DE4440924A1 - Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor - Google Patents
Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-KreiskolbenmotorInfo
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- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
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Description
Dieser 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor wirkt ähnlich wie der in meiner
Patentanmeldung P 43 30 033.2 beschriebene 3-Scheiben-Kreiskolben
motor, hat jedoch neben konstruktiven Änderungen auch wesentliche
Vorteile im Ablauf der Funktionen, eine bessere Ausnutzung des zu
geführten Kraftstoffes und eine Verringerung der Schadstoffe in den
Abgasen durch Zuführung von verdichteter Frischluft.
In der Beschreibung der Patentanmeldung P 43 30 033.2-13 ist angegeben,
daß andere Zusammenstellungen der Scheiben möglich sind, wobei jedoch
zwei oder mehr Kompressionsscheiben an einer Arbeitsscheibe vorgesehen
sind. Bei dem hier beschriebenen 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor sind
zwei Kompressionsscheiben an zwei Arbeitsscheiben angeordnet. Die
beiden Arbeitsscheiben sitzen auf einer gemeinsamen Welle, ebenso die
beiden Kompressionsscheiben. Der Motor hat also nur zwei Wellen. Die
Länge des Motors wird dadurch um 1/3 kürzer und ergibt eine kompaktere
Bauweise, die sich besonders beim Einbau in Kraftfahrzeuge günstig
auswirkt.
Dadurch können aber die Scheibendurchmesser größer gemacht werden
wodurch ein größeres Drehmoment erzeugt wird. Beim Vergleich mit einem
entsprechenden Kurbeltriebmotor wird ein Vielfaches dessen Drehmomentes
erreicht, das bereits bei niedrigen Drehzahlen in maximaler Größe
zur Verfügung steht, also im Bereich der hauptsächlich auftretenden
Leistungen und bleibt relativ konstant.
Beim 3-Scheiben-Kreiskolbenmotor können die Arbeitsgase nur über eine
Wellendrehung von ca. 120° ausgenutzt werden, während sie bei diesem
Motor 180° ausgenutzt werden können und dadurch den Wirkungsgrad ver
bessern.
Dadurch, daß die Kolben der beiden Arbeitsscheiben um 180° versetzt
sind, wird die Antriebswelle ununterbrochen angetrieben.
Aus konstruktiven Gründen können ca. 15% der auf Kompressionsdruck
verdichteten Frischluft nicht in die Brennkammern geleitet werden,
sondern werden nach Schließung der Öffnungen zu den Brennkammern
in die Abgasleitung gedrückt. Dabei wird das Abgas abgekühlt und
verdünnt und dadurch schadstoffärmer.
Diese Frischluftmenge entsteht dadurch, daß nach Schließung der
Öffnung zur Brennkammer zwischen der Vorderkante des Kolbens der
Kompressionsscheibe und dem vorderen Gegenlager ein mit verdichteter
Frischluft gefüllter Raum zurückbleibt. Beim Einscheren des Kolbens
in den Zwischenraum der Arbeitsscheibe wird diese verdichtete Frischluft
direkt in die Abgasleitung geleitet.
Durch eine entsprechende Anordnung der zuleitenden und ableitenden
Öffnungen an den Brennkammern wird eine vollständige Spülung der Brenn
kammern erreicht, so daß die Vermischung der verdichteten Frischluft
mit den verbrauchten Abgasen nahezu vermieden wird.
Sowohl die Frischluft- als auch die Abgasleitungen sind so bemessen,
daß auch bei hohen Drehzahlen kein Stau entstehen kann. Diese Leitungen
umspannen ca. 100° des äußeren Scheibenumfanges und erreichen daß
diese Takte auf eine Wellendrehung von über 300° ausgedehnt werden.
Alle beweglichen Teile des Motors sind zentrisch gelagerte Drehteile
und weil die Kolben der auf einer Welle befindlichen Scheiben um
180° versetzt sind, ist eine exakte Auswuchtung möglich, die auch bei
hohen Drehzahlen einen fast vibrationsfreien Lauf gewährleistet.
