kolbenlauf folgen und mit einer gemeinsamen Antriebseinheit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit aus einer axial drehbaren Scheibe (20) mit einem abkragenden Rand (19) besteht, wobei die Scheibe (20) eine gewellt ausgebildete Oberfläche (21) mit zumindest einem Wellenberg (22) und wenigstens einem Wellental (23) aufweist, denen der abkragende Rand (19) folgt.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (3) geometrisch regelmäßig an der Scheibe (20) angeordnet sind.
3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest zwei Zylinder durchmessergleich an der Scheibe (20) gegenüberliegen.
4. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (3) an den Eckpunkten eines gleichseitigen regelmäßigen auf die Scheibe (20) projezierten Drei- oder Vielecks angeordnet sind.
5. Motor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Wellenberg/e und/oder der/die Wellental/träger eine asymmetrische Form aufweisen.
6. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf für den Einlaßtakt verlängert ausgebildet ist.
7. Motor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf für den Arbeitstakt steil ausgebildet ist.
8. Motor nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellental zwischen dem Ablauf für den Arbeitstakt und dem Auflauf für den Auslaßtakt eine verlängerte ebene Fläche ist.
9. Motor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von Kolbenstange (15) und Scheibe (20) an den Kolbenstangen (15) Laufräder (17, 18) übereinanderliegend angeordnet sind, welche den Rand (19) der Scheibe (20) überklammern und abrollen.
10. Motor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (15) in Schienen (16) od. dgl. führbar sind.
11. Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (16) aus einem Hohlprofil besteht, welches einen achsparallelen Schlitz aufweist, aus dem die Laufräder (17, 18) herausragen,
12. Motor nach wenigstens eine-n der Ansprüche 1 bis 11, d?-durch gekennzeichnet, daß an die Scheibe (20) ein Anlasserritzel (24) und eine Antriebswelle (25) angelenkt ist.
13. Motor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (20) über eine in der Schale (20) axial gelagerte Welle (26) mit einem Verteiler (13) verbunden ist.
14. Motor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (3) sowie die Scheibe (20) von einem etwa glockenförmigen Gehäuse (2) umgeben sind.