DE3330125A1

DE3330125A1 - Verbrennungskraftmaschine mit schwenkkolbenverbrennungsmotor und schwenkkolbenverdichter

Info

Publication number: DE3330125A1
Application number: DE3330125A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing.(FH) 3174 Meine Hauptstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-20
Filing date: 1983-08-20
Publication date: 1985-03-07

Description

Die" Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine, die bei der Verbrennung von Kraftstoff freiwerdende thermische Energie in mechanische Energie umwandelt.

Die bekannten'-Verbrennungskraftmaschinen sind unwirtschaftlich, da sie aus vielen komplizierten Einzelteilen zusammengesetzt sind und iai Verhältnis zuc· Eigengewicht geringe Leistung haben.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Verbrennungskraftmaschine darzustellen, die aus wenigen unkomplizierten Einzelteilen besteht und in Verhältnis zu Abmessung und Gewicht hohe Abtriebsleistung hat.

Nach der Erfindung sind in einen Schwenkkolb.enzylinder ait Trennsegmenten und Kolbensegmenten Brennkammern angeordnet. Durch den Verbrennungsdruck in den Brennkammern wird der Schwenkkolben in hin- und herpendelnde Bewegungen versetzt. Erfindungsgemäß wird der Motor als 4- Taktmotor mit Ein- und Auslaßventilsteuerung oder auch als 2- Taktmotor mit Verdichter und ventillos gesteuert ausgeführt. Über Rädergetriebe und Freilaufe wird die Pendelbewegung des Schwenkkolbens in fortlaufende Rotationsbewegung umgesetzt. Zur Erzeugung elektrischer, hydraulischer, pneumatischer oder thermischer Energie wird die Pendelbewegung das Schwenkkolbens direkt ohne Zwischenschaltung eines Getriebes umgesetzt. Der Ver"brennungsdruck wirkt bei diesem Prinzip auf beide Seiten der Kolbensegmente.Jede Bewegung, Hechts- oder Linksdrehung des Schwenkkolbens 3 wird durch Verbrennungsdruck angetrieben.Der Verdichtungsdruck, in den gegenüberligenden Brennkammern federt die Kolbenbewegungen iri den Endlagen ab. Daher läuft der Motor sehr ruhig. Sr ist aus wenigen unkomplizierten Teilen* besonders wirtschaftlich zu fertigen.

In der Ausführung mit separatem Verdichter wird bei diesen Motor ein weit besseres Gewichts- Leistungsverhältnis als bei herkörn mlichen Bauarten erreicht.

Tferschiedene Ausführungen des Erfindungsgegenstandes sind In Zeichnungen dargestellt. - Ea zeigen: .·' 3330125

• Fig.1 Sine Schnittansicht I - II des 4 - Taktmotors Fig.2 Eine .Schnittansicht III .-" IY des 4 - Taktmotors Fig.3 Sine Schnittansicht des 2 - Taktmotors Fig.4 Sine Schnittansicht eines 2- Taktmotors mit separatem Verdichter Fig.5 Eine Schnittansicht I - II eines 2 - Taktraotors mit separatem Verdichter _;

Fig.o Eine Schn.ittansicht V-VI des Verdichters Fig.7 Sine Schemazeichnung des Räder - Freilaufgetriebes

Wie in den Figuren 1 und 2 ersichtlich, sind an dem Schwenkkolben 3 um 180 Grad versetzte Kclbensegmente 4 angebracht. Der Hohlzylindar 1 in. dem der Schwenkkolben nit Kolbensegmenten eingeschlossen ist,wird durch Trennsegmente 2 in zwei gleiche Kammern unterteilt.Zwischen den