Als Alternativ-Lösung kann die Steuerung von Funktionen durch ein
selbsttätig wirkendes Rückschlagventil ausgeführt werden. Durch den
Verbrennungsdruck in der Brennkammer wird das Rückschlagventil ge
schlossen. Nach Abschluß des Arbeitstaktes und Entleerung der Brenn
kammer drückt die vorverdichtete Frischluft das Ventil wieder auf, und
die Luft kann in die Brennkammer einströmen.
Für eine bessere Dichtung zwischen den Kolben und Zwischenräumen wird
in meiner Patentschrift P 43 30 033.2 eine spezielle Verzahnung ange
geben, die auch hier übernommen werden kann. Eine weitere Lösung, die
die Verwendung einer normalen Verzahnung zwischen Scheiben mit unter
schiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten ermöglicht, wird in meiner
Gebrauchsmusteranmeldung G 94 21 023.3 beschrieben.
Der 4-Scheibenmotor kann auch als Kompressor, ohne Einlaßventil, oder
Expansionsmaschine, ganz ohne Ventile (z. B. in Verbindung mit meinem
Patent Nr. 42 26 547) ausgebildet werden. Dabei führen alle Scheiben
bei jeder Umdrehung einen Arbeitstakt aus und haben eine gemeinsame
Eintritts- und gemeinsame Austrittsöffnung.
Der 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor arbeitet nach dem 4-Takt-Verfahren.
Die Kompressionsscheiben (6) führen den Ansaug- und den Verdichtungs
takt aus, die Arbeitsscheiben (3) den Arbeits- und den Auslaßtakt.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise einer Motorhälfte beschrieben, die
andere Motorhälfte wirkt genauso , aber um 180° versetzt.
Beim Ansaugtakt füllt sich der Zwischenraum (8) der Kompressionsscheibe
(6) mit Frischluft und wenn die Vorderseite des Kolbens (7) das Ende
Der Einlaßöffnung (12) erreicht hat beginnt der Verdichtungstakt.
Dabei dient der Kolben (4) der Arbeitsscheibe (3) als vorderes Gegen
lager. Die Luft wird bis zu einem bestimmten Druck vorverdichtet,
bevor die Öffnung (20) vor dem Kolben (7) der Kompressionsscheibe die
Öffnung (14) zur Brennkammer (16) freigibt und die Luft strömt in die
Brennkammer. Das noch vorhandene verbrauchte Arbeitsgas wird über den
Schlitz (19) im Kolben (4) der Arbeitsscheibe (3) in ihren Zwischenraum
(5) gedrückt und gelangt dann in die Abgasleitung (13). In der Brenn
kammer verbleibt nur Frischluft, die dann weiter verdichtet wird.
Dabei wird der Ausgang (15) der Brennkammer durch den Kolben (4) der
Arbeitsscheibe (3) verschlossen. Wenn die Öffnung (20) im Kolben der
Kompressionsscheibe (6) die Öffnung (14) verläßt, ist der Verdichtungs
takt abgeschlossen.
In der Zeitspanne zwischen Beendigung der Verdichtung und Beginn des
Arbeitstaktes erfolgt die Einspritzung und Zündung des Kraftstoffes.
Sie entspricht einer Wellendrehung von ca. 60° und reicht aus um eine
vollständige und schadstoffarme Verbrennung des Kraftstoffes zu er
reichen.
Nach Freigabe der Öffnung (15) der Brennkammer (16) zum Arbeitsraum (5)
beginnt der Arbeitstakt, bei dem der Kolben (7) der Kompressionsscheibe
(6) das hintere Gegenlager bildet. Nach einer Welldrehung von 180°
endet dieser Takt, gleichzeitig wird die Abgasleitung (13) freigegeben
und der Auslaß des verbrauchten Gases beginnt und dauert über eine
Wellendrehung von ca. 300° an.
Dieser 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor führt bei einer Umdrehung zwei Ar
beitstakte aus, und weil die beiden Motorhälften um 180° versetzt sind
wird die Arbeitswelle (9) ständig angetrieben.
