DE3342183A1

DE3342183A1 - Von fluid durchstroemte aggregate mit in zylindern hin- und herbewegten kolben, wie pumpen, motoren, verbrennungsmotoren und brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3342183A1
Application number: DE19833342183
Authority: DE
Inventors: Karl 7180 Crailsheim Eickmann
Original assignee: BREINLICH RICHARD DR; BREINLICH RICHARD DR 7120 BIETIGHEIM-BISSINGEN
Current assignee: EICKMANN, KARL, 7180 CRAILSHEIM, DE
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1985-05-30

Description

Von Fluid durchstroemte Aggregate mit in Zylindern hin - und her bewegten Kolben, wie Pumpen, Motoren, Verbrennungsmotoren und Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung betrifft von Fluid durchstroemte Aggregate, in denen in einem Zylinder ein Kolben reziprokiert. Derartige Aggregate sind als Pumpen, Motoren, Getriebe verwendbar. insbesondere aber befasst sich die Erfindung mit Verwendung solcher Aggregate als Verbrennungs = motoren oder Brennkraftmaschinen einschl iessl ich Freikolben Motoren.
Es sind Freikolbenmotoren insbesondere als Druckluft Erzeuger seit anfang unseres Jahrhunderts bekannt. Diese Motoren erhielten eine Verbesserung durch die Stelzer Erfindung der Anordnung von Vorkompre= ssionskammern / wischen den eigenlichen Motorkammern.
Ferner sind seit anfang der sechziger Jahre aus Eickmann Patent schriften "Fluid foerdernde Verbrennungsrnotoren ", in Japan und USA "Hydroengines" genannt, bekannt, bei denen die hin und her gehende Bewe = nnung des Kolbens im Verbrennungsmotoren Zylinder benutz wird, um einen Fluidstrom zu erzeugen, der die von den expandierenden Gasen erzeugte Leistung in den zu liefernden Fluidstrom uebertraegt.
Die bekannten Aggregate haben alle ihre Vorteile aber auch Nachteile.
Zum Beispiel haben die Freikolbenmotoren nicht die hohen zeitlichen Hub -Frequenzen erreicht, die man von ihnen erwartet. Denn es ist zu schwierig, die hohen kinetischen Energien puenktlich abzubremsen und Anlaufen des Kolbens an den Zylinder Deckel zu verhindern.
Die bekannten Hydroengines haben den Nachteil, dass sie pul ie rende Fluidstroeme erzeugen mit hohen Le istungsschwanku ngen, die die Fluidleitungen zerbrechen oder zu ungleichen Lauf der von den Fluidstroe = toen getriebenen Secundaermotoren fuehren.
Und ferner sind die bereits oeffentlich bekannten Aggregate noch zu schwer fuer eine gegebene Leistung, um in Luftfahrzeugen rationell angewen = det werden zu koennen und fuer den Durchschnittsbuerger geeignete Luftfahr = zeuye betriebssicherer und billiyer Auslue¼rung Zu sciallen.
Durch die Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Aggregate ganz oder teilweise ueberwunden werden, deren Wirkungsgrade erhoeht, deren Leistungsgewicht verringert oder deren Leistung erhoeht , deren Betri ebssicherheit erhoeht oder deren Herstellung vereinfacht und deren Kosten verbilligt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde in Aggregaten, in denen ein Kolben in einem Zylinder reziprokiert, den Hubweg des Kolbens auf die richtigen Wege und Geschwindig = keiten zu bringen, um dadurch bei Vereinfachung der Herstellung des Aggregates dessen Leistung und Betriebssicherheit zu erhoehen.
Diese Aufgabe wird bei dem Aggregate nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch geloest, dass Mittel nach dem kennzeichnendem Teile des Patentanspruchs 1 oder Mittel zur Beherrschung des Hubwegs des Kolbens und zur Steigerung des Leistung des Aggregates bei einfacher Bauweise angeordnet sind.
Weitere, der Aufgabe dienende UnterauEgaben und Loesungen werden durch die Patenttansprueche 2 bis 70 gestellt oder geloest und durch die Beschreibung der Figuren, sowie durch eine erstellte Analyse noch genau = er beschrieben.
Fig. 1 ist ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der bekannten Technik.
Fig. 2 ist ein Schnitt durch ein veroeffentlichtes Aggregat.
Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine prinzipielle Aggregatsdarstellung.
Fig. 4 ist ein Schnitt durch ein Aggregat der bekannten Technik.
Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine Prinzipsdarstellung.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm Fig. 7 zeigt ein Diagramm.
Fig. 8 zeigt ein Diagramm.
Fig. 9 zeigt ein mcithematisches Berechnungsformular.
Fig. 10 zeigt ein Formular mit Ausrechnungen zur Technik der Erfindung.
Fig. 11 zeigt ein Diagramm.
Fig. 12 zeigt eine Kolbenanordnung.
Fig. 13 zeigt eine Prinzipsdarstellung.
Fig. 14 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 15 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 16 ist ein Schnitt durch die gepfeilte Linie der Figur 15.
Fig. 17 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 18 zeigt ein Diagramm.
Fig. 19 zeigt ein Diagramm.
Fig. 20 ist ein Schnitt durch ein weiteres Aggregat nach der Erfindung.
Fig. 21 zeigt ein Formular mit technischen Berechnungen.
Fig. 22 ist ein Laengsschnitt durch ein veroeffentlichtes Aggregat, Fig. 23 ist ein Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates nach der Erfindung.
Fig, 24 ist ein Querschnitt durch Fig.24 entlang der darin gepfeilten Linie.
Fig. 25 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 26 ist ein Schnitt durch Fig.25 entlang der gepfeilten Linie darin.
Fig. 27 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 28 ist ein Querschnitt durch die Mitte der Fig. 27.
Fig. 29 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 30 ist ein Querschnitt durch die Mitte der Figur 29.
Fig. 31 ist ein Laengsschnitt durch einen Erfindungsteil.
Fig. 32 ist ein Laengsschnitt durch einen Erfindungsteil.
Fig, 33 ist ein Laengsschnitt durch einen Erfindungsteil.
Fig, 34 ist ein Laengsschnitt durch einen Erfindungsteil Fig. 35 zeigt Schnitte entlang gepfeiiten Linien in Fig. 33.
Fig. 36 ist ein Schnitt entlang der gepfeilten Linie in Fig. 34 Fig. 37 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 38 ist ein Schnitt entlang der gepfeilten Linie in Fig. 37.
Fig. 39 zeigt eine Tafel mit einem Diagramm, Fig. 40 zeigt eine Tafel zur Berechnung der Erfindung.
Fig. 41 zeigt ein Diagramm mit Resultaten der Erfindung.
Fig. 42 zeigt ein weiteres Diagramm mit Ergebnissen der Erfindung.
Fig. 43 zeigt ein weiteres Diagramm, das die Werte 27 und vergleicht, Fig. 44 zeigt ebenfalls ein Diagramm.
Fig. 45 ist ein Laenegsschnitt durch eine Erfindung Eickmanns.
Fig. 46 ist ein Querschnitt durch die Mitte der Fig. 46 Fig. 47 ist ein Schnitt entlang der gepfeilten Linie in Fig. 46.
Fig, 48 zeigt einen Blick auf einen Te,t der Fig. 46.
Fig. 49 zeigt einen Blick auf einen Tel l der Fig. 48.
Fig. 50 bringt mathematische Werte der Fig. 48.
Fig. 51 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 52 ist ein Laengsschnitt durch ein weiteres Aggregat der Erfindung.
Fig. 53 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
Fig. 54 ist ein Laenegsschnitt durch ein anderes Aggregat der Erfindung.
Fig. 55 erklaert die Wirkungsweise eines Aggregates der Erfindung in einem Lengsschnitt durch das Aggregat zusammen mit einem Diagramm, worueber sich der Kolben des Aggregates bewegt.
und; Fig. 56 zeigt eine Erklaerung des Aggregates etwa der der Figur 55 entsprechend, jedoch rnit einer besseren Verteilung der Druck Kraefte auf den Kolben des Aggregates.
Beschreibung der bevorzugten Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung: Die Erfindung wird im F:olgetndon anhand der in don l~iguron dargestellten Ausfuehrutagsbeispiele der Ereindung noch yenuuer beschrieben. D Bei werden technische und mathernatisch - physikalische Probleme mit behandelt.
Da manche Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung in einigen Patentan = spruechen bereits genau beschrieben sind, werden solche Teile der Er = findung, die bereits in Patentanspruechen verstaendlich erfasst sind, in der Beschreibung der Figuren nicht noch einmal beschrieben.
Die Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung wird mit einer Analyse der einschlaegigen Technik verbun = den. Die Analyse geht von vor kurzem in der VDI Zeitschrift erschienenen Behauptung ueber Freikolben Motoren aus und untersucht die Grenzen, sowie die Vorteile von Freikolben Motoren und insbesondere von Doppel = kolbenaggregaten oder Verbrennungsmotoren. Dabei werden insbesondere die Schwierigkeiten und Grenzen, aber auch die Moeglichkeiten heraus = gestellt, die sich aus der Analyse fuer die Technik der Erfindung ergeben.
Dabei entstehen neue Erkenntnisse, die neue Aufgaben bringen, die somit Unteraufgaben zur Aufgabe der Erfindung werden.
Die Erfindung bringt dann neuartige Loesungen in Form von neuen Aggregaten nach der Erfindung, die so erhaltene Aufgaben loesen und tech = nisch und industriell verwertbare Aggregate bieten.
Aufgrund der Analyse und der Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung wird es moeglich, Freikolben Verbrennungsmotoren besser zu beherrschen, ihre Drehzahlen bzw. Hubzahlen pro Zeiteinheit zu steigern oder Ver = brennungsmotoren leichter bei hoeherer Leistung zu gestatten, sodass sie besonders als Flugmoioren fuer durch hydraulische Fluidstroeme ueber Fluidmotoren getriebene Propeller von Fahrzeugen und Luftfahrzeugen sowie auch generell zum Antrieb vo,-': Maschinen und Fahrzeugen verwendet werden koennen.
ANALYSE des Freikolben Motors: Im Freikolbenmotor fliegt ein Doppelkolben in einem Zylinder unter Verbrennungsdrucken, die nacheinander an den beiden Enden des (loppelkol bens auftreten, hin und her. Diese seit etwa 1900 industriell verwendeten Freikolbenmotoren wurden meistens zur Erzeugