DE909402C - Brennkraftmaschine mit stufen- und getriebeloser Kraftuebertragung mittels eines Flugkolben-Brennkraftverdichters eines Druckluftsammlers und einer angetriebenen Kreiselmaschine - Google Patents
Brennkraftmaschine mit stufen- und getriebeloser Kraftuebertragung mittels eines Flugkolben-Brennkraftverdichters eines Druckluftsammlers und einer angetriebenen KreiselmaschineInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
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Description
- Brennkraftmaschine mit stufen- und getriebeloser Kraftübertragung mittels eines Flugkolben-Brennkraftverdichters eines Druckluftsammlers und einer angetriebenen Kreiselmaschine Die dieser Erfindung zugrunde liegende Erfindung betrifft eine zweckmäßige Zusammenfassung und Ergänzung mehrerer an sich bekannter Maschinen mit dem Ziel, die Kraftübertragung von einer Brennkraftmaschine zur Arbeitsmaschine, die mit wechselnden Drehzahlen laufen soll, unter Umgehung eines kraftverzehrenden Stufenantriebs oder eines stufenlosen Wechselgetriebes rationeller zu gestalten, als es bei den bekannten Kraftmaschinen möglich war.
- Als Kraftmaschine dient ein Brennkraftmotor, vorzugsweise mit Dieselantrieb, der mit zweigegenläufigen Kolben in einem Zylinder ausgestattet ist, die ihrerseits unmittelbar auf je einen Luftverdichter wirken. Diese bekannten Freikolbenluftverdichter erzeugen die Druckluft, die einen Druckluftmotor, vorzugsweise eine Zahnradturbine antreibt, durch welche die jeweilige Arbeitsmaschine anzutreiben ist bzw. bei Fahrzeugen zur Fortbewegung dient.
- Die für diese Erfindung grundlegende Neuerung ist nun die Zwischenschaltung eines Druckluftsammlers zwischen den Luftverdichter und den Druckluftmotor. Dieser Druckluftsammler in Form eines druckfesten Metallbehälters versorgt in gleichmäßiger und stoßfreier Weise den Druckluftmotor und verschiedene Nebenvorrichtungen mit Druckluft und speichert die Druckluft zu jederzeitigem Gebrauch, wenn der Verdichter nicht im Betrieb ist.
- Besonders dort, wobei nicht ortsfesten Maschinen das Verhältnis Gewicht zu Leistung eine große Rolle spielt, wie z. B. bei Fahrzeugen mit oder ohne Schienen, Wasserfahrzeugen, beweglichen Transportanlagen, Hebezeugen und Baggern, ist der Vorteil, den diese Zusammenfassung mehrerer grundsätzlich verschiedener Maschinen und Maschinenelemente zu einem einheitlichen Ganzen auf engstem Raum bietet, ein technisches und wirtschaftliches Bedürfnis.
- Durch die Möglichkeit, den Druckluftmotor, vorzugsweise eine Zahnradturbine, infolge seiner verhältnismäßig kleinen Bauart ohne kraftverzehrende Maschinenelemente für die Kraftübertragung unmittelbar an die anzutreibende Maschine oder an das Differentialgetriebe eines Kraftfahrzeugs anschließen zu können, werden kostspielige und materialschwere Kraftübertragungen eingespart. Die Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeiten kann auf die einfachste Art nur durch die Betätigung eines Hebels, der eine Drosselabsperrung in der Druckluftleitung steuert, erfolgen.
- Dem Dieselmotor mit seiner großen Wirtschaftlichkeit wird hierdurch ein neues Verwendungsgebiet eröffnet, indem er auch im leichten Kraftfahrzeug, besonders dem Personenkraftwagen, den Erfordernissen des Straßenverkehrs angepaßt wird. Seine Trägheit und sein verhältnismäßig großes Gewicht machten ihn bisher nur für den Langstreckenverkehr in schweren Lastkraftfahrzeugen geeignet, während er für den Großstadtverkehr und als Antrieb für kleinere Fahrzeuge nicht die notwendigen Voraussetzungen bot.
- Durch den Fortfall verschiedener Vorrichtungen und Nebenapparate, die zum Betrieb von Brennkraftmaschinen der bekannten Bauarten notwendig sind, werden trotz der scheinbar umständlichen Häufung mehrerer verschiedener Maschinen wesentliche Vorteile erzielt, die an Hand einer schematischen, räumlich auseinandergezogenen Darstellung in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden.
- In der Zeichnung soll a, a das durch gestrichelte Linie umrissene Aggregat des Freikolbenluftverdichters mit Dieselantrieb versinnbildlichen, b bezeichnet den Druckluftsammler und c die Druckluftturbine. Die verdichtete Luft strömt durch die Leitung d in den Sammler, das Rückschlagsicherheitsventil d1 hindert beim Ansaughub der Verdichterkolben die Druckluft am Zurückströmen. Vom Sammler b gelangt die Druckluft über den Verteilerkopf mit selbsttätigen Druckreglern b1 bekannter Ausführung in die Leitungen e, l und m. Die Leitung e führt zur Druckluftturbine c, wenn die Absperrung f durch den Hebel f1 mehr oder weniger geöffnet ist. Durch die Kupplung g ist die Druckluftturbine mit der Arbeitsmaschine oder beispielsweise mit dem Differentialgetriebe eines Kraftwagens unmittelbar verbunden. Die teilweise entspannte Abluft verläßt die Turbine durch das Rohr h und tritt über den Verteilerkopf h1 zum Teil ins Freie bei i und fließt zum anderen Teil in der Leitung k zum Luftverdichter zurück. Dort kann diese immer noch gespannte Abluft teils als vorverdichtete Frischluft den Verdichterzylindern zugeführt werden, teils nach vollkommener Entspannung bei n als Kühlluft für das ganze Aggregat dienen. Die in der Leitung I abgezweigte Druckluft kann dem Verbrennungsraum des Dieselmotors vorverdichtet zugeführt werden, wodurch die Leistung gesteigert wird. Zugleich kann sie den Dieseltreibstoff einspritzen. Die Druckluft der Leitung m dient bei entsprechender Öffnung der Ventile zum Anlassen des Motors. Ein Sicherheitsdruckregler bei b1 steuert die Ventile von L und in in der Weise, daß bei bestimmtem Mindestdruck im Sammler der Verdichtermotor angelassen wird und bei bestimmtem Höchstdruck das Einspritzen des Dieseltreibstoffs unterbleibt.
- Im Sammler b ist also stets eine solche Menge Druckluft gespeichert, wie sie zum Antrieb der Druckluftturbine erforderlich ist. Sinkt der Druck in b infolge Verbrauchs in der Turbine zur Mindestgrenze ab, so beginnt automatisch der Verdichter zu arbeiten und lädt den Sammler wieder auf bzw. liefert bei starkem Verbrauch laufend die Druckluft über den Sammler an die Turbine. Wird dem Sammler keine Druckluft entnommen, so arbeitet der Verdichter weiter, bis die Höchstgrenze des Drucks im Sammler erreicht ist.
- Hieraus geht hervor; daß nur dann Treibstoff im Brennkraftmotor verbraucht wird, wenn mittel-oder unmittelbar Leistung für Arbeit gebraucht wird. Ein Leerlauf findet also auch dann nicht statt, wenn die Druckluftturbine abgestellt ist und zunächst der Verdichtermotor noch weiterläuft.
- In nachfolgendem seien die wesentlichsten Vorteile gegenüber den bekannten Antriebsarten durch Brennkraftmäschinenkurz zusammengefaßt: I. ständige Startbereitschaft, da der Verdichter so lange arbeitet, bis der Sammler aufgefüllt ist; 2. stufenlose Regelung der Umdrehungen der Antriebsmaschine, da diese durch einfache Hebelstellung von Null bis Maximum kontinuierlich erfolgt; 3. Kraftersparnis durch Fortfall von Getrieben und langen Kraftübertragungen durch mechanische Bauelemente; 4. Gewichtsersparnis durch Fortfall von Vorrichtungen und Nebenapparaten, wie z. B. Wechselgetriebe nebst Gehäuse, Kurbelwelle mit Schwungmassen und Gehäuse, Wasserkühlung, Kardanwelle, elektrischer Anlasser, Zylinderblock, Wasserpumpen, Ventilator u. a. m.; 5. restlose Ausnutzung des Treibstoffs, da es keinen Leerlauf gibt; 6. geringe Reibungsverluste durch mechanisch bewegte Maschinenteile; 7. geringer Verschleiß, da nur wenige bewegte Bauteile vorhanden sind und sowohl der Freikolbenmotor mit Verdichter als auch der Druckluftmotor, z. B. eine Zahnradturbine, einfachster und robuster Bauart sind; B. große, sofort verfügbare Kraftreserve und dadurch Verkürzung der Anlaufzeiten und Steigerung des Anzugvermögens; g. keine Gefahr des Einfrierens und des Unvermögens, bei kaltem Wetter zu starten; ro. niedrige Gestehungskosten infolge der einfachen materialersparenden Ausführungsmöglichkeit und durch Einsparung an Bearbeitungskosten und Herstellungszeit.
