WO1982000685A1 - Two stroke oscillating piston engine - Google Patents

Description

Zweitakt-Schwingkolbenmotor

Die Erfindung betrifft einen Zweitakt-Schwingkolbenmotor mit wenigstens einem hin und her bewegbaren Kolbenkörper und einer entsprechenden Anzahl für die Zweitaktfunktion ausgebildeten, mit Frischgaseinlassöffnungen, Frischgas übergangskanälen und Abgasauslassöffnungen versehenem Hohlzylinder, wobei der Hohlzylinder aus parallelen zusammengeschraubten Teilen vorgesehen ist, und wobei der Kolben körper in Wirkverbindung mit einem Kurbelgetriebe steht, so dass die radialen Kraftkomponenten auf den Kolbenkörper möglichst klein gehalten werden.

Ein Freikolbenmotor ohne Kurbelgetriebe und ohne Fischluftzugabe von Franz Stelzer ist bereits patentrecht lieh geschützt.

Es stellte sich die Aufgabe, den zugeführten Brennstoff des Verbrennungsgases im Expansionsraum des Motors möglichst vollständig zu verbrennen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ei nen Motor, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass der

Kolbenkörper eine zylindrische Welle aufweist, auf welcher drei als Kolben wirkende, zylinderförmige Ringe befestigt sind, dass der den Kolbenkörper umgebende Hohlzylinder in seiner Längsmitte mit einem zu dieser symmetrischen Hohlzylinderstück versehen ist, dessen axiale Bohrung durch den mittleren Ring des Kolbenkörpers in zwei Frischgasvorschubräume unterteilt ist, wobei dieses Hohlzylinderstück symmetrisch zu seiner Längsmitte die nebeneinander angeordneten zwei Frischgaseinlassöffnungen aufweist, und wobei die Vorschubräume an ihren äusseren Enden durch je eine Uebergangsnut mit dem entsprechenden Frischgasübergangskanal verbunden sind, dass an beiden Stirnseiten des mittleren Hohlzylinderstückes je eine gleiche Zwischenwand mit durchgehendem Teil des dazu gehörenden Frischgasübergangskanals vorgesehen ist, dass anschliessend an diesen beiden Zwischenwänden zwei zueinander symmetrische Arbeitszylinderstücke eingebaut sind, deren axiale Bohrungen durch die beiden äusseren Ringe des Kolbenkörpers in je einen inneren Verbrennungsraum und je einen äusseren Frischluftvorschubraum unterteilt sind, dass mindestens in der Längsmitte dieser Arbeitszylinderstücke je zwei radiale Oeffnungen nebeneinander angeordnet sind, wobei die inneren Oeffnungen als Abgasauslassöffnungen und die äusseren Oeffnungen als Frischlufteinlassöffnungen vorgesehen sind, und dass diametral gegenüber den Abgasauslassöffnungen je eine radiale üebergangsöffnung zum dazugehörenden Frischgasübergangskanal sowie an den äusseren Enden der Frischluftvorschubräume je eine radiale Fischluftübergangsnut zum entsprechenden Frischgasübergangskanal führt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Hohlzylinder,

Fig. 2 eine Ansicht, in der Richtung der Pfeile II-II der Fig. 1, auf das linke Arbeitszylinderstück bei abgehobenem Abschlussdeckel,

Fig. 3 eine Ansicht, in der Richtung der Pfeile III-III der Fig. 1, auf die linke Zwischenwand, Fig. 4 einen Grundriss zu Fig. 2, und Fig. 5 einen Grundriss zu Fig. 3.

Der dargestellte Zweitakt-Schwingkolbenmotor weist wenigstens einen hin und her bewegbaren Kolbenkörper 1 auf, der von einem aus mehreren parallelen, koaxial zusammengeschraubten Teilen bestehenden Hohlzylinder 2 umgeben ist (Fig. 1) . Der Kolbenkörper 1 ist in Wirkverbindung mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten speziellen Kurbelgetriebe, dessen Kurbelbolzen in einem rechtwinklig zur Längsachse des Kolbenkörpers 1 schwingenden Gleitzapfen gelagert ist, wobei das den Gleitzapfen aufnehmende Getriebeteil mit dem Kolbenkörper 1 fest verbunden ist. Der Gleitzapfen soll die radialen Kraftkomponenten auf den Kolbenkörper 1 durch Umgehung der Pleuelstange möglichst klein halten.

