EP2751392A2 - Plasmamotor - Google Patents

Plasmamotor

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Publication number
EP2751392A2
EP2751392A2 EP12759622.9A EP12759622A EP2751392A2 EP 2751392 A2 EP2751392 A2 EP 2751392A2 EP 12759622 A EP12759622 A EP 12759622A EP 2751392 A2 EP2751392 A2 EP 2751392A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
working
working medium
housing
piston
working space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12759622.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Freller
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2751392A2 publication Critical patent/EP2751392A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/002—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/54—Plasma accelerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/02—Glass

Definitions

  • the invention relates to a motor with at least one piston and at least one working space, via which the at least one piston can be acted upon, wherein at least one supply channel opening into the working space is provided for a gaseous working medium.
  • DE 2708148 A1 relates to a motor with a working space in which electrodes for ionizing a working medium are arranged.
  • US 20060201 156 A1 discloses a motor which has a plasma as a working medium, which is produced by evaporation and ionization of a liquid.
  • a heating device arranged in a supply line to a working chamber is used.
  • the present invention has for its object to provide an engine that does not require fossil fuels for its operation and both characterized by high efficiency and excellent cost-effectiveness.
  • the solution according to the invention enables a very efficient generation of a high working pressure in the working space with a low expenditure of energy in order to drive the piston.
  • the generation of a plasma can be accomplished in a very efficient manner by virtue of the ionization device having a housing which at least partially encloses the at least one electrode of the ionization device, wherein the housing has at least one suction opening and at least one outlet opening for the working medium.
  • the housing may have at least one opening whose surface is at least one third of the housing surface.
  • the housing can be made of glass.
  • the ionization device may be followed by at least one acceleration device for generating a magnetic field.
  • the acceleration device may have at least one magnet in the form of an electromagnet or a permanent magnet.
  • the working medium can be recovered.
  • the working medium mercury vapor and / or copper and / or argon and / or sodium vapor have proven particularly useful.
  • a particularly advantageous variant of the invention which is characterized by a very good efficiency, provides that the engine as oscillating piston engine with at least one cylinder coaxially mounted in a cylinder, in opposite directions acted upon by a respective working chamber oscillating piston, the two working spaces of a crank chamber with two parallel to the cylinder axis crankshafts, which are arranged symmetrically to an axial center plane of the cylinder and drive connected via a reverse gear and crankpins have, which interact with respect to an axial center plane of the oscillating piston symmetrical cam tracks alternately, wherein in each working space at least one supply channel opens and in at least one ionization device is arranged in each of the two working spaces and / or in both supply channels.
  • Fig. 1 shows an engine according to the invention in a schematic section perpendicular to the cylinder axis
  • Fig. 2 shows the engine according to FIG. 1 in a schematic section parallel to the cylinder axis.
  • the embodiment shown in Fig. 1 shows a vibrating piston engine.
  • the oscillating piston engine shown may have a circular cylindrical tubular body with double-sided end walls as a cylinder 1, on the one hand by an insert 2 and on the other hand by a swing piston 3 limited working spaces 4 and 5 and between these working spaces 4 and 5 forms an oscillating piston 3 enclosed crank chamber 6.
  • This crank chamber 6 can be divided by a fixed partition 7 into two pressure chambers 8 and 9, which can be in fluid communication with the remoter of the two working chambers 4, 5, respectively.
  • the corresponding flow channels are not explicitly shown here.
  • crankshafts 1 1, 12 may be provided, which are drivingly connected to each other via an unillustrated reverse gear, preferably a gear pair.
  • the crank pin 13 of these crankshaft 1 1, 12 act alternately with respect to an axial center plane of the oscillating piston 3 symmetrical cam track 14 together. If one of the two working spaces subjected to pressure of a working fluid, for example via supply channels in the insert 2, the oscillating piston 3 is pivoted from one to the other stop position about its axis of rotation 16.
  • the pressurization of the working spaces 4 and 5 is carried out according to the present invention by compression of the gas and its ionization.
  • the ionization device 10 may have one or more electrodes 15, for example in the form of a grid electrode.
  • the ionization device may have a housing 17, which encloses the at least one electrode 15 at least in sections, the housing 17 having at least one suction opening and at least one outlet opening for the working medium.
  • the housing 17 may have at least one opening whose area is at least one third of the housing surface. This opening is preferably arranged on a region facing the working chamber.
