DE3419582A1

DE3419582A1 - Taumelscheiben-motor

Info

Publication number: DE3419582A1
Application number: DE19843419582
Authority: DE
Inventors: Heinz Jacht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1985-11-28

Description

NACHQERCICHT

Tau^ie Ischeiben-Motor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taumelscheiben-Motor. Verbrennungsmotoren der verschiedensten Art sind seit langer Zeit bekannt. Zu nennen sind hier Viertakt- oder Otto-Motoren oder auch Diaseimotoren, die in ihrer Funktion dem Otto-Motor ähnlich sind. Darüber hinaus sind Zweitakt, Wankel- und ?ndere Motoransysteme bekannt.

Die Machte!la dieser bekannten Otto-Motoren liegen insbesondere darin, daß sie einen aufwendigen Ventilrnechanismus erfordern und daß nur jeder vierte Takt ein Arbeitstakt ist- Darüber hinaus erfordern sie einen Kurbeltrieb, der sehr teuer in der Herstellung ist und dar zu bestimmten Bauformen, beispielsweise Reihen-, Sternoder V-Motoren, -zwingt. Die Baugröße ist daher üblicherweise erheblich und wesentlich vom Kolbendurchmesser und Kolbenhub abhängig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Motor zu schaffen, der die genannten Mangel nicht aufweist, der kompakte Außenabir.essunger. aufweist und ohne einen teuren Kurbeltrieb auskommt .

Dies wird erfindungsgeraäß dadurch erreicht, daß zwei gegeneinandarlaufenda TaumeIscheiben auf einer Abtriebswelle angeordnet sind, wobei an die Taumelscheiben hin- und herbewegbare Arbeitskoiben und Pumpenkolben angreifen. Sin derart ausgebildeter Motor löst dia gestallte Aufgabe und weist zusätzlich den großen Verteil auf, daß alle wesentlichen Teils rund bzw. zylindrisch und dan it äußerst kostengünstig in. der Herstellung ausgebilde" sLnd.

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Eine Ausführungsform des Motors wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen

Taumelscheiben-Motor,

Fig. 2 einen schematisehen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Taumelscheiben-Motor,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie C-D in Fig. 1 , Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie A-B in Fig. 1,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Motor in einer ersten

Betrlebsstellung und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Motor in einer zweiten ·

Betriebsstellung.

Auf der Abtriebswelle 1 des Motors befinden sich zwei aufeinander zulaufende Taumelscheiben 2. Zur Abstützung des Drehmoments sind diese in Ringen 3 kardanisch aufgehängt. Zwischen beiden Taumelscheiben sind die Zylinder angeordnet. Es handelt sich dabei um Zylinderpaare, nämlich einmal dem Arbeitszylinder 4 und zum anderen den Ladepumpenzylinder 5. Ein erfindungsgemäßer Motor weist dabei mindestens ein Zylinderpaar auf, wobei sich die Anzahl der Zylinderpaare beliebig erhöhen läßt. Bei dem hier dargestellten Motor sind drei Zylinderpaare vorgesehen, d.h. drei Arbeitszylinder und drei Ladepumpenzylinder. Die Arbeitskolben 6 und 6a sind dabei untereinander gleich ausgebildet. Demgegenüber unterscheiden sich die Kolben der Ladepumpe 7 und 8 voneinander, da der Kolben 8 mit Bohrungen 9 und einer Ringnut 1-0 versehen ist. Alle Kolben stehen über Kugelpleuel 11 mit den Taumelscheiben in Verbindung. In jedem

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NACHGEREICHT

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der Zylinder befinden sich ringförmig eingebrachte Schlitzöffnungen 12 bis 15. Um die öffnungen 13 und 15 sind dabei runde Kammern 16 und 17 so angeordnet, daß sie untereinander in Verbindung stehen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die ebenfalls ringförmig ausgebildete Kammer 18 um den Ladepumpenzylinder ist mit einer Bohrung 19 versehen, die als Ansaugöffnung dient. Die Kammer 20 um den Arbeitszylinder herum ist ebenfalls mit einer auswärts gerichteten Bohrung 21 versehen, die als Auspufföffnung dient. Der zylindrische Zylinderblock 22 mit den rohrförmig ausgebildeten Enden 23 ist durch Abdekkungen 24 und 25 verschlossen, wobei durch die Abdeckung 24 ein Zapfen der Abtriebswelle 1 hindurchgeführt ist.

Die Arbeitsweise des Motors ist wie folgt:

Durch Drehen der Abtriebswelle 1 bewegen sich die in der ersten Stellung gemäß Fig. 5 befindlichen Kolben 7 und 8 voneinander weg. Es entsteht im Zylinderraum Unterdruck, bis der Kolben 7 die Öffnungen 14 freigibt. Luft oder Kraftstoff-Luft-Gemisch kann über die Ansaugöffnung 19 in den Zylinderraum einströmen, wie es in der Stellung 2 gemäß Fig. 6 dargestellt ist. Beim jetzt folgenden Zusammenlaufen der Kolben entsteht zwangsläufig ein Überdruck, der- bei Erreichen der ersten Stellung gemäß Fig. 5 nun sein Maximum erreicht hat und durch die Bohrungen 9 im Kolben 8 über die Ringnut 10 und die öffnungen 15 in die Kammer 16 einströmt. Dieser überdruck verteilt sich über alle Kammern 16 und 17 gleichmäßig und bleibt bei anschließender Weiterbewegung des Kolbens 8 erhalten, da die ringförmig angebrachten Öffnungen im Zylinder 5 verschlossen sind.

