DE2405542A1

DE2405542A1 - Kolbenfuehrung von durch kurbeltrieb bewegte kolben

Info

Publication number: DE2405542A1
Application number: DE19742405542
Authority: DE
Inventors: Peter Rose
Original assignee: ROSE GEB PETERS
Current assignee: ROSE GEB PETERS
Priority date: 1974-02-06
Filing date: 1974-02-06
Publication date: 1975-08-07

Description

Patentbeschreibung und Patentansprüche Titel: Kolbenführung von durch Kurbeltrieb bewegte Kolben Patentbeschreibung: Bei xolbenfahrenderl Maschinen (z.B.: Verbrennungsmotoren oder Kompressoren etc.) oder durch Kurbeltrieb bewegte Kolben 9 hat es sich gezeigt, daP der Kolben 9 durch die am Kolbenbolzen 5 wirkende Querkraft N (Bild 1) gegen seine Führung 8 (Bohrung) gedrückt wird. Dieser mangel kann dazu führen, daß der Schmierfilm abgedrückt wird und somit die Gefahr besteht, daß sich der Kolben 9 in seiner Führung 8 blockiert und somit die Funktion der Kolbenbewegung gestört oder unterbrochen wird. Dieser Umstand fahrt zü erheblichen Schäden.
Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, daß beim Bewegen des Kolbens 9 ein Luftspalt 10 zu seiner Führung 8 aufrechterhalten wird, oder um die Kolbendichtungen vollkommen zuentlasten.
Die Hauptkräfte am Kolben 9 uirken in seiner Hubrichtung. Quer zum Kolben 9 wirken lediglich die Querkraft N (Bild 1) oder reine Genichtskräfte bei waagerechter Kolbenbewegung.
Um ein Berühren des Kolbens 9 mit seiner Führung 8 zu vermeiden, sind über dem Umfang des Kolbens 9 abstobende Kräfte zu seiner Führung 8, die die Querkraft und evtl. Gewichtskraft üoerwiegen, anzuordnen. Durch diese den Kolben 9 abstoßende Kräfte wird der Kolben 9 im Zentrum seiner Führung 8 gehalten und kann somit seine Führung 8 (Kolbenbuchse) nicht mehr berühren. Durch die abstoßenden Kräfte wird also erreicht, dafi zwischen dem Kolben 9 und seiner Führung 8 stets ein Luftspalt 0 besteht.
Durch dieses neue Bührungssysthem wird der Verschleiß und somit ein Blockieren zwischen Kolben 9 und Führung 8 ausgeschlossen, da die Dichtungselemente erheblich entlastet werden oder man sogar auf sie verzichten kann.
Die am Kolben 9 wirkenden abstoßenden Erafte kann man durch gleichpolige tXlag.-Felder erzielen.
In den Bildern 2 bis 4 werden Möglichkeiten zum Aufbau von abstoßenden mag. Kraften am Kolben 9 schematisch gezeigt.
Nach Bild 2 werden die abstoßenden Kräfte durch drei stromdurchflossene Spulen erzeugt. Eine Spule ist im Kolben 9 und zwei sind in der Führungsbuchse 8 angeordnet.
Die Spule 1 ist im Kolben 9 eingebaut. Wie aus Bild 2 zu ersehen, treten am Süd-Pol die Mag.-Linien ein und am Nord-Pol aus. Die mag. durchlässige Distanz zwischen Spule 1 und der Auenmantelfläche des Kolbens 9 ist relativ klein, um in der Außenhaut des Kolbens 9 eine ausreichende Dichte der lsIag.-Linien zu erreichen.
Die Spulen 2 und 3 sind in der Kolbenführungsbucnse 8 eine baut. Die Spulen 2 und 3 sind zueinander koaxial. Durch die Spulen 2 und 3 wird ein mag. Feld in zylindrischer Form eraöglicht. Wie im Bild 2 zuersehen, treten am Süd-Pol die Mag.-linien zwischen den Spulen 2 und 3 ein und am Nord-Pol aus.
Die Spule 3 ist nach außen mag. isoliert (z.B.: durch einen ausreichenden Luftspalt oder Messing). Lediglich die innere Spule 2 bildet zur inneren lMantelfläche der Kolbenführungsbuchse 8 eine mag. durchlässige Distanz, tun in dieser Schicht eine möglichst hohe Dichte der 'fag.-Linien zu erzielen.
Weiterhin ist noch wichtig, daß die Spulen 2 und 3 langer sind als der Hub des Kolbens 9.
Die Spule 1 erzeugt die mag. Induktion B1. Mit den Spulen 2 und 3 wird die mag. Induktion B2 erreicht. Da der Luftspalt zwischen dem Kolben 9 und seiner Führungsbuchse 8 ur sehr klein ist (max. 0,10 mm), breitet sich die Induktion B1 ebenfalls in- der Führungsbuchse 8 und die Induktion B2 auch im Kolben aus. Im Bild 2 ist der Aufbau der Mag.-KraYte dargestellt. So werden durch die Induktion B2, an der im Kolben 9 eingebauten stromdurchflossenen Spule 1, über dem gesamten Umfang abstoßende Kräfte erzeugt.
Durch diese Anordnung wird außerdem die zentrierende Wirkung des Kolbens 9 erhöht, da sich die Größe der abstoßenden Kraft am Kolben 9 mit kleinerem Luftspalt zwischen Kolben 9 und Buchse 8 erhöht und somit det Kolben 9 verstärkt zum Zentrum zurück bewegt.
Da der Kolben 9 durch die abstoßenden mag. Kräfte stets in seinem Zentrum gehalten wird, kann man bei einem entsprechend kleinen Luftspalt 10 auf die Kolbendichtelemente verzicaten, wenn der StromungsspaItwiderstand zwischen Kolben 9 und Buchse 8 ausreichend groß bemessen ist.
Die mag. durchlässige Distanz zwischen Spule 1 und Kolbenaußenmantelfläche 9 ist größer als die zwischen Spule 2 und der Innenantelflache der'Führungsbuchse 8. Dadurch wird erreicht, daß sich die Induktion B2 verstärkt im Kolben 9 ausbreitet und somit die abstoßenden Kräfte am Kolben 9 erhöht uerden.
Um eine ausreichend.große abstoßende Mag.-Kraft zu erzielen, sind die Spulen 1,2,3 entsprechend zu dimensionieren Im Bild 2 sind die erforderlichen elektr. Anschlüsse für die Spulen nicht gezeichnet.
Nach Bild 3 können abstoßende Kräfte am Kolben 9 ebenfalls durch Permanentmagnete 12 erzielt werden.
Im Bild 3 sind die durch Messinghülsen 13 mag.- isolierten Dauermagnete 12 als radial orientierte, über der Oberfläche des Kolbens 9 und der Buchse 8 verteilte, Patronen 12 ausgebildet, die hierbei ebenfalls gleichpolig angeordnet sind und dadurch garantiert ist, daß sich der Kolben 9 von seiner Führungsbuchse 8 abstößt.
Bild 4 zeigt eine weitere Anordnung von radial orientierteg, über der Oberfläche des Kolbens 9 und der Buchse 8 verteilte, stromdurchflossenen Spulen 14, die im Kolben 9 und in der Führungsbuchse 8 zueinander gleichpolig angeordnet sind. Durch diese methode wird der Kolben 9 ebenfalls von seiner Führungsbuchse angestoßen.