- Der mit der Erfindung verfolgte Zweck, eine Kraftübertragung unter Umgehung eines Wechselgetriebes zu schaffen, dürfte durch die Verwendung von Druckluft bei Zwischenschaltung eines druckausgleichenden Sammlers durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht sein.
- Außerdem besteht die Möglichkeit, nach demselben Prinzip statt der Druckluft einen hydraulischen Antrieb zu verwenden, wobei der Druckluftsammler zum Zwecke einer stoßfreien Übertragung der Kräfte durch einen Behälter zu ersetzen wäre, in dem sich über dem unter Druck stehenden Wasser oder einer anderen Flüssigkeit ein Luftpolster befindet. Ein solches Ausführungsbeispiel für Aggregate geringen Umfangs bietet ebenfalls große Vorteile gegenüber Brennkraftmaschinen gleicher Leistung in der üblichen Ausführung.
- Durch obige Beschreibung erscheint ein technischer und besonders wirtschaftlicher Fortschritt ausreichend dargelegt zu sein.
Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHE: I. Brennkraftmaschine mit stufen- und getriebeloser Kraftübertragung mittels eines Flugkolben-Brennkraftverdichters, eines Druckluftsammlers und einer angetriebenen Kreiselmaschine, gekennzeichnet durch zwei in ein und demselben Zylinder angeordnete gegenläufige Kolben.
- 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß selbsttätige Druckregier sowie Absperrorgane in den Druckluftleitungen durch die im Innern der Maschinenanlage herrschenden Druckverhältnisse derart gesteuert werden, daß der Druckluftverdichter (a) nur dann arbeitet, wenn der Druck im Sammler (b) eine bestimmte Mindestgrenze erreicht hat, und zwar dann so lange, bis die zulässige Höchstgrenze des Drucks im Sammler (b) erreicht ist.
- 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die aus der Kreiselmaschine (c) ausströmende Abluft ganz oder zum Teil dem Verdichter als vorverdichtete Frischluft wieder zugeführt wird.
- 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Kreiselmaschine (c) ausströmende Abluft ganz oder teilweise zur Kühlung den heißen Maschinenaggregaten zugeführt wird.
- 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch I bis q., dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des strömenden gasförmigen Mediums ein hydraulisches Medium Verwendung findet und im Sammler über dem Flüssigkeitsspiegel ein Luftpolster vorgesehen ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 709 267, 709 55i-
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DEM5589A DE909402C (de) | 1950-08-15 | 1950-08-15 | Brennkraftmaschine mit stufen- und getriebeloser Kraftuebertragung mittels eines Flugkolben-Brennkraftverdichters eines Druckluftsammlers und einer angetriebenen Kreiselmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEM5589A DE909402C (de) | 1950-08-15 | 1950-08-15 | Brennkraftmaschine mit stufen- und getriebeloser Kraftuebertragung mittels eines Flugkolben-Brennkraftverdichters eines Druckluftsammlers und einer angetriebenen Kreiselmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE909402C true DE909402C (de) | 1954-04-15 |
Family
ID=7293178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEM5589A Expired DE909402C (de) | 1950-08-15 | 1950-08-15 | Brennkraftmaschine mit stufen- und getriebeloser Kraftuebertragung mittels eines Flugkolben-Brennkraftverdichters eines Druckluftsammlers und einer angetriebenen Kreiselmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE909402C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0057300A1 (de) * | 1981-01-26 | 1982-08-11 | HARBIDGE, John | Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung |
WO2013060309A2 (en) | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Jiri Frolik | Combined driving system of an electric energy generator with the utilization of the pressure potential of a high-energy medium generated in the form of a mixture of exhaust gases and compressed air with the aid of a motor with rocking pistons with an integrated compressor section |
Citations (2)
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DE709267C (de) * | 1938-06-22 | 1941-08-20 | Raul Pateras Pescara | Flugkolbenbrennkraftverdichter |
DE709551C (de) * | 1938-01-28 | 1941-08-20 | Raul Pateras Pescara | Druckluft- oder Treibgaserzeuger mit Flugkolbenverdichtern |
-
1950
- 1950-08-15 DE DEM5589A patent/DE909402C/de not_active Expired
Patent Citations (2)
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DE709551C (de) * | 1938-01-28 | 1941-08-20 | Raul Pateras Pescara | Druckluft- oder Treibgaserzeuger mit Flugkolbenverdichtern |
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