  • the gas is strongly compressed by means of the piston 3, so that the pressure and the density of the working medium are increased.
  • the working medium gas mixture
  • the working medium can reach a temperature of, for example, 160 ° C. due to the compression.
  • the motor By applying current or voltage to the electrodes 15, an electric field can be generated by which the gas in the working space is ionized.
  • an optional heating for example in the form of a wire between the electrodes 15 may be provided.
  • the motor may include a thermal insulation layer. This insulating layer is identified by the reference numeral 18 in FIGS. 1 and 2.
  • the ionization device 10 By the ionization device 10, it is possible to introduce electrical charges jerky in the working medium.
  • the gas flows in this case via the ionization device 10 into the working chamber 4, 5, wherein a plasma is generated from the gas by "enclosing" electrodes.
  • the ionization device 10 can accelerate. be downstream direction, which generates a magnetic field, which is traversed by the ionized working fluid. In this magnetic field, the plasma current is accelerated due to the Lorentz force.
  • the acceleration device may for this purpose have one or more magnets, for example electromagnets in the form of current-carrying coils or permanent magnets.
  • the gas pressure of the compressed and located in the working chamber 4, 5 gas increases in the short term very strong. This pressure acts on the piston 3 and sets this in motion.
  • the injection of the electrons, i. the ionization of the gas is preferably carried out when the piston 3 is in a dead center.
  • electrically insulating the working space 4, 5 an even better result can be achieved.
  • the voltage at the ionization device 10 or at the electrodes 15 of the same the number of electrons released for generating the plasma and thus the working pressure in the working space 4, 5 can be regulated.
  • the power of the motor and the piston speed can be adjusted via the voltage and the current at the electrodes 15, respectively.
  • the pressure can build up more or less strongly and thus drive the engine faster or slower.
  • the operating pressure in the working chamber 4, 5 is lower than the compression pressure, while the working pressure is increased much more by the ionization.
  • "normal" conditions recur and the plasma decomposes again by recombination of the ions and electrons.
  • the working medium ie the gas mixture can be guided in a closed circuit.
  • a pressure relief valve may be provided.
  • the working fluid can flow into a surge tank and cooled.
  • the heat can be be stored and the pressure to be drained cleaned by a filter.
  • the closed circuit is a prerequisite to recover the working medium (gas mixture reactant) again and to suck again in the next process.
  • For storing the working medium may also be provided a buffer tank.
  • the gas used is preferably a mixture of mercury and argon, as used in mercury vapor lamps.
  • the working medium preferably has copper particles and / or silver ions.
  • the working fluid may also contain sodium, as known from sodium vapor lamps. At this point, it should be mentioned that very good results can be achieved if the working medium contains a noble gas or consists of noble gases.
  • crank pin 13 of the crankshaft 1 1 remains unloaded and comes only in the opposite direction oscillating movement of the oscillating piston 3 is used.
  • the cam tracks 14 may be provided with a leaf spring 17 which forms the respective cam track surface and which partly compensates for irregularities in the torque transfer can, because at higher piston forces stored spring energy can be delivered to the respective crank pin 13 when subjected to lower forces again.
  • the engine according to the invention can not only be a motor with an oscillating piston, but also motors of any other types in which a piston can be acted upon by a pressure in a working space.
  • Particularly suitable for the realization of the invention are conventional internal combustion engines, which are adapted accordingly.

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Abstract

Es wird ein Motor mit einem Kolben (3) und einem Arbeitsraum (4, 5) beschrieben, über welchen der Kolben (3) beaufschlagbar ist, wobei zumindest ein in den Arbeitsraum (4, 5) mündender Versorgungskanal für ein gasförmiges Arbeitsmedium vorgesehen ist, in welchem Versorgungskanal oder Arbeitsraum (4, 5) zumindest eine lonisationsvorrichtung (10) zur Ionisierung des Arbeitsmediums und zur Erzeugung eines Plasmas aus dem im Arbeitsraum (4, 5) befindlichen Arbeitsmedium angeordnet ist. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die lonisationsvorrichtung ein Gehäuse (17) aufweist, welches eine Elektrode (15) der lonisationsvorrichtung zumindest abschnittsweise umhüllt, wobei das Gehäuse (17) zumindest eine Ansaugöffnung und zumindest eine Auslassöffnung für das Arbeitsmedium aufweist.

