DE19903672A1

DE19903672A1 - Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19903672A1
Application number: DE1999103672
Authority: DE
Inventors: Angelo Anton Caruso
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-31
Filing date: 1999-01-31
Publication date: 1999-11-11
Also published as: WO2000047880A1; AU4101500A

Description

Die Erfindung beschreibt einen Verbrennungsmotor bei dem in einem kreisförmigen Endloszylinder ein Kolben kreisförmig rotiert, der gleichzeitig als Zylinder ausgebildet ist, in dem ein weiterer Kolben rechtwinklig zum rotierendem Kolben durch Bewegung Kraftstoff ansaugt, verdichtet und beim Zünden arbeitet (Fig. 1, 2 und 3).

Die im Rotationskolbenmotor oder auch als Kreiskolbenmotor be kannte Technik nutzt einen dreieckigen Körper als sich um die eigene Achse in einem asymmetrischem geschlossenen ovalen Zylinder arbeitenden Kolben, wobei die Kanten des dreieckigen Kolbens an der Wandung des asymmetrischen Ovals Verdichtungs- und Brennkammern bilden. Die Kanten des Kreiskolbens dichten aber unbefriedigend ab, so daß Kraftstoff und Energieverluste entstehen.

Die Verdichtung des Kraftstoff-Luftgemisches ist u. a. dadurch negativ beeinflusst. Eine optimale Kompression wie beim Kolbenmotor ist nicht befriedigend möglich. In der Praxis hat sich höherer Benzinverbrauch und Reparaturanfälligkeit gezeigt. Beim herkömmlichen Kolben motor-Verbrennungsmotor ist zwar die Benzinverbrauch durch Optimierung, insbesondere der kraftstoffzuführenden Aggregate, in jüngster Zeit erheblich verbessert worden, aber der Energieverlust wegen entstehen den Gewichtsmassen durch Fliehkräfte, die auf die Kolben wirken sowie deren abrupte Umkehr im Zylinder, wegen der Umwandlung der Längsbe wegungen in Drehbewegungen, kostet Energie und begrenzt die Möglich keit weiterer Ausnutzung des Kraftstoffes durch z. B. noch höhere Dreh zahlen. Desweiteren ist der herkömmliche Verbrennungsmotor-Viertakter mit aufwendigen Techniken hinsichtlich der Ventilsteuerungen und der Ventile selbst mit den zu überwindenten Ventilfederdruck, versehen. Beim Zweitaktmotor wirkt sich ein höherer Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß ungünstig aus, und der Nachteil des Umwandels von Längsbewegungen in Drehbewegungen ist ebenfalls durch abrupte Umkehr bewegung der Kolben mit Kraft- und Materialverschleiß durch Pleuel stangen gegeben.

Der in den Patentansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, möglichst optimal zu vermeiden, Längsbewe gungen in Drehbewegungen umwandeln zu müssen, aber unbesehen dessen eine Verdichtung des Kraftstoff-Luftgemisches herbeizuführen, um eine technisch verbesserte und dabei einfachere und kraftstoff sparende, Schadstoffausstoß vermindernde Technologie zu erzielen.

Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale gelösst, indem die Anordnung der Zylinder und Kolben eine bei der Umwandlung der im Kraftstoffbefindlichen Energie, durch Drehbewegungen in Kraft umgesetzt wird. Durch diese Anordnung ergibt sich auch eine optimale Verdichtung des Kraftstoff-Luftge misches, weil ein Kolben in einem Zylinder, der gleichzeitig auch die Funktion eines Arbeitskolbens ausführt, rechtwinklig zu diesem, den Ladevorgang und den Verdichtungs- sowie Ausstossvorgang/Auspuff ausführt. Hierbei befinden sich sämtliche Teile, die sich im kreisförmigen Endloszylinder befinden, gemeinsam in Drehbewegung.

Der sog. Bizylinder, der gleichzeitig Kolben ist und in dessen zylindrischer Aussparung ein weiterer Kolben rechtwinklig zu diesem Bizylinder arbeitet (Fig. 5), dreht sich im Endloszylinder.

Hierbei, bewirkt durch die, exzentrische Kolbenantriebswalze, (Fig. 1, Indikator 8, Fig. 6, Indikator 8), wird der Kolben hin- und her, bzw. auf und ab bewegt.

Die Bizylinder sind für einen Endloszylinder doppelt ausgelegt, können aber auch zweimal doppelt pro Endloszylinder ausgelegt oder mit nur einen Bizylinder ausgelegt sein. In diesem Falle befindet sich gegenüberliegend ein Schwunggewicht (Fig. 7).

Es ergeben sich Takte wie folgt:

1. Ansaugen; Der Kolben im Bizylinder begibt sich im Ansaugbereich nach unten und öffnet dabei mit seiner Oberkante die Kraftstoffeinlassöffnung. Der gegenüberliegende Bizylinder im Endloszylinder begibt sich nach oben um im Auspuffbereich zum ausstossen, nachdem im Zündbe reich die Zündung erfolgte. (Fig. 1, Indikator 15, 17).
2. Ausstossen; Verdichten; Der Kolben im jetzt weitergelaufenen Bizylinder ver dichtet das Kraftstoff-Luftgemisch, während der Kolben des gegenüberliegenden Bizylinders den Auspuffbereich erreicht hat und ausstösst (Fig. 2, Indikator 30A u. 18).
3. Arbeiten; Der bei 1. Ansaugen im Bizylinder oben gewesene Kolben hat mit komprimierten Gemisch den Zündbereich erreicht und bewegt sich wieder in Abwärtsrichtung (Fig. 3, Indikator 16).

Die Steuerung und Einstellung für Zündzeitpunkt, Verdichten und Ausstossen, erfolgt durch Ausrichten der Verzahnung der Zahnräder mit den Zahnkränzen für den Antrieb der exzentrischen Kolbenwalzen antriebswellen (Fig. 7, Indikator 11 u. Fig. 4, Fig. 4A, Ind. 12).

Die Kolben im Bizylinder werden beim Zünden und bei Kraftstoff einspritzung in Abwärtsbewegung versetzt. Deshalb ist der Er findungsgegenstand mit einer Vorrichtung ausgestattet, welche be wirkt, daß der Kolben gezwungen ist, den exzentrischen Kolbenan triebswalzen bei der Abwärtsbewegung zu folgen.

Die zentrischen Kolbenabrollwalzen sind in einem in der Kolben höhlung eingebrachten Gehäuse gelagert (Fig. 9, Indikator 27 u. 21).

Zwischen den zentrischen Kolbenabrollwalzen befinden sich als Achse die Welle (Fig. 9, Ind. 22). In den exzentrischen Kolben antriebswalzen befindet sich eine doppelte Laufrollenschiene (Fig. 8 und 9, Indikator 25).

Von einer Laufrollenschiene zur anderen gegenüberliegenden, führt eine Welle (Fig. 9, Indikator 24A). An jedem Ende der Laufroll schienenwelle sind die Laufrollen gelagert. Durch eine starre Schubstange (Fig. 9, Indikator 23) ist die Laufrollenwelle mit der Welle der zentrischen Kolbenabrollwalzen verbunden.

Die Laufrollenschienen bilden an der Rollfläche der exzentrischen Kolbenabrollwalzen innenliegende Falze, in denen sich die Laufrollen (Fig. 6, Ind. 24) an der Laufrollschienenwellen-Enden, befinden (Fig. 8 u. 9. Ind. 25).

Beim Drehen der zentrischen Kolbenwalzenantriebswelle (Fig. 4 u. 6, Ind. 8) wird bewirkt, daß die exzentrische Kolbenantriebswalze durch die im Falz(Laufrollenschienen) befindlichen Laufrollen den Kolben nach sich ziehen, wobei die zentrischen Kolbenabrollwalzen auf den Laufflächen der exzentrischen Kolbenantriebswalze abrollen (Fig. 8, Ind. 26).

Als Ausgleichsgewichte gegen Unwucht befinden sich auf der zentrischen Kolbenwalzenantriebswelle zwei exzentrische Ausgleichs schwungscheiben (Fig. 4, Ind. 10).

Mit der Erfindung werden die Vorteile der Möglichkeit des Betreibens eines Verbrennungsmotores mit höheren Drehzahlen und damit höherer Kraftentwicklung bei Einsparung von Kraftstoff und Schadstoff minderung erreicht. Hierzu trägt der Umstand des Entfallens der Umwandlung von Hin- und Herbewegungen in Drehbewegungen und gleichzeitiger optimaler Kompression des Kraftstoff-Luftgemisches sowie des Entfallens von Pleuel, Ventilfedern, im Falle des Patent anspruches 1 Entfall von den Ventilen und deren Steuerungsein richtungen, bei.

Ein weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, indem der Motor frei von komplizierten und störungsanfälligen Techniken optimale Leistung er bringt. Damit wird ein großer Vorteil der Betriebswirtschaftlichkeit und Wirtschaftlichkeit hinsichtlich Anschaffungskosten erzielt.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung mit Kompressor oder bei Dieselantrieb mit dem bekannten Hochdrucksystem "Common-Rail- Technologie", kann der Erfindung eine noch optimale Leistung verleihen. Im Zusammenhang der Nutzung von Wasserstoff als Antriebs kraftstoff für Verbrennungsmotoren, kommt diese Erfindung der An wendung von Wasserstoff sehr entgegen. Das betrifft insbesondere die Anwendung der in der DE 195 04 142 A1, 1995 und der 26 17 361, 1976 beschriebenen Erfindung über einfache Herstellung und Anwendung von Wasserstoff in Verbrennungsmotoren.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 10 dargestellt. Es handelt sich um die Möglichkeit der diversen Anordnungspositionen (z. B. liegend) der Erfindung bei mobilen oder sta tionären Einsatz. Desweiteren zeigt die Zeichnung eine der diversen Möglichkeiten der Anordnung von Ölpumpe (Fig. 10, Ind. 34), Schmier ölverteilung (Fig. 10, Ind. 34) und Ölwanne (Fig. 10, Ind. 33).

