DE3408447A1

DE3408447A1 - Antriebswellengesteuerter motor (awg-motor) mit sinusfoermigen kraftuebertragungsflaechen

Info

Publication number: DE3408447A1
Application number: DE19843408447
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl.-Hdl. 7590 Achern Starck; Wilfried 7592 Renchen Starck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-08
Filing date: 1984-03-08
Publication date: 1985-09-12

Description

Beschreibung
Titel: AWG-Motor nach Patentanmeldung Nr. P 34 01 145.5 mit sinusförmigen Kraftübertra(rungsflächen Bedeutung der Nummern in den Zeichnungen: 1 Antriebswelle 2 Steuerscheibe 3 Kolbenverbindungsstange 4 Kraftübertragungsrad 5 Kraftübertragungsnute 6 Walzenkörper 7 KolbenstanPenführungslager 8 ringförmiger Abgas raum 9 Drucklager Walzenkörper A Auslal3kanal E Einlaßkanal OT oberer Totpunkt UT unterer Totpunkt Um die Antriebswelle (1) befinden sich in axialer Anordnung 4 starr durch Kolbenverbindungsstangen (3) verbundene Doppelkolben. Die zwei Doppelkolben der Schnittebene A A laufen gegenlufig zu den zwei Doppelkolben der Schnittebene A' A'.
An der Kolbenverbindungsstange (3) befindet sich ein Kraftübertragungsrad (4), das in einer Kraftübertragungsnute (5) des mit der Antriebswelle (1) fest verbundenen Walzenkörpers (6) läuft. Die geradlinige Hin- und Herbewegung der Kolben wird durch das Kraftübertragungsrad (4) in der sinusförmigen Kraftübertragungsnute (5) des Walzenkörpers (6) in eine Drehbewegung der Antriebswelle (1) umgesetzt.
Die sinusförmige Abrollebene muß auf dem Walzenumfang zwei Wellenberge und zwei Wellentäler besitzen, damit das zur Steuerung des Motors erforderliche Untersetzungsverhältnis von 2 : 1 zu Stande kommt. Die Kraftübertragungsräder (4) sind leicht konisch, damit beim Abrollen in ddr Kraftiibertragungsnute (5) keine unnötigen Reibungsverluste auftreten. Entsprechend müssen die Abrollflächen in der Nute leicht abgeschrHgt sein.
Die Kraftübertragungsräder (4) müssen in der Kraftübertragungsnute (5) ein geringfügiges Spiel haben, damit die Kraftübertragungsräder (4), je nach den Kraftverhältnisren an den Kolben, auf der oberen oder unteren Abrollflache laufen. Das Spiel muß jedoch möglichst gering sein, damit bei einem Wechsel der Abrollfl-iche keine Schläge auftreten.
Um Schläge auf den Abrollfl.-ichen zu vermeiden, könnten an Stelle von nur einem Kraftübertragungsrad (4) auf jeder Kolbenverbindungsstange (3) zwei Kraftübertragungsräder angebracht sein, wobei das eine Rad auf der oberen Abrollflöche und das andere Rad auf der unteren Abrollfl iche läuft. Fertigungstechnisch ist dies aber schwieriger herzustellen, weil dann die Ablaufflichen der Kraftübertragungsnute (5) in den schrHg verlaufenden Teilen einen anderen Abstand haben müßten als in den horizontal verlaufenden Teilen.
Die axial an dem Walzenkörper (6) auftretenden Kräfte werden von den Drucklagern des Walzenkörners (9) aufgefangen. Sie sorgen gleichzeitig für eine exakte Führung der Antriebswelle mit den Steuerscheiben (2).
Die Kolbenverbindungsstangen (3) besitzen oberhalb und unterhalb des Walzenkörpers (6) Führungslager (7), die die beim Abrollvorgang tangential zum Walzenkörper (6) auftretenden Kräfte aufnehmen. Zur Verminderung der Reibung können die Kolbenstangenführungslager (7) als Waiz-oder Kugellager ausgeführt sein. Die Kolbenverbindungsstangen (3) und die Kolbenstangenführungslager ( 7 ) sollten einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, damit ein Verdrehen der Kolben und deren Verbindungsstangen verhindert wird und die Kraftiibertragungsrader (4) ihre exakte Position in der Kraftübertragungsnute (5) nicht verändern.
Die Trlgerwand für die Kolbenstangenführungslager (7) muß groß dimensionierte Öffnungen besitzen, damit die Luft bei der Abwärtsbewegung der Kolben unter den gegenüberliegenden Kolben abfließen kann.