. Trenn- und Kolbensegmenten entstehen so ~vier Brennkacaernö, in denen das Kraftstoff gemisch durch; Zündkerzen 26 gezündet und verbrannt wird. Der Schwenkkolben 3 ist auf der Welle 5 drehbar in den Stirnwänden Des Zylinders 1 gelagert.Bei jedem vierten Takt erfolgt in einer Brennkammer eine Verbrennung des Kraftstoffgemisches, während in einer gegenüberliegenden Brennkammer eine Verdichtung stattfindet.Gleichzei- · tig- wird in einer Dritten Brennkammer Kraftstoffgemisch, angesaugt und aus einer vierten Brennkammer werden die verbrannten Gase ausgestoßen. Bei jedem: Takt wirkt beim Verdichten in einer Brennkammer der Gompressionsdruck der Bewegung des Schwenkkolbens entgegen. Dadurch wird die

■ Schwenkkolbenbewegung jeweils in den Endlagen federnd abgefangen, sodaß der Motor stoßfrei läuft.Auch mechanische Belastungen sind bei diesem Arbeitsprinzip gering,sodaß eine hohe Lebensdauer erreicht wird. Bei der Ausführung des Erfindungsgegenstandes eines 2 - Taktmotors' mit separatem Verdichter nach den Figuren 4 bis 6 , erfolgen Verbrannungen des Kraftstoffgemisches stets gleichzeitig in diametral zur Welle 5 gelegenen Brennkammern. Hierbei wird die Welle 5 radial nicht durch Verbrennungsdrücke belastet da-die Kräfte sich gegeneinander gerichtet aufheben.

Um die Welle 5 sind Räder 15 bis 21 mit zwei Freiläufen 22 angeordnet. Durch Umkehrung der Drehrichtung des Rades 17 f bwirkt durch das Rad 18 ,-das zwischen den Rädern 15. und 17 liegt, wird erreicht, daß das Had 21 in einer Richtung läuft, während die RäderΊ5 bis 18 hin und her pendeln. ' · " ■

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" Um gleichmäßiges Drehmoment an Abtrieb.zu erreichen, sind einige U"> der obigen Räder mit einseitig federnden« oder elastischen Kupple— lungselementen versehen. Es wird hier darauf verzichtet näher auf ZI die Ausführungen solcher Kupplungen einzugehen, da diese allge-

OO mein bekannt sind.Über das Rad 15 wird wie aus Figur 1 ersichtlich die Steuerscheibe 23» die zentrisch zur Welle 5 gelagert ist, in einer Drehrichtung angetrieben.Durch den Einsatz von Klinkensperren und Verriegelungen zwischen dem Rad 21 und der Steuerscheibe 23 wird erreicht, daß die Steuerscheibe synchron mit-den Schwenkbewegungen des Schwenkkolbens läuft. Auf der Steuerscheibe sind Kurvensegmente angeordnet, mit denen die Sin- und Auslaßventile 7 und 8 betätigt werden.

Beim 2 - Taktraotor sind, wie aus Figur 3 ersichtlich, Auf einer Seite der Kolbensegmente Brennkammern und auf der Gegenseite die Verdichturigskaamern 11 angeordnet. Von dort wird das verdichtete Kraftstoffgemisch über die Verbindungskanäle 12 in die Brennkammern 6 geleitet.Die verbrannten Gase werden durch die Auslaßöffnungen 10 ausgestoßen.Der Motor arbeitet so nach dem bekannten 2 - Taktprinzip.In den Figuren *f bis 6 ist eine Ausführung des 2 - Taktmotors mit 4- Brennkammern in einem Zylinder und separatem. Verdichter dargestellt.3rfindungsgemäß arbeitet auch der Verdichter hier mit einem. Schwenkkolben. Das zu verdichtende Gemisch wirji durch die Ansaugechiitze 9 angesaugt und.bei Linksdrehung des Schwenkkolbens 33 in den Verdichtungskamnern 11 verdichtet. Über Verbindungskanäle 13 und 1*f wird das angesaugte und verdichtete Kraftstoffgemisch in die Ansaugschlitze ^k- der Brennkammern 6 geleitet.Der Verdichter wird auch beim k- Taktnotor eingesetzt^ uu in bekannter Weise die Motorleistung durch Compression der Luft am Ansaugstutzen zu erhöhen.Erfindungsgemäß wird der Verdichter in der in Figur 6 dargestellten Ausführung auch zum Verdichten gasförmiger Stoffe unabhängig von den Motor des 3rfindungsgegenstandes eingesetzt.