Beim Einsatz als Flugmotor kann die Ölverteilung bzw. die Schmierung des Motors im allgemeinen wie die bei Sternmotoren angewandt werden, wie auch bei jedem anderen Einsatz der Erfindung.

Ausgestaltet kann die Erfindung auch mit mehreren Zündkerzen sowie Ausstoss/Auspufföffnungen pro kreisförmigen Endloszylinder sein. Diese Möglichkeit ergibt sich aus der gewollten unabhängig vonein ander zu regelnden Lade-Zünd- und Ausstosszeitpunkte und Positionen im kreisförmigen Endloszylinder, unabhängig zu regeln für jeden Bizylinder über dessen Zahnradantrieb für die exzentrische Kolben abrollwalze.

Bezugszeichenliste

1

Kreisförmiger Endlosrotationszylinder

2

Bizylinder

3

Kolben

4

Motorachswelle

5

Kühlwassermandel

6

Kühlwasserraum

7

zentrische Kolbenabrollwalzen

8

exzentrische Kolbenantriebswalzen

9

zentrische Kolbenwalzenantriebswelle

10

exzentrische Ausgleichsschwungscheiben für exzentrische Kolbentriebwalze

11

Zahnrad für Trieb der zentrischen Kolbenwalzenantriebswelle

12

Zahnkranz für Antrieb des Zahnrades für Trieb der exzentrischen Kolbenwalzenantriebswelle.

13

Kraftstoffzufuhrleitung

14

Vorrichtung für Kolbenbewegung

15

Zündkerze

16

Zündung

17

Kraftstoff-Füllung im Bizylinder

18

Auspuff

19

Kolbenringe

20

Ölabstreifring

21

Wellenlager für symmetrische Kolbenabrollwalzen

22

Welle für symmetrische Kolbenabrollwalzen

23

Schubstange

24

Laufrollen

24

A Laufrollschienenwelle

25

Laufrollenschiene

26

Abrollfläche

27

Gehäuse für zentrische Kolbenabrollwalzen- und Lager

28

Laufbüchse im Bizylinder

29

Kolbenringdurchführung im Bizylinder

30

Kraftstoffeinlass-Öffnung geschlossen durch Kolbenoberkante

30

A Verdichtung des Kraftstoffluftgemisches

31

Kompressor

32

Bizylindereinlassventil

33

Ölwanne

34

Ölpumpe

35

Ölverteilungsleitungen

36

Öleinfüllstutzen

37

Ölablaß

Claims

1. Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor für mobilen und stationären Einsatz, gekennzeichnet dadurch, daß ein oder mehrere Kolbenzylinder, als Bizylinder bezeichnet, (Fig. 5) die horizontal mit der Motorachswelle eines kreis förmigen Endloszylinders (Fig. 4 u. 6) verbunden sind, in diesem kreisförmigen Endloszylinder rotieren, während ein sich in jeden der Bizylindern befindlicher Kolben hin und her bewegt, um Kompression von angesaugten oder eingespritzten Kraftstoff-Luft gemisch zu erzeugen, damit beim Verbrennen des komprimierten Kraftstoff-Luftgemisches die Energie frei wird, um die Bizylinder rotierend im Endloszylinder zu bewegen.

2. Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor für mobilen und stationären Einsatz nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor Bizylinder mit Kolben aufweist, der in seiner Längsrichtung dem kreisförmigen Endloszylinder gekrümmt angepasst ist und dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Laufbüchse für den Kolben rechtwinklig durch seine Achse verläuft, wobei der Kolben mit einer Vorrichtung ausgestattet ist, die bewirkt, daß der Kolben in seiner Bewegung zur Achse des kreisförmigen Zylinders auch ohne der Kraft der Wärmeausdehnung beim Zündvorgang für die Ver brennung oder durch den Druck der Kraftstoffzufuhr bei Kraftstoff einspritzung, zu seiner Ausgangsposition gelangt, auch bei Funktion des Motors als Saugmotor (Fig. 9).

3. Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor für mobilen und stationären Einsatz nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor die sich im kreisförmigen Endloszylinder befindlichen rotierenden Bizylinder gleichzeitig Kolbenfunktion im kreisförmigen Endloszylinder mit Vortrieb aufweisem, durch der Formgebung der Bizylinder mit ihren eigenen Kolbenringen, und daß die Kraftstoffzufuhr als Kraftstoff Benzin, Gas, Wasserstoff, Diesel oder Schweröl u. dgl., durch die Motorachswelle, mit der die Bizylinder verbunden sind sowie durch die Wandung der Bizylinder, in den Brennraum gelangen (Fig. 6).

4. Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor für mobilen und stationären Einsatz nach Patentanspruch 1, 2 u. 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Rotations-Bizylinder-Verbrennungsmotor im kreisförmigen Endloszylinder einen rotierenden Kolben aufweist, bei dem in einer zylindrischen Aus sparung das Kraftstoffluftgemisch über ein Ventil, geregelt in benötigter Menge, eingepresst wird, wobei es sich um einen Kraftstoff mit sehr niedrigen Zündpunkt handelt, wie Wasserstoff-Sauerstoffgemisch (Fig. 11, 12, und 13).