Die Steuerung des Motors erfolgt durch zwei hohle Antrlebsscheiben (2).
Jeder Zylinder besitzt für den Gaswechsel nur eine Öffnung. Diese Öffnung kann verhqltnismäßig groß gestaltet werden, so daß auch bei hoher Drehzahl gute Zy]Inderfüllungen zu erreichen sind. Die Frischgaszufuhr erfolgt beiderseits durch die hohle Antriebswelle. Der Einlaßkanal E der Steuerscheibe (2) leitet des Frischgas nacheinander den Zylinderöffnungen zu.
Die Abgase gelangen über die Steuerscheibe (2) in einen ringförmigen Abgasraum (8) und werden von dort über das Auspuffrohr abgeleitet.
Der Auslaßkanal A der Steuerscheibe (2) kann mit quergest@llten Turbolamellen versehen werden, durch die ei.n Teil der Abgasenergie zur Erhöhung des Drehmoments der Antriebswelle Ci) ausgenützt wird. Gleichzeitig werden die Abgase in die kreisförmige Bahn des ringförmigen Abgasraumes (8) umge]ejtet.
Tn Zeichnung 1 sind alle Dichtungsringe und die Zündkerzen der besseren Übersicht wegen weggelassen. Kühlungs- und Dimensionierungsprobleme blieben unberiicksichtirrt.
Vorteile des AWG-Motors mit sinusförmigen Kraftübertragungsflächen Neben den in der Patentanmeldung Nr. P 34 01 145.5 genannten Vorteile hat dieser Motor noch folgende zusätzlichen Vorteile: 1. Pleuelstangen, Pleuelstangenlager, Kurbelwellen, Kurbelwellenlager und Kegelradgetriebe entfallen. Dadurch ist der Motor fertigungstechnisch sehr einfach zu bauen.
Die Notwendigkeit von 4 Doppelkolben werden durch den fertigungstechnisch einfachen Aufbau mehr als ausgeglichen.
2. Die gegenläufige Bewegung von je zwei Dorpelkolben läßt einen sehr vibriationsarmen Motorlauf erwarten.
3. An den Kolben treten keine auf die Zylinderwand gerichteten kräfte auf, da diese von den Kolbenstangenführungslager (7) aufgefangen werden. Dadurch können 1. die Reibungsverluste gesenkt werden 2. die Kolben kiirzer und leichter hergestellt werden die hin und her bewegten Massen im Verhältnis zum Hubraum weiter vermindert werden 4. der Verschleiß herabgesetzt werden.
4. Der Motor ist besonder @ gut für hohe Drehzahlen geeignet, weil 1. keine Ventile vorhanden sind 2. gute Zylinderfüllungen bei hohen Drehzahlen zu erreichen sind 3. die Masse der Kolben verringert werden kann 4. die Reibung zwischen kolben und Zylinderwand wesentlich geringer ist 'S. die Antriebswelle nur mit halber Drehzahl 1 luft.
Durch die höheren Drehzahlen kommen rvpntuell auftretende Abdichtungsprobleme an den Steuerscheiben nicht so sehr zum tragen.
6. Auf eine Antriebswellenumdrehung kommen beim Viertaktprinsip 8 Krafttakte.
7. Bei der @ Kraftübertragung durch eine r urbelwelle entspri cht die Umsetzung der linearen Folbenbewegung genau einer Sinuskurve. Ein andersartiger Verlauf ist nicht möglich. Bei diesem Motor ist es möglich, wenn es aus theoretischen Überlegungen sinnvoll erscheint, der Kraftübertragungsnute einen von der Sinuskurve etwas abweichenden Verlauf zu geben. So kann z.B. die Aufenthalts@auer in den Tot@unktbereichen verl@ngert oder verkürzt werden.

Claims

Patentansprüche AWG-Motor nach Patentanme)dung Nr. P 34 ol 145.5 mit sinusförmigen Kraftübertragungsflächen 1. Anspruch dadurch gekennzeichnet. daß jeweils zwei gegenüberliegende Kolben starr mit einer Stange verbunden sind und die Kraft übertragung auf die Antriebswelle (i) durch eine Roll- bzw. Gleitvorrichtung auf eine etwa sinusförmig ver]aufende Gleitebene erfolgt, die auf der Außenseite eines mit der Antriebswelle (1) fest verbundenen Walzenkörpers (6) angebracht ist.
2. Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder nur eine Gaswechselöffnung besitzt und die Steuerung des Motors durch hohle Steuerscheiben (2) erfolgt, die Ein- und Auslaßgase im richti,zen Zeitpunkt durch getrennte Kanäle zu- bzw. ableiten.