In beiliegenden Zeichnungen ist eine Konstruktionsmöglichkeit darge
stellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Gehäuse (2). Im Grundrahmen (1) ist die
Arbeitswelle (9) und die Kompressionswelle (10) gelagert, mit denen
die Arbeitsscheibe (3) und die Kompressionsscheibe (6) fest verbunden
sind. Sie werden durch das Gehäuse (2) abgedeckt , in dem auch die
Ansaugöffnung (12) und Auslaßöffnung (13) angebracht sind, ebenso die
Öffnung (14) zur Brennkammer und (15) von der Brennkammer zum Arbeits
raum (5). Die Kompressionsscheibe (6) hat den Kolben (7) und den Zwi
schenraum (8), die Arbeitsscheibe (3) den Kolben (4) und Zwischenraum
(5).
Die Stellung beider Scheiben entspricht dem Beginn des Arbeitstaktes.
Aus der Öffnung (15) strömt das hochverdichtete Verbrennungsgas in
den Zwischenraum (5) der Arbeitsscheibe (3) (Arbeitsraum) und drückt
den Kolben (4) in Drehrichtung weiter. Dabei bildet der Kolben (7) der
Kompressionsscheibe (6) das hintere Widerlager. Wenn die Rückseite des
Kolbens (4) die Auslaßöffnung (13) erreicht hat ist der Arbeitstakt
abgeschlossen und die verbrauchten Arbeitsgase strömen in die Auslaß-
Öffnung bis die Vorderkante des Kolbens (4) diese Öffnung wieder
schließt.
Der Zwischenraum (8) der Kompressionsscheibe (6) hat sich inzwischen
über die Ansaugöffnung (12) mit Frischluft gefüllt und wenn die Vorder
seite des Kolbens (7) das Ende der Ansaugöffnung erreicht hat ist der
Ansaugtakt beendet. Der Kolben (4) der Arbeitsscheibe (3) schert in
den Zwischenraum (8) der Kompressionsscheibe ein und der Verdichtungs
takt beginnt. Nachdem die Frischluft vorverdichtet ist, wird sie über
die Öffnung (20) am Kolben der Kompressionsscheibe und die Öffnung (14),
die sich im Gehäuse (2) befindet in die nicht dargestellte Brennkammer
geleitet. Durch den Druck verdrängt sie die dort noch vorhandenen
Restgase, die über den Schlitz (19) im Kolben (4) der Arbeitsscheibe
(3) in den Arbeitsraum gedrückt werden, der noch den Auslaßtakt aus
führt. Danach schließt der Kolben der Arbeitsscheibe die Öffnung (15)
und der Verdichtungstakt wird fortgeführt bis die Öffnung (20) am Kol
ben (7) der Kompressionsscheibe (6) das Ende der Öffnung (14) erreicht
hat und diese verschließt. Dadurch wird der Verdichtungstakt beendet.
Der Kraftstoff wird eingespritzt und gezündet. Wenn dann die Rückseite
des Kolbens (4) der Arbeitsscheibe die Öffnung (15) freigibt beginnt
der nächste Arbeitstakt.
Fig. 2 stellt einen Schnitt durch die Arbeitsscheiben dar.
Mit der Antriebswelle (9) sind die Arbeitsscheiben (3) beider Motor
hälften und das Zahnrad (11) festverbunden. Die Welle ist im Grund
rahmen (1) gelagert, die Arbeitsscheiben werden durch das Gehäuse (2)
abgedeckt.
Fig. 3 zeigt die Ansicht des Motors.
Auf den Grundrahmen (1) ist das Gehäuse (2) mit den Einlaßöffnung (12)
und der Auslaßöffnung (13) angeordnet. Die Brennkammer (16) ist mit
dem Gehäuse verbunden und trägt die Zündvorrichtung (17) und Kraft
stoffzuführung (18). Die Einlaßöffnung (14) für das Frischgas zur
Brennkammer und die Öffnung (15) der hochverdichteten Verbrennungs
gase zum Arbeitsraum sind an der Innenseite des Gehäuses angebracht.