Der Kolbenkörper 1 weist eine zylindrische Welle 3 auf. Auf dieser sind drei zylinderförmige, als Kolben wir kende Ringe 4a, 4b, 4c verstiftet. Der Hohlzylinder 2 ist inbezug auf seine Längsmitte symmetrisch, ebenso das mittlere Hohlzylinderstück 5. Die axiale Bohrunng dieses Hohl zylinderstückes 5 wird durch den mittleren Ring 4b in zwei Frischgasvorschubräume 6a, 6b unterteilt. Symmetrisch zu seiner Längsmitte weist das Hohlzylinderstück 5 zwei nebeneinander angeordnete Frischgaseinlassöffnungen 7a, 7b auf. Die äusseren Enden der Vorschubräume 6a, 6b des Hohl zylinderstückes 5 sind durch je eine Uebergangsnut 8a, 8b mit einem linken oder einem rechten Frischgasübergangskanal 9a, 9b verbunden. An beiden Stirnseiten des mittleren Hohl zylinderstückes 5 sind gleiche Zwischenwände 10a, 10b mit einem durchgehenden Teil des entsprechenden Frischgasüber gangskanals 9a, 9b vorgesehen (Fig. 3, 5) . Anschliessend an diese beiden Zwischenwände 10a, 10b sind zur Längsmitte des Hohlzylinders 2 zwei symmetrische Arbeitszylinderstücke 11, 12 eingebaut, deren axiale Bohrungen durch die beiden äusseren Ringe 4a, 4c des Kolbenkörpers 1 in je einen inneren Raum als Verbrennungsraum 13, 14 und je einen äusseren Raum als Frischluftvorschubraum 15, 16 unterteilt sind. Mindestens annähernd in der Längsmitte dieser Arbeitszylinderstücke 11, 12 sind je zwei radiale Oeffnungen vorgesehen. Die äusseren Oeffnungen dienen als Frischlufteinlassöffnungen 17a, 18b, die inneren Oeffnungen als Abgasauslassöffnungen 17b, 18a.