An die Abtriebawelle der Motoren werden vorzusweise Aggregate_fdie "mit Pendelbewegungen arbeiten,direkt ohne Zwischengetriebe angeschlossen.Dies sind Aggregate zur Stromerzeugung, Gasverdichter,

Pumpen,.Hydraulikaggregate oder Schwingungserzeuger. Fortlaufehde Rotationsbewegungen werden über die in den Figuren

und-7 dargestellten Räder- Freilaufge triebe erreicht.

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Claims

\i Verbrennungskraftmaschine dadurch gekennzeichnet, daß in einem Hohlzylinder 1 mit einem oder mehreren festen Trennsegmenten 2 ein Schwenkkolben 3 mit einem oder mehreren Xolbensegmenten k auf der Welle 5i die in-den Zyiinderböden gelagert ist,.durch Verbrennungsdruck in hin-'und herpendelnde oder schwingende Bewegungen versetzt wird.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Viertaktverfahren arbeitet.

3·Verbrennungskraftmaschine nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder 1 mit Sin- und Außlaßventilen 7 und 8 versehen ist. . - .

k. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie nach· dem Zweitaktverfahren arbeitet und der Zylinder 1 mit Ansaugschlitzen 9 und "Auspufföffnungen 10 versehen ist.

5. Verbrennungskraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und K dadurch gekennzeichnet, daß auf je einer Seite der Kolbansegaente k eine Verdichtungskammer angeordnet ist,von denen das Kraftstoffgemisch durch Ver"bindungskanäle ¹2 in die Brennkammern 6 geleitet wird.

-.&. Verbrennungskraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet , daß die Pendelbewegungen des Schwenkkolbens 3 über Räder 16 bis 21 und Freiläufe 22 in fortlaufende Rotationsbewegung umgesetzt werden. - '

'7· Verbrennungskraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß Drehbewegungen des Schwenkkolbens 5 über Räder mit elastischen oder federnden Kupplungselementen übertragen wird.

8. Verbrennungskraftmaschine nach den ansprüchen 1 bis ^ dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffgemisch in einem separaten Verdichter mit Schwenkkolben 31 verdichtet wird.

9· Verbrennungskraftmaschine- nach dan Ansprüchen 1 bis k und Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dab die Kolbensegaente 33 auf 'dem Schwenkkolben 31 zum Verdichten gasförmiger itoffe in hin- und herpendelnd§ Bewegungen, versetzt· werden. . · .

10.--Verbrennungskraf tnaschine nach den Ansprüchen 8 und 9 dadurch •gekennzeichnet, daß die KolbensGgmente 51 mit Verbindungskanälen

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11. Verbrennungskraftmaschine nach den· Ansprüchen 1 bi3 4· und 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkolben 31 auf der Welle 5 angeordnet ist oder über die Welle 5 angetrieben wird. * - - .

12. Verbrennungskraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und k dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder 1 das in einem separaten Verdichter verdichtete Gemisch über, die Verbindungsöffnungan Jk in die Brennkanuaem 6 geleitet wird.

13. Verbrennungskraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis Vund θ dadurch gekennzeichnet,daß Verbrennugen stets gleichzeitig in. dianetral gegenüberliegenden Brennkammern erfolgen.

15· Varbrennungskraftaaschine nach den Ansprüchen 1 bis A- dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelbewegungen über Kurbelgetriebe in fortlaufende Rotationsbewegung umgesetzt werden.

16.Verbrennungskraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile 7· und 8 von einer Steuerscheibe 23 betätigt werden.

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