Ferner sind die Wellen (9) und (10) dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Motors.
Auf dem Grundrahmen (1) sind die Gehäuse (2) mit ihren Ansaugöffnungen
(12) und Auslaßöffnungen (13) angeordnet, ebenso die Brennkammern (16)
mit den Zündvorrichtungen (17) und Kraftstoffzuführungen (18). In
der Mitte sind die Wellen (9) und (10) dargestellt.
Die Zeichnungen 5, 6 und 7 beziehen sich auf die Alternativ-Lösung
mit dem selbsttätig wirkenden Rückschlagventil.
Fig. 5 zeigt die Einlaßöffnung (22) für die vorverdichtete Frischluft vom
Zwischenraum (8) der Kompressionsscheibe (6) zum Rückschlagventil
(21). Die Einlaßöffnung (15) für die hochverdichteten Verbrennungs
gase zum Arbeitsraum bleibt unverändert.
Fig. 6 ist eine Ansicht der Brennkammer (16) mit Zündvorrichtung und Kraft
stoffzuführung sowie dem Rückschlagventil und die Öffnungen (22) und
(15).
Fig. 7 zeigt eine Ansicht der Brennkammer (16) mit dem Rückschlagventil (21),
der Zündvorrichtung (17) und der Kraftstoffzuführung (18).
Bezugszeichenliste
1 Grundrahmen
2 Gehäuse
3 Arbeitsscheiben
4 Kolben der Arbeitsscheiben
5 Zwischenraum der Arbeitsscheiben
6 Kompressionsscheiben
7 Kolben der Kompressionsscheiben
8 Zwischenraum der Kompressionsscheiben
9 Welle der Arbeitsscheiben
10 Welle der Kompressionsscheiben
11 Zahnräder
12 Ansaugöffnungen für Frischluft
13 Auslaßöffnungen für Abgas
14 Öffnungen im Gehäuse für die Frischluft zu den Brennkammern
15 Öffnungen im Gehäuse für hochkomprimiertes Gas zu den Arbeitsräumen
16 Brennkammern
17 Zündvorrichtungen
18 Kraftstoffzuführungen
19 Schlitze zur Spülung der Brennkammern nach Abschluß der Arbeits- Takte und Schließung der Öffnungen (15)
20 Öffnungen an den Kolben der Kompressionsscheiben als Verbindung für die vorverdichtete Frischluft zu den Öffnungen (14) zu den Brennkammern
21 selbsttätige Rückschlagventile
22 Öffnungen für vorverdichtete Frischluft zu den Rückschlagven tilen in den Brennkammern.
2 Gehäuse
3 Arbeitsscheiben
4 Kolben der Arbeitsscheiben
5 Zwischenraum der Arbeitsscheiben
6 Kompressionsscheiben
7 Kolben der Kompressionsscheiben
8 Zwischenraum der Kompressionsscheiben
9 Welle der Arbeitsscheiben
10 Welle der Kompressionsscheiben
11 Zahnräder
12 Ansaugöffnungen für Frischluft
13 Auslaßöffnungen für Abgas
14 Öffnungen im Gehäuse für die Frischluft zu den Brennkammern
15 Öffnungen im Gehäuse für hochkomprimiertes Gas zu den Arbeitsräumen
16 Brennkammern
17 Zündvorrichtungen
18 Kraftstoffzuführungen
19 Schlitze zur Spülung der Brennkammern nach Abschluß der Arbeits- Takte und Schließung der Öffnungen (15)
20 Öffnungen an den Kolben der Kompressionsscheiben als Verbindung für die vorverdichtete Frischluft zu den Öffnungen (14) zu den Brennkammern
21 selbsttätige Rückschlagventile
22 Öffnungen für vorverdichtete Frischluft zu den Rückschlagven tilen in den Brennkammern.
