DE3327334A1

DE3327334A1 - Zweitakt-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3327334A1
Application number: DE19833327334
Authority: DE
Inventors: Dieter 8940 Memmingen Schneeweiß
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1985-02-07

Description

Patentanwalt . ..;

Dipi.-ing.HELMUT PFISTER

Postscheckkonto München Nr. 134339-805 Bankkonto: Bayerische Vereinsbank Memmingen

21/1

Bjxachor Straße 9

D-8940 MEMMINGEN/BAYERN Telefon (08331) «5183 Telex 054 931 patpfm d

28. Jill.1198 3

Herr Dieter Schneeweiß, Volkratshof en 36
89Λ0 Memmingen

"Zweitakt-Brenn kraft maschine"

Die Erfindung betrifft eine ZweitaKt-Brennkraftmaschine mit einem freifliegenden Stufenkolben mit mindestens zwei Kolbenstufen, die in je einer Brennkammer angeordnet sind.

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Erfüllungsort und Gerichtsstand Memmingen

- H-

Eine derartige Zweitakt-Brennkraftmaschine ist beispielsweise beschrieben in der US-PS L, 385 597 oder auch in der DIi-OS 30 29 287. Eine derartige Brennkraftmaschine besitzt als einziges bewegliches Teil den Stufenkolben, der auch die für die Brennkraftmaschine erforderlichen Ventile steuert. Die Brennkraftmaschine dieser Bauweise besitzt keine rotierenden Teile und es fehlen auch Verbindungselemente, wie Pleuel od. dgl.

Die sehr einfache Bauweise einer derartigen Brennkraftmaschine bringt aber das Problem mit sich, wie Arbeitsmaschinen mittels dieser Brennkraftmaschine angetrieben werden könnten, oder wie die Radachsen eines Fahrzeuges von einem derartigen Motor in Bewegung gesetzt werden könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauweise vorzuschlagen, mit der es möglich ist, die Vorteile der eingangs beschriebenen Zweitakt-Brennkraftmaschine beizubehalten und dennoch diese Maschine in möglichst einfacher Weise als Antriebsmotor benützen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Stufenkolben mit mindestens einem Arbeitskolben verbunden ist, der in einem Zylinder einer Hydraulikpurnpe beweglich ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß der Arbeitskolben einer Hydraulikpumpe sich sehr gut der Arbeitsweise des Stufenkolbens der erwähnten Zweitakt-Brennkraftmaschine anpaßt. Auch der Arbeitskolben einer Hydraulikpumpe bedarf nur einer hin- und hergehenden Bewegung

und eine Arbeitsleistung wird auch dann aufgebracht, wenn bei der hin- und hergehenden Bewegung keine exakten Wege zurückgelegt werden. Auch der Stufenkolben bewegt sich zwischen Gaspolstern, deren verbleibende Höhe von der Frequenz, von der Leistung und von anderen Parametern abhängt, also in der Regel nicht genau vorherbestimmbar ist, wenn nicht die Bewegung des freifliegenden Stufenkolbens durch Steueranschlage oder durch Ankoppelung an eine Kurbel oder ähnliche Mittel zu einem zwangsgeführten Kolben abgeändert werden soll.

Die Erfindung kann auch angewandt werden, um mehrere Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit je einem freifliegenden Stufenkolben miteinander zu kombinieren. Die verschiedenen Brennkraftmaschinen können auf das gleiche hydraulische System einwirken, so daß die Anzahl der eingeschalteten Stufenkolben der zu erbringenden Abgabeleistung des Systems angepaßt werden kann. Dies ist insbesondere ein Mittel, um jeweils im optimalen Leistungsbereich und bei optimalem Wirkungsgrad zu arbeiten.

Die Druckflüssigkeit, die die Hydra ulikpumpe abgibt, kann in herkömmlicher Weise benutzt werden, sei es zum Antrieb von Arbeitsmaschinen oder auch von Fahrzeugen. Nun ist es klar, daß die Erfindung vor allem da mit Vorteil angewandt werden kann, wo ohnehin entsprechende hydraulische Systeme anzutreiben sind, also beispielsweise Arbeitszylinder von Arbeitsgeräten, Baumaschinen usw.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß beide Enden des Stufenkolbens je einen Arbeitskolben antreiben.

Bei einfacher Bauweise wird hierdurch bei jedem Takt der Brennkraftmaschine ein Druckhub erhalten.