Beim Erreichen der ersten Stellung gemäß Fig. 5 gibt der Kolben 6 im Arbeitszylinder 4 die öffnung 13 frei, so daß^das komprimierte Kraftstoff-Luft-Gemisch in.den Zylinderraum 4 einströmen

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kann. Bei den sich nun aufeinanderzubewegenden Kolben 6 und 6a entsteht zwangsläufig im Arbeitszylinder ein Überdruck des Kraftstoff-Luft-Gemisches, welches dann beim Erreichen des Totpunktes der Kolben in der zweiten Stellung gemäß Fig. 6 durch die Zündkerze 26 gezündet wird. Die jetzt abgegebene Arbeit auf den Kolben läßt die Abtriebswelle 1 über die Pleuel und die Taumelscheiben weiterdrehen, bis nun vom Kolben 6a zuerst die Öffnungen 12 freigegeben werden und der Gasdruck über diese, die Kammer 20 und die Bohrung 21, soweit abgebaut wird, daß der in der Kammer 17 gespeicherte Überdruck ausreicht, über die später freigewordenen öffnungen 13 erneut in den Zylinderraum 4 einzuströmen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Umdrehung der Abtriebswelle in den Arbeitszylindern. Jeder Arbeitszylinder arbeitet somit im Zweitaktverfahren. In der Fig. 2 ist schematisch eine Luftkühlung für den Motor dargestellt. In ähnlicher Weise ließe sich auch eine Wasserkühlung verwenden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist am Ende des Motorgehäuses ein Kühllufteintritt 30 vorgesehen, hinter welchem ein Lüfterrad 31-auf der Abtriebswelle 1 sitzt. Die Luft strömt dabei an den Zylinderwänden vorbei und gelangt durch die Kühlluftaustritte wieder ins Freie. Zur Vergrößerung der Kühlfläche können an den Zylinderwänden Kühlrippen 33 vorgesehen sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Motor ist ähnlich wie bei Elektromotoren, ein Drehrichtungswechsel möglich. Bei Kraftfahrzeugen mit einem solchen Motor könnte auf den Rückwärtsgang verzichtet werden. Außerdem läßt sich die Schwungscheibe 34 des Motors so ausbilden, daß sie den Rotor eines Schrittmotors darstellt. Hierdurch ist es möglich, auf das Laufenlassen des Motors im Leerlauf weitgehend zu verzichten, wodurch Luftverunreinigungen erheblich verringert werden. Der Motor kann statt de.ssen abgeschaltet werden und bei Bedarf mit dem Schrittmotor erneut angelassen werden. Bei Fahr-

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zeugen ist dadurch bei eingeschaltetem ersten Gang ein übergangsloses Anfahren möglich. Beim Laufen des Motors übernimmt der Schrittmotor die Funktion einer Lichtmaschine, was den Motor insgesamt weiter vereinfacht. Abgesehen hiervon lassen sich die Kammern 17 mit Einspritzdüsen ausstatten, so daß dann über die Ladepumpe und die Ansaugöffnung 19 nur noch Luft angesaugt wird.

Zur Schmierung des Motors ist eine Wirbelölschmierung vorgesehen. Zusätzlich kann in der Abtriebswelle 1 eine Bohrung vorgesehen sein, so daß Öl über die Naben 27 der Taumelscheiben 2 zu den Kugeln der Pleuel 28 gespritzt wird. Die dort auftretende und verwirbelte Ölmenge ist zur Kolbenschmierung ausreichend, da bei diesem Motor die Kolben keinerlei seitliche Drücke aufzunehmen haben.

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Claims

Patentansprüche :

/1. Taumelseheiben-Motor, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse zwei gegeneinanderlaufende Taumelscheiben auf einer Abtriebswelle angeordnet sind und hin- und herbewegbare Arbeitskolben und Pumpkolben an den Taumelscheiben angreifen.
2. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben in Zylindern trommelartig um die Abtriebswelle gelagert sind und ebenfalls gegenläufig ausgebildet sind.
3. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ZyIinderlaufbüchsen mit ringförmig eingebrachten Schlitzen vorgesehen sind, die mit den Kolben zum Öffnen und Schließen zusammenarbeiten.

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4. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder und Kolben paarweise zueinandergehören und einmal als Ladepumpe und zum anderen als Arbeitszylinder und Arbeitskolben ausgebildet sind.
5. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in den Zylindern von Kammern umschlossen sind, die einmal eine bessere Füllung des Zylinderraumes bzw. ein besseres Hinausströmen der verbrannten Gase ermöglichen und zum anderen als Staudruckspeicher ausgebildet sind.
6. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheiben zur Drehmomentaufnahme kardanisch gelagert sind.
7. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben der Ladepumpe so mit Bohrungen bzw. einer Ringnut versehen ist, daß ein Auslaßventil gebildet ist.
8. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Motors zylindrisch ausgebildet ist.
9. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrichtung des Motors beliebig wechselbar ist.
10. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mindestens ein Zylinderpaar aufweist.
11. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlassen des Motors ein Schrittmotor vorgesehen ist.
12. Taumeischeiben-Motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Schrittmotor auch als Lichtmaschine benutzbar ist.
13. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Druckkammern Kraftstoff verspritzt wird.
14. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskolben im Zweitaktverfahren laufen.
15. Taumelscheiben-Motor nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kolben keine seitwärts gerichteten Kräfte auftreten und die Kolbengeschwindigkeit, bezogen auf den Gesamt hub, halbiert ist.

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