Description

Motor
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Motor mit zumindest einem Kolben und zumindest einem Arbeitsraum, über welchen der zumindest eine Kolben beaufschlagbar ist, wobei zumindest ein in den Arbeitsraum mündender Versorgungskanal für ein gasförmiges Arbeitsmedium vorgesehen ist.
Stand der Technik
Herkömmliche Verbrennungsmotoren weisen einen relativ geringen Wirkungsgrad sowie einen hohen Verbrauch an fossilen Brennstoffen auf. Aus diesem Grund wurden im Automobilbau schon zahlreiche Alternativen wie beispielsweise Elektromotoren vorgeschlagen. Allerdings weisen alle bekannten Motoren zum Teil gravierende Nachteile, wie beispielsweise Ladedauer und Lebensdauer bei Batteriebetriebenen Fahrzeugen auf.
Die DE 2708148 A1 betrifft einen Motor mit einem Arbeitsraum, in welchem Elektroden zur Ionisierung eines Arbeitsmediums angeordnet sind. Die US 20060201 156 A1 offenbart einen Motor, welcher ein Plasma als Arbeitsmedium aufweist, welches durch Verdampfen und Ionisieren einer Flüssigkeit hergestellt wird. Hierzu wird eine in einer Zuleitung zu einer Arbeitskammer angeordnete Heizvorrichtung verwendet.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Motor zu schaffen, der keine fossilen Treibstoffe zu seinem Betrieb benötigt und sich sowohl durch einen hohen Wirkungsgrad als auch eine hervorragende Wirtschaftlichkeit auszeichnet.
Dies Aufgabe wird mit einem Motor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem zumindest einen Versorgungskanal und/oder in dem Arbeitsraum zumindest eine lonisationsvorrichtung zur Ionisierung des Arbeitsmediums und zur Erzeugung eines Plasmas aus dem in dem zumindest einen Arbeitsraum befindlichen Arbeitsmedium angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht mit einem geringen Energieaufwand eine sehr effiziente Erzeugung eines großen Arbeitsdrucks in dem Arbeitsraum, um den Kolben anzutreiben. Die Erzeugung eines Plasmas lässt sich auf sehr effiziente Weise dadurch bewerkstelligen, dass die lonisationsvorrichtung ein Gehäuse aufweist, welches die zumindest eine Elektrode der lonisationsvorrichtung zumindest abschnittsweise umhüllt, wobei das Gehäuse zumindest eine Ansaugöffnung und zumindest eine Auslassöffnung für das Arbeitsmedium aufweist.
Um ein gutes Ansaugen von ionisiertem Arbeitsmedium in die Arbeitskammer zu ermöglichen, kann das Gehäuse zumindest eine Öffnung aufweisen, deren Fläche zumindest ein Drittel der Gehäuseoberfläche beträgt. Darüber hinaus kann das Gehäuse aus Glas gefertigt sein.
Um das Plasma zu beschleunigen, kann der lonisationsvorrichtung zumindest eine Beschleunigungsvorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nachgeschaltet sein. Hierbei kann die die Beschleunigungsvorrichtung zumindest einen Magneten in Form eines Elektromagneten oder eines Permanentmagneten aufweisen.
Dadurch, dass das Arbeitsmedium in einem geschlossenen Kreislauf welcher den Arbeitsraum und den Versorgungskanal umfasst, geführt ist, kann das Arbeitsmedium rückgewonnen werden. Als Arbeitsmedium haben sich besonders Quecksilberdampf und/oder Kupfer und/oder Argon und/oder Natriumdampf bewährt.
Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung, welche sich durch einen sehr guten Wirkungsgrad auszeichnet, sieht vor, dass der Motor als Schwingkolbenmotor mit zumindest einem Zylinder mit einem im Zylinder koaxial gelagerten, gegensinnig über je einen Arbeitsraum beaufschlagbaren Schwingkolben, der die beiden Arbeitsräume von einem Kurbelraum mit zwei zur Zylinderachse parallelen Kurbelwellen trennt, die zu einer axialen Mittelebene des Zylinders symmetrisch angeordnet und über ein Umkehrgetriebe antriebsverbunden sind sowie Kurbelzapfen aufweisen, die mit bezüglich einer axialen Mittelebene des Schwingkolbens symmetrischen Nockenbahnen abwechselnd zusammenwirken, wobei in jeden Arbeitsraum zumindest ein Versorgungskanal mündet und in beiden Arbeitsräumen und/oder in beiden Versorgungskanälen je zumindest eine lonisationsvorrichtung angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Motor in einem schematischen Schnitt senkrecht zur Zylinderachse und
Fig. 2 den Motor gemäß der Fig. 1 in einem schematischen Schnitt parallel zur Zylinderachse.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Schwingkolbenmotor. Der dargestellte Schwingkolbenmotor kann einen kreiszylindrischen Rohrkörper mit beidseitigen Stirnwänden als Zylinder 1 aufweisen, der einerseits durch einen Einsatz 2 und andererseits durch einen Schwingkolben 3 begrenzte Arbeitsräume 4 und 5 sowie zwischen diesen Arbeitsräumen 4 und 5 einen vom Schwingkolben 3 umschlossenen Kurbelraum 6 bildet. Dieser Kurbelraum 6 kann durch eine feste Trennwand 7 in zwei Druckräume 8 und 9 unterteilt werden, die jeweils mit dem entfernteren der beiden Arbeitsräume 4, 5 in Strömungsverbindung stehen können. Die entsprechenden Strömungskanäle sind hier nicht explizit dargestellt. Innerhalb der beiden Druckkammern 8 und 9 können zwei zur Zylinderachse symmetrisch angeordnete, parallele Kurbelwellen 1 1 , 12 vorgesehen sein, die über ein nicht dargestelltes Umkehrgetriebe, vorzugsweise ein Zahnradpaar, miteinander antriebsverbunden sind. Die Kurbelzapfen 13 dieser Kurbelwellen 1 1 , 12 wirken abwechselnd mit bezüglich einer axialen Mittelebene des Schwingkolbens 3 symmetrischen Nockenbahn 14 zusammen. Wird einer der beiden Arbeitsräume mit Druck eines Arbeitsmittels beaufschlagt, beispielsweise über Versorgungskanäle im Einsatz 2, so wird der Schwingkolben 3 von der einen in die andere Anschlagstellung um seine Drehachse 16 verschwenkt.
Die Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume 4 und 5 erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung durch Kompression des Gases und dessen Ionisierung. Zur Erzeugung eines Plasmas aus dem in dem Arbeitsraum 4, 5 befindlichen und komprimierten Gases ist in einem oder in beiden Versorgungskanälen oder in einem oder in beiden der Arbeitsräume 4, 5 eine lonisationsvorrichtung 10 angeordnet. Die lonisationsvorrichtung 10 kann eine oder mehrere Elektroden 15, beispielsweise in Form einer Gitterelektrode aufweisen. Weiters kann die lonisationsvorrichtung, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Gehäuse 17 aufweisen, welches die zumindest eine Elektrode 15 zumindest abschnittsweise umhüllt, wobei das Gehäuse 17 zumindest eine Ansaugöffnung und zumindest eine Auslassöffnung für das Arbeitsmedium aufweist. Um ein gutes Einströmverhalten von ionisiertem Material in die Arbeitskammer 4, 5 zu gewährleisten kann das Gehäuse 17 zumindest eine Öffnung aufweisen, deren Fläche zumindest ein Drittel der Gehäuseoberfläche beträgt. Diese Öffnung ist bevorzugt an einem der Arbeitskammer zugewandten Bereich angeordnet.
In der Arbeitskammer 4, 5 wird das Gas mittels des Kolbens 3 stark komprimiert, sodass der Druck und die Dichte des Arbeitsmediums gesteigert werden. Das Arbeitsmedium (Gasgemisch) kann durch die Kompression eine Temperatur von beispielsweise 160° C erreichen.
Durch Beaufschlagung der Elektroden 15 mit Strom bzw. Spannung kann ein elektrisches Feld erzeugt werden, durch welches das in dem Arbeitsraum befindliche und komprimierte Gas ionisiert wird. Um die Ionisation des Gases zu verbessern, kann eine optionale Heizung, beispielsweise in Form eines Drahtes zwischen den Elektroden 15 vorgesehen sein. Um einen Wärmeverlust zu minimieren, kann der Motor eine thermische Isolierungsschicht aufweisen. Diese Isolierungsschicht ist mit dem Bezugszeichen 18 in den Fig. 1 und 2 gekennzeichnet.