Eine ähnliche Wirkung ergibt sich, wenn doppeltwirkende Arbeitskolben angewandt werden.

Die Erfindung schlägt ferner vor, daß die Niederdruckoder Hochdruckseiten mehrerer vom gleichen Stufenkolben angetriebener Hydraulikpurnpen jeweils miteinander verbunden sind. Der Arbeitsdruck bzw. auch die Fördermenge wird hierdurch vergleichmäßigt.

Die Verbindung der Arbeitskolben mit dem Stufenkolben kann in verschiedener Weise erfolgen. Bei der einfachsten Bauweise gemäß der Erfindung, ist der Arbeitskolben starr, z. B. auch durch ein Gelenk, mit dem Stufenkolben verbunden, macht also dessen Bewegung jeweils mit. In vielen Fällen ist es jedoch günstiger, wenn zwischen dem Stufenkolben und dem Arbeitskolben eine steuerbare Getriebeverbindung angeordnet ist, um den Bewegungsablauf des Arbeitskolbens gegenüber dem Bewegungsablauf des Stufenkolbens zu verändern. Eine solche Getriebeverbindung kann beispielsweise ein einfacher Schwenkhebel sein, an dem mit veränderbaren Hebelarmen sowohl der Stufenkolben als auch der Arbeitskolben angelenkt sind. Durch Veränderung der Hebelarme läßt sich der Hub verändern, wodurch wiederum die Mengenleistung der Hydraulikpumpe veränderbar ist.

Andere getriebemäßige Verbindungen können beispielsweise dadurch erhalten werden, daß der Arbeitskolben nach Art einer Schleppkupplung vom Stufenkolben mitgenommen wird.

Die Erfindung schlägt ferner vor, daß für mindestens einen Teil der Ventile der Hydraulikpumpe eine Zwangssteuerung vorgesehen ist. Auf diese Weise läßt sich die Charakteristik der Pumpe verändern und beispielsweise den Bedürfnissen des Stufenkolbens anpassen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in der Druckleitung der Hydraulikpumpe ein Energiespeicher vorgesehen, der einerseits dazu dienen kann, die Druckstöße zu egalisieren, andererseits auch eine Möglichkeit gibt, sich einem unterschiedlichen Leistungsbedarf der angetriebenen Maschinen anzupassen.

Insbesondere schlägt die Erfindung hierbei vor, daß die Hydraulikpumpe zu einem Hydraulikmotor umsteuerbar ist, um die Zweitakt-Brennkraftmaschine anzuwerfen. Auf diese Weise können besondere Anlassereinrichtungen eingespart werden. Für das Anlassen der Brennkraftmaschine wird beispielsweise ein Impulsgeber vorgesehen, der den Stufenkolben in die rasch hin- und hergehende Bewegung bringt, die für das Anspringen des Motors erforderlich ist.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Zwei

takt-Brennkraftmaschine in

erfindungsgemäßer Ausbildung,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein abgewandel

tes Ausführungsbeispiel der Erfindung und

s *

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil

einer Variante der Erfindung.

Während in den Darstellungen der Fig. 1 die Zweitaktbrennkraftmaschine mit dem Stufenkolben 1 mit den Einrichtungen der Ilydraulikpumpe zu einer Baueinheit 16 zusammengefaßt ist, ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Baueinheit 17 mit den hydraulischen Anordnungen getrennt vom Stufenkolben 1 mit den zugehörigen Einrichtungen ausgebildet. In der Fig. 3 ist der zugehörige Stufenkolsen nicht naher dargestellt.

In der baueinheit 16 gemäß der Fig. 1 ist der Stufenkolben 1 in den Kammern 18, 19 und 20 beweglich, wie dies an sich von einer Zweitaktbrennkraftmaschine gemäß den eingangs angegebenen Literaturstellen her bekannt ist. Dabei sind die Brennkammern jeweils axial innerhalb des Endes Iu des Stufenkolbens angeordnet. Das Ende 10 des Stufenkolbens ist frei zugänglich. Dieses Ende 10 des Stufenkolbens ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im rechten Teil mit einem Arbeitskolben 3 verbunden, der im Zylinder 7 beweglich ist. Dieser Arbeitskolben 3 nimmt das Ansaugventil 21 auf, das als federbelassenes Kugelventil dargestellt ist. Beim ilub des Stufenkolbens 1 in Richtung des Pfeiles 22 wird der sich in gleicher Richtung bewegende Arbeitskolben 3 aus der Leitung 23 Hydraulikflüssigkeit ansaugen, und dann beim Hub in Richtung des Pfeiles 24 das Druckventil 25 öffnen und die Druckleitung 26 beaufschlagen.

Der andere Arbeitskolben 2, der an das linke Ende

des Stufenkolbens 1 angesetzt ist, kann die gleiche Bauweise besitzen wie der Arbeitskolben 3. Es ist aber auch möglich, diesen Arbeitskolben 3 gegenüber dem Stufenkolben 1 beweglich auszugestalten, so daß er erst nach einem Teil des Weges des Stufenkolbens 1 verschoben wird und damit Arbeit leistet. Für die Ansaugventile 21 in beiden Arbeitskolben 2 und 3 gilt, daß die Trägheit der Ventilkugel jeweils den Öffnungsvorgang unterstützt.

Sowohl an die Hochdruckleitung 26 als auch an die Niederdruckleitung 23 ist ein Energiespeicher 15 bzw. 27 angeschlossen, die insbesondere die Aufgabe haben, Druckstöße aufzufangen.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 treibt der Stufenkolben 1 nur mit seinem einen Ende 10 einen Arbeitskolben 4 an, der im Zylinder 8 beweglich ist. Der Arbeitskolben 4 ist doppelt wirkend, und für die beiden Kammern 27 und 28 sind die Ventile 11, 12, 13 und 14 vorgesehen. Diese Ventile können derart wirken, wie die Ventile im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1, d. h. jeweils unter der Wirkung des Über- oder Unterdruckes öffnen und schließen. Sie können aber auch durch zusätzliche Mittel, beispielsweise die Kipphebel 29, gesteuert werden, die ihrerseits unter der Wirkung entsprechender Steuermittel 30 stehen. Diese können zum Beispiel elektromagnetischer Art sein und sind im einzelnen nicht näher dargestellt. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß der Arbeitskolben 4 beispielsweise bei dauernd geöffneten Druckventilen

keine Arbeit leistet, und es ist auch möglich, beispielsweise die Energiespeicher 15 dazu zu benützen, den Stufenkolben 1 in Bewegung zu setzen, und zwar durch entsprechende Steuerung der Ventile U - 14. Es ist klar, daß auch andere Steuerungsabläufe erzielbar sind.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 wird der Stößel 32 von den nicht näher dargestellten Stufenkolben bewegt, und zwar in Richtung des Doppelpfeiles 31. Der Stößel 32 kann mit seinem vorderen Ende 33 auf den Arbeitskolben 5 einwirken, der wiederum auf den Arbeitskolben 6 einwirkt, um einen Strom der Hydraulikflüssigkeit zu erzielen.

Claims

Patentansprüche

Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einem freifliegenden Stufenkolben mit mindestens zwei Kolbenstufen, die in je einer Brennkammer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (1) mit mindestens einem Arbeitskolben (2 - 6) verbunden ist, der in einem Zylinder (7 - 9) einer Hydraulikpumpe beweglich ist.
2. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden (10) des Stufen kolbens (1) je einen Arbeitskolben (2 - 6) antreiben.
3· Zweitakt-Brennkraftmaschine nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden Arbeitskolben (4).

ErfOllungiort und Gerichtsstand Memmingen
4. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieder- bzw. Hochdruckseiten mehrerer vom gleichen Stufenkolben (1) angetriebener Hydraulikpumpen jeweils miteinander verbunden sind.
5. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Arbeitskolben (4) starr mit dem Stufenkolben (1) verbunden sind.
6. Zweitaktbrennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stufenkolben (1) und den Arbeitskolben (2, 3, 5, 6) eine steuerbare Getriebeverbindung angeordnet ist, um den Bewegungsablauf des Arbeitskolbens gegenüber dem Bewegungsabiauf des Stufenkolbens zu verändern.
7. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens einen Teil der Ventile (11 - 14) der Hydraulikpumpe eine Zwangssteuerung vorgesehen ist.
8. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher (15) in der Druckleitung der Hydraulik pumpe.
9. Zweitaktbrennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe zu einem Hydraulikmotor umsteuerbar ist, um die Zweitaktbrennkraftmaschine anzuwerfen.

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