Diametral gegenüber den Abgasauslassöffnungen 17b, 18a sind radiale Oeffnungen 19, 20 vorgesehen, welche die Frischgasübergangskanäle 9a, 9b zeitweise mit den Verbrennungsräumen 13, 14 verbinden. An ihren äusseren Enden sind die Fristluftvorschubräume 15, 16 durch radiale Uebergangsnuten 21, 22 mit den Frischgasübergangskanälen 9a, 9b verbunden (Fig. 2, 4). Die beiden Arbeitszylinderstücke 11, 12 sind in axialer Richtung durch je eine Aussenwand 23, 24 abgeschlossen. Bei jeder Kolbenbewegung nach links expandiert das entzündete Gasgemisch im Verbrennungsraum 13 zwischen der linken Zwischenwand 10a und dem linken äusseren Ring 4a. Anschliessend wird durch diesen linken äusseren Ring 4a Frischluft und durch den mittleren Ring 4b Frischgas zum Ausstossen des verbrannten, expandierten Gases vorgeschoben, während der äussere rechte Ring 4c Frischgas mit Zusatzfrischluft im Verbrennungsraum 14 komprimiert. Bei der Kolbenbewegung nach rechts wiederholen sich die entsprechenden Vorgänge sinngemäss.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Abstand der radialen Frischluftübergangsnuten 21, 22 zu den radialen Uebergangsöffnungen 19, 20 kleiner als der Abstand der radialen Frischgasübergangsnuten 8a, 8b zu den radialen Uebergangsöffnungen 19, 20. Dies hat zur Folge, dass zunächst Frischluft zum Ausstossen des verbrannten Gases verwendet wird, wobei anschliessend Frischgas zusammen mit Zusatzfrischluft den Verbrennungsraum 13 füllen. Dabei wird verhindert, dass mit dem verbrannten Gas auch noch unverbranntes Frischgas ausgestossen wird. Zudem bewirkt die Zugabe von Frischluft eine vollkommenere Verbrennung des Brennstoffes im Verbrennungsraum. Zum Ausgleich des Drehmoments können mehrere Hohlzylinder 2 und Kolbenkörper 1 vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Zweitakt-Schwingkolbenmotor mit wenigstens einem hin und her bewegbaren Kolbenkörper und einer entsprechen den Anzahl für die Zweitaktfunktion ausgebildeten, mit Frischgaseinlassöffnungen, Frischgasübergangskanälen und Abgasauslassöffnungen versehenen Hohlzylinder, wobei der Hohlzylinder aus parallelen zusammengeschraubten Teilen vorgesehen ist, und wobei der Kolbenkörper in Wirkverbin düng mit einem Kurbelgetriebe steht, so dass die radialen Kraftkomponenten auf den Kolbenkörper möglichst klein gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkörper (1) eine zylindrische Welle (3) aufweist, auf welcher drei als Kolben wirkende, zylinderförmige Ringe (4a, 4b, 4c) befestigt sind, dass der den Kolbenkörper (1) umgebende Hohlzylinder (2) in seiner Längsmitte mit einem zu dieser symmetrischen Hohlzylinderstück (5) versehen ist, dessen axiale Bohrung durch den mittleren Ring (4b) des Kolbenkörpers (1) in zwei Frischgasvorschubräume (6a, 6b) un terteilt ist, wobei dieses Hohlzylinderstück (5) symmetrisch zu seiner Längsmitte die nebeneinander angeordneten zwei Frischgaseinlassöffnungen (7a, 7b) aufweist, und wobei die Vorschubräume (6a, 6b) an ihren äusseren Enden durch je eine Uebergangsnut (8a, 8b) mit dem entsprechenden Frischgasübergangskanal (9a, 9b) verbunden sind, dass an beiden Stirnseiten des mittleren Hohlzylinderstückes (5) je eine gleiche Zwischenwand (10a, 10b) mit durchgehendem Teil des dazu gehörenden Frischgasübergangskanals (9a, 9b) vorgesehen ist, dass anschliessend an diesen beiden Zwischenwänden (10a, 10b) zwei zueinander symmetrische Arbeitszylinderstücke (11, 12) eingebaut sind, deren axiale Bohrungen durch die beiden äusseren Ringe (4a, 4c) des Kolbenkörpers (1) in je einen inneren Verbrennungsraum (13, 14) und je einen äusseren Frischluftvorschubraum (15, 16) unterteilt sind, dass mindestens in der Längsmitte dieser Arbeitszylinderstücke (11, 12) je zwei radiale Oeffnungen nebeneinander angeordnet sind, wobei die inne ren Oeffnungen als Abgasauslassöffnungen (17b, 18a) und die äusseren Oeffnungen als Frischlufteinlassöffnungen (17a, 18b) vorgesehen sind, und dass diametral gegenüber den Abgasauslassöffnungen (17b, 18a) je eine radiale Uebergangsöffnung (19, 20) zum dazugehörenden Frischgasübergangskanal (9a, 9b) sowie an den äusseren Enden der Frischluftvorschubräume (15, 16) je eine radiale Frischluftübergangsnut (21, 22) zum entsprechenden Frischgasübergangskanal (9a, 9b) führt.

2. Zweitakt-Schwingkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der radialen Frischluftübergangsnuten (21, 22) zu den radialen Uebergangsöffnungen (19, 20) kleiner ist, als der Abstand der radialen Frischgasübergangsnuten (8a, 8b) zu den radialen Uebergangsöffnungen (19, 20).

3. Zweitakt-Schwingkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arbeitszylinderstücke (11, 12) durch je eine Aussenwand (23, 24) abgeschlossen sind.