Durch die lonisationseinrichtung 10 ist es möglich, elektrische Ladungen stoßartig in das Arbeitsmedium einzubringen. Das Gas strömt hierbei über die lonisationsvorrichtung 10 in die Arbeitskammer 4, 5, wobei aus dem Gas durch „Einschließen" von Elektroden ein Plasma erzeugt wird. Um die Elektronen zu beschleunigen, kann der lonisationsvorrichtung 10 eine Beschleunigungsvor- richtung nachgeschaltet sein, welche ein magnetisches Feld erzeugt, welches von dem ionisierten Arbeitsmedium durchströmt wird. In diesem magnetischen Feld wird der Plasmastrom aufgrund der Lorentzkraft beschleunigt. Die Beschleunigungsvorrichtung kann zu diesem Zweck einen oder mehrere Magnete, beispielsweise Elektromagnete in Form von stromdurchflossenen Spulen oder auch Permanentmagnete aufweisen.
Durch einen kurzzeitigen Stromstoß an den Elektroden kann eine hohe Elektronendichte zur Ionisierung des Gasgemisches erzeugt werden. Hierauf steigt der Gasdruck des komprimierten und in der Arbeitskammer 4, 5 befindlichen Gases kurzfristig sehr stark an. Dieser Druck wirkt auf den Kolben 3 und setzt diesen in Bewegung. Das Einschießen der Elektronen, d.h. die Ionisation des Gases erfolgt bevorzugt, wenn sich der Kolben 3 in einem Totpunkt befindet. Durch elektrische Isolierung des Arbeitsraums 4, 5 kann ein noch besseres Ergebnis erzielt werden. Über die Spannung an der lonisationsvorrichtung 10 bzw. an den Elektroden 15 derselben, kann die Zahl der zur Erzeugung des Plasmas freigesetzten Elektronen und somit der Arbeitsdruck in dem Arbeitsraum 4, 5 reguliert werden. Somit kann die Leistung des Motors und die Kolbengeschwindigkeit über die Spannung bzw. den Strom an den Elektroden 15 eingestellt bzw. geregelt werden. Je nach angelegter Spannung kann sich der Druck mehr oder weniger stark aufbauen und somit den Motor schneller oder langsamer antreiben. So ist beispielsweise der Betriebsdruck in der Arbeitskammer 4, 5 niedriger als der Kompressionsdruck, während der Arbeitsdruck durch die Ionisation wesentlich stärker erhöht wird. Bei Druckabfall in der Arbeitskammer 4, 5 treten wieder„normale" Verhältnisse ein und das Plasma baut sich durch Rekombination der Ionen und Elektronen wieder ab.
Das Arbeitsmedium, d.h. das Gasgemisch kann in einem geschlossenen Kreislauf geführt sein. Um einen Überdruck in der Arbeitskammer 4, 5 oder einer anderen Stelle des Kreislaufs abbauen zu können, kann ein Überdruckventil vorgesehen sein. Über dieses Überdruckventil kann das Arbeitsmedium in einen Ausgleichsbehälter strömen und abgekühlt werden. Die Wärme kann ge- speichert werden und der Überdruck durch einen Filter gereinigt abgelassen werden. Der geschlossene Kreislauf ist eine Voraussetzung um das Arbeitsmedium (Gasgemischreaktionsmittel) wieder zurückzugewinnen und beim nächsten Vorgang wider anzusaugen. Zur Speicherung des Arbeitsmediums kann auch ein Pufferbehälter vorgesehen sein.
Als Gas wird bevorzugt eine Mischung aus Quecksilber und Argon, wie sie bei Quecksilberdampflampen zum Einsatz kommt, verwendet. Bevorzugter Weise weist das Arbeitsmittel Kupferpartikel und/oder Silberionen auf. Alternativ zu Quecksilber kann das Arbeitsmittel auch Natrium enthalten, wie es aus Natriumdampflampen bekannt ist. An dieser Stelle sei erwähnt, dass sich auch sehr gute Ergebnisse erzielen lassen, wenn das Arbeitsmedium ein Edelgas enthält oder aus Edelgasen besteht.
Da der sich beispielsweise im Arbeitsraum 4 aufbauende Beaufschlagungsdruck über den zugehörigen hier nicht explizit dargestellten Strömungskanal auch auf den Druckraum 8 erstreckt, ergibt sich für den Schwingkolben 3 eine entsprechend vergrößerte Beaufschlagungsfläche und damit ein höheres Drehmoment. Die Kolbenbeaufschlagung bedingt, dass eine seiner Nockenbahnen 14 den Kurbelzapfen 13 einer der beiden Kurbelwellen 1 1 , 12 beaufschlagt, die somit abwechselnd mit einem gegensinnigen Drehmoment angetrieben werden. Aufgrund des die beiden Kurbelwellen 1 1 , 12 verbindenden Umkehrgetriebes kann folglich ein nur in einer Drehrichtung wirksames Drehmoment von einer der beiden Kurbelwellen 1 1 , 12 abgenommen werden.
Während der Beaufschlagung des Schwingkolbens 3 über den Arbeitsraum 4 bleibt der Kurbelzapfen 13 der Kurbelwelle 1 1 unbelastet und kommt erst bei der gegensinnigen Schwingbewegung des Schwingkolbens 3 zum Einsatz.
Wie Fig. 1 entnommen werden kann, können die Nockenbahnen 14 mit einer die jeweiligen Nockenbahnfläche bildenden Blattfeder 17 versehen sein, die Ungleichförmigkeiten bei der Drehmomentüberragung zum Teil ausgleichen können, weil bei höheren Kolbenkräften gespeicherte Federenergie bei einer Beaufschlagung mit geringeren Kräften wieder an den jeweiligen Kurbelzapfen 13 abgegeben werden kann.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Motor nicht nur um einen Motor mit einem Schwingkolben, sondern auch um Motoren beliebiger andere Bauarten handeln kann, bei welchen ein Kolben in einem Arbeitsraum mit einem Druck beaufschlagbar ist. Besonders geeignet zur Realisierung der Erfindung sind herkömmliche Verbrennungsmotoren, welche entsprechend adaptiert werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1 . Motor mit zumindest einem Kolben (3) und zumindest einem Arbeitsraum (4, 5), über welchen der zumindest eine Kolben (3) beaufschlagbar ist, wobei zumindest ein in den Arbeitsraum (4, 5) mündender Versorgungskanal für ein gasförmiges Arbeitsmedium vorgesehen ist, in dem zumindest einen Versorgungskanal oder in dem Arbeitsraum (4, 5) zumindest eine lonisationsvorrichtung (10) zur Ionisierung des Arbeitsmediums und zur Erzeugung eines Plasmas aus dem in dem zumindest einen Arbeitsraum (4, 5) befindlichen Arbeitsmedium angeordnet ist, wobei die lonisationsvorrichtung (10) zumindest eine Elektrode (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die lonisationsvorrichtung ein Gehäuse (17) aufweist, welches die zumindest eine Elektrode (15) zumindest abschnittsweise umhüllt, wobei das Gehäuse (17) zumindest eine Ansaugöffnung und zumindest eine Auslassöffnung für das Arbeitsmedium aufweist.
2. Motor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) zumindest eine Öffnung aufweist, deren Fläche zumindest ein Drittel der Gehäuseoberfläche beträgt.
3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) aus Glas gefertigt ist.
4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der lonisationsvorrichtung (10) zumindest eine Beschleunigungsvorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nachgeschaltet ist.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsvorrichtung zumindest einen Magneten in Form eines Elektromagneten oder eines Permanentmagneten aufweist.
6. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium in einem geschlossenen Kreislauf geführt ist, welcher den Arbeitsraum und den Versorgungskanal umfasst.
7. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium Quecksilber und/oder Kupferpartikel und/oder Argon und/oder Natrium und/oder zumindest ein Edelgas aufweist.
8. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er als Schwingkolbenmotor mit zumindest einem Zylinder (1 ) und mit einem im Zylinder (1 ) koaxial gelagerten, gegensinnig über je einen Arbeitsraum (4, 5) beaufschlagbaren Schwingkolben (3)ausgebildet ist, der die beiden Arbeitsräume (4, 5) von einem Kurbelraum (6) mit zwei zur Zylinderachse parallelen Kurbelwellen (1 1 , 12) trennt, die zu einer axialen Mittelebene des Zylinders (1 ) symmetrisch angeordnet und über ein Umkehrgetriebe antriebsverbunden sind sowie Kurbelzapfen (13) aufweisen, die mit bezüglich einer axialen Mittelebene des Schwingkolbens (3) symmetrischen Nockenbahnen (14) abwechselnd zusammenwirken.
EP12759622.9A 2011-08-30 2012-08-21 Plasmamotor Withdrawn EP2751392A2 (de)

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