Claims (7)
1. Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheibenmotor,
der nur aus zentrisch gelagerten Drehteilen besteht und nach dem
4-Takt-Verfahren mit innerer Gemischbildung arbeitet, bestehend aus
zwei Arbeits- (3) und 2 Kompressionsscheiben (4), die jeweils mit
gleichgroßen Zahnrädern (11) durch eine Welle fest verbunden sind,
wobei die Kolben der einen in die Zwischenräume der andern Scheiben
einscheren, die beiden Wellen (9+10) in einem Grundrahmen (1) gela
gert und die Scheiben mit dem Gehäuse (2) abgedeckt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle Funktionen über Schlitze gesteuert und durch die Kolben
geregelt werden.
2. Anspruch nach 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spülung der außenliegenden Brennkammern (16) dadurch erfolgt,
daß die angesaugte Frischluft vorverdichtet wird, dann erst über die
geöffneten Schlitze (14+20) in Brennkammern gelangt und die dort
noch verbliebenen Restgase des vorherigen Arbeitstaktes über den
Schlitz (19) im Kolben (4) der Arbeitsscheibe (3) in die Abgas-Öff
nung (13) drückt.
3. Anspruch nach 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaß- und der Einlaßtakt über eine Wellendrehung von 300°
wirksam sind und dadurch ein Stau und überhöhte Gasgeschwindigkeiten
vermieden werden.
4. Anspruch nach 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß komprimierte Frischluft in die Abgasöffnung (13) geleitet wird,
die das verbrauchte Abgas abkühlt und schadstoffärmer macht.
5. Anspruch nach 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Alternativ-Lösung vor den Brennkammern (16) ein selbsttätiges
Rückschlagventil (21) eingebaut wird.
6. Konstruktion wie Anspruch 1, jedoch als Kompressor ausgebildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle 4 Scheiben keine Einlaßventile benötigen, bei jeder Umdrehung
einen Ansaug- und einen Verdichtungstakt ausführen und nur eine
gemeinsame Luft-Eintritts- und Austrittsöffnung haben.
7. Anspruch nach 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie in Verbindung mit einem Generator für hochverdichtete Verbren
nungsgase als Arbeitsmaschine wirkt und dabei keine besonderen Ventile
benötigt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4440924A DE4440924A1 (de) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor |
DE19527277A DE19527277A1 (de) | 1994-11-17 | 1995-07-26 | Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4440924A DE4440924A1 (de) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4440924A1 true DE4440924A1 (de) | 1996-05-30 |
Family
ID=6533469
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4440924A Withdrawn DE4440924A1 (de) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor |
DE19527277A Withdrawn DE19527277A1 (de) | 1994-11-17 | 1995-07-26 | Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19527277A Withdrawn DE19527277A1 (de) | 1994-11-17 | 1995-07-26 | Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 4-Scheiben-Kreiskolbenmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE4440924A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200806888A (en) * | 2006-07-21 | 2008-02-01 | Liung Feng Ind Co Ltd | Pressure boost system and machine assembly |
CN101117914B (zh) * | 2006-07-31 | 2010-12-08 | 良峰塑胶机械股份有限公司 | 增压系统及其机具总成 |
WO2008037075A1 (en) | 2006-09-26 | 2008-04-03 | Larry Kathan | Rotary internal combustion engine |
AT10063U1 (de) | 2007-07-20 | 2008-08-15 | Ackerl Franz Dr | Kreiskolbenmotor |
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DE3242431A1 (de) * | 1982-11-16 | 1984-05-17 | Motos Motor GmbH, 4512 Wallenhorst | Drehkolben-heissgasmotor mit kontinuierlicher verbrennung |
DE4330033A1 (de) * | 1993-09-06 | 1994-02-10 | Josef Lipinski | Brennkraftmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit umlaufenden Kolben als 3-Scheiben-Kreiskolbenmotor |
-
1994
- 1994-11-17 DE DE4440924A patent/DE4440924A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-07-26 DE DE19527277A patent/DE19527277A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19527277A1 (de) | 1996-08-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ON | Later submitted papers | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
AG | Has addition no. |
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