DE1017411B

DE1017411B - Brennkraftmaschine mit freifliegendem Kolben

Info

Publication number: DE1017411B
Application number: DEK25017A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-02-26
Filing date: 1955-02-26
Publication date: 1957-10-10

Description

Im Gegensatz zu den Luftfahrzeugantrieben, bei denen nur ein bestimmter Geschwindigkeitsbereich mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden muß, verlangt man bei Landfahrzeugantrieben höchsten Wirkungsgrad über den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Aus Gründen des Wirkungsgrades kommt die Gasturbine zumindestens für kleine Landfahrzeuge nicht in Frage, und auch bei den großen Fahrzeugen werden, wenn überhaupt, wegen der grundlegenden Entwicklungen noch viele Jahre vergehen, bis mit einer serienmäßigen Einführung gerechnet werden kann.

Der in einem Zylinder auf und ab gleitende und durch Kolbenringe abgedichtete Kolben stellt das Maschinenelement dar, das am wenigsten Störungen verursacht. Mit Kolben kann wegen der Möglichkeit höchster Verdichtung der beste von einer Turbine niemals erreichbare thermische Wirkungsgrad erzielt werden. Der Nachteil der heutigen Kolbenmotoren liegt nicht im Kolben selbst begründet, sondern ist auf die Übertragungsverluste zurückzuführen, die bei der mechanischen Übertragung der Kraft auf die Kurbelwelle vor allem durch die Seitenkräfte auftreten. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Kolbenmaschinen ist das konstante Verdichtungsverhältnis, wodurch bei Otto-Motoren Fremdzündung und bei Dieselmotoren besondere Maßnahmen zur Zündaufbereitung des Kraftstoffes (Vorkammer, Luftspeicher u. dgl.) angewendet werden müssen.

Es ist bereits eine Brennkraftmaschine mit freifliegendem Kolben bekannt, der mit der Antriebswelle über ein Schwinghebelgetriebe, das bezüglich der wirksamen Länge einstellbare Hebelarme aufweist, und über in einer Drehrichtung wirksame, mechanische Kupplungen kraftschlüssig verbunden ist, wobei diese Verbindung nur im Augenblick der Kolbenumkehr unterbrochen wird.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine derartige Brennkraftmaschine. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, diese Maschine betriebssicherer zu machen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Kupplungsorgane in einem zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses um die Antriebswelle schwenkbaren Joch gelagert sind und daß als Schwinghebelgetriebe zwei am Kolben angelenkte Gabelhebel mit Nuten dienen, in die entgegengesetzt gerichtete Schwinghebel mit Gleitkörpern eingreifen. Als Kupplungsorgane sollen vorzugsweise an sich bekannte, das Drehmoment nur in einer Bewegungsrichtung des Kolbens übertragende Federbandkupplungen Verwendung finden, die an Flanschen befestigt sind, welche in fester Verbindung mit den Schwinghebeln stehen, und auf Kupplungstrommeln einwirken, die Brennkraftmaschine
mit freifliegendem Kolben

Anmelder:

Dr.-Ing. Hermann Klaue,
Ueberlingen (Bodensee), Vanottihaus

Dr.-Ing. Hermann Klaue, Ueberlingen (Bodensee), ist als Erfinder genannt worden

starr über Zahnräder mit der Antriebswelle verbunden sind.

Ein derartiger Motor hat gegenüber den bekannten Brennkraftmaschinen folgende Vorteile:

1. Der Motor kann mit Selbstzündung arbeiten. Es können also minderwertigere Brennstoffe verarbeitet werden. Im Gegensatz zu den bisherigen Otto- und Dieselmotoren besteht im Augenblick der Zündung selbst keine starre Verbindung zwischen Kolben und Antrieb; erst im Augenblick, wo der sich abwärtsbewegende Kolben die zum Eingriff der Federkupplung erforderliche Geschwindigkeit erreicht hat, besteht Kraftschluß. Durch die wegen der Selbstzündung erforderliche hohe Verdichtung wird ein großer thermischer Wirkungsgrad erreicht.

2. Infolge der stufenlos veränderten Übersetzung arbeitet der Arbeitskolben mit ständig gleichbleibender Frequenz. Dadurch werden wegen der immer gleichbleibenden Belastung thermische Vorteile erzielt. Außerdem kann der Gaswechsel auf die Frequenz des Kolbens abgestimmt werden, was besonders beim Zweitaktbetrieb den Wirkungsgrad verbessert.