Claims

Patentansprüche:

t Kolbenführungen-die durch abstoßende magnetische Kräfte oder Felder erzielt werden, um zu erreichen, da zwischen dem Kolben 9 und seiner Führungsbuchse 8 stets ein Luftspalt 10 besteht, um dadurch die Kolbenringe oder/und Kolbendichtelement zu entlasten oder/und auf diese tellseise oder vollkommen zu verzichten (hierbei schwimmt der Kolben quasi in der -Luft- ).
2. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da die mag. abstoßenden Kräfte zwischen dem Kolben 9 und seiner Fünrung 8 durch axial zur Hubrichtung angeordnete strondurchflossene Spulen,die im Kolben 9 und/oder in seiner Führung 8 angeordnet sind, erzielt werden (Bild 2).
3. Nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches fl.ag.-Feld, durch zwei koaxial angeordnete stromdurchflossene pulen 2 und 3, in der Führungsbuchse 8 erzielt wird.
4. Nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abstoßenden Kräfte zwischen dem Kolben 9 und seiner Führungsbuchse 8, durch wechselseitige mag. Induktionen zwischen dem Kolben 9 und seiner Führung 8 dadurch erzielt wird, da die mag. durchlässige Distanz zwischen der Spule 1 und der Kolbenaugenmantelfläche 9 gröber ist, als die zwischen der Spule 2 und der Buchseninnenfläche 8.
5. Nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mag. Induktion zwischen der Spule 1 und der Kolbenauenrantelfläche 9 größer ist, als die zwischen der Spule 2 und der Innenoberfläche der Fuhrungsbuchse 8, um dadurch die abstoßende Wirkung am Kolben 9 zuerhöhen.
6. Nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mag. Feld der, in der Führungsbuchse 8 eingebauten, stromdurchflossenen Spule 2 in der Hubrichtung gröber ist als der Hub des Kolbens 9, tun dadurch zugewähren, daR die absto«ende Wirkung am Kolben 9 mit Sicherheit über dem gesamten Kolbenhub wirkt.
7. Nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mag.

abstoßenden Kräfte zwischen dem Kolben 9 und seiner Führung 8 durch gleichpolige Permanent-Stabmagnete, die quer zur Hubrichtung,über der ìulantelfläche des Kolbens 9 und der Führungsbuchse 8 gleichmäßig verteilt sind, erzielt werden (Bild 3).
8. Nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mag. abstoßenden Kräfte zwischen dem Kolben 9 und seiner Führung 8 durch quer zur Hubrichtung gleichmäßig verteilte stromdurchflossene, mag. gleichpolige Spulen erzeugt werden (Bild 4)