3. Der Kolben überträgt nur geringe Seitenkräfte auf die Zylinderlaufbahn, so daß die dadurch verursachten mechanischen Verluste fortfallen. Deshalb kann die Arbeitsfrequenz heraufgesetzt werden.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und eine Brennkraftmaschine mit einem freifliegenden doppelt wirkenden Kolben veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt die Ansicht der Brennkraftmaschine mit einem Doppelringkolben und einen Schnitt durch das Abtriebsgehäuse entlang der Linie C-D in Fig. 3, wobei der stufenlos veränderliche Abtrieb zu sehen ist. Den Querschnitt entlang der Linie E-F in Fig. 1 durch den Abtrieb einer Seite stellt Fig. 2 dar. Der

709' TQO/209

Claims

Längsschnitt durch die Brennkraftmaschine entlang der Linie A-B in Fig. 1 ist in Fig. 3 veranschaulicht. In den Figuren ist mit 1 und 2 der durch Stege 3 und 4 verbundene Doppelkolben bezeichnet. Dieser schwingt im Zylinder 5 hin und her und treibt dabei 5 über Federn 6 und 7 sowie Gleithülsen 8 und 9 den Exzenter 10 der Exzenterwelle 11 an, welche mit der als Schwungrad ausgebildeten Lichtanlaßmaschine 12. dem Ladegebläse 13 und dem Kühllüfter 14 gekuppelt ist. Von dem Schwungrad wird auch der Drehschieber 15 angetrieben, der den Einlaß in den Zylinder 5 steuert. Die Antriebskräfte werden über im Gehäuse 16 gelagerte Gabelhebel 17 und 18 auf die Schwinghebel 19 und 20 übertragen. Zu diesem Zwecke ist in den Gabelhebeln 17 und 18 je eine Nut 21 bzw. 22 vorgesehen. In diesen Nuten sind längs verschiebbar Gleitkörper 23 und 24 angeordnet, mit denen die Schwinghebel 19 und 20 schwenkbar gekuppelt sind. Die Schwinghebel sind in einem verstellbar angeordneten Joch 25 gelagert und stehen über Wellen 26 und 27 mit den Flanschen 28 und 29 in kraftschlüssiger Verbindung, an denen wiederum die Kupplungsfedern 30 und 31 befestigt sind. Die Wellen 26 und 27 tragen die Zahnräder 32 und 33, von denen jedes mit einer Trommel 34 bzw. 35 starr gekuppelt ist. Diese Trommel wird in einer Drehrichtung von der mit dem Flansch 28 bzw. 29 schwingenden Kupplungsfeder 30 bzw. 31 mitgenommen. - Das Antriebsmoment wird von dem Zahnrad 32 auf das mit der Abtriebswelle 36 fest verbundene Zahnrad 37 und von dem Zahnrad 33 über das Zwischenrad 38 auf das ebenfalls mit der Abtriebswelle fest verbundene Zahnrad 39 übertragen. Durch Verschwenken des Jochs 25 gleiten die Gleitkörper 23 und 24 in den Nuten 21 und 22 entlang. Dadurch wird die Weglänge der Kraftübertragung von den Gabelhebeln 17 und 18 auf die Schwinghebel 19 und 20 und damit die Übersetzung verändert. Wenn die Zahnräder 32 und in die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Lage gelangt sind, dann ist Leerlauf eingestellt. Die Verstellung des Jochs 25 erfolgt in dem dargestellten Beispiel — wie aus Fig. 1 ersichtlich — über eine Gewindespindel 40 und eine Mutter 41. Selbstverständlich könnte die Verstellung auch automatisch, entweder drehmoment- oder drehzahlabhängig vorgenommen werden. Pa tent λ ν s ρ r (J c η ε :

1. Brennkraftmaschine mit freifliegendem Kolben, der mit der Antriebswelle über ein Schwinghebelgetriebe, das bezüglich der wirksamen Länge einstellbare Hebelarme aufweist, und über in einer Drehrichtung wirksame, mechanische Kupplungen kraftschlüssig verbunden ist, wobei diese Verbindung nur im Augenblick der Kolbenumkehr unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsorgane (30, 31, 34, 35) in einem zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses um die Antriebswelle (36) schwenkbaren Joch (25) gelagert sind und daß als Schwinghebelgetriebe zwei am Kolben (1,2) angelenkte Gabelhebel (17/18) mit Nuten (21, 22) dienen, in die entgegengesetzt gerichtete Schwinghebel (19, 20) mit Gleitkörpern (23,24) eingreifen. i

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, "dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplungsorgane an sich bekannte, das Drehmoment nur in einer Bewegungsrichtung des Kolbens (1,2) übertrag^ide Federbandkupplungen (30,31) Verwendung finden, die an Flanschen (28, 29) befestigt sind, welche in fester Verbindung mit den Schwinghebeln (19, 20) stehen, und auf Kupplungstrommeln (34, 35) einwirken, die starr über Zahnräder (32, 37 bzw. 33, 38, 39) mit der Abtriebswelle (36) verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 803 499, 693 258, 817, 481 155, 476 666;

schweizerische Patentschrift Nr. 302 669; französische Patentschriften Nr. 978 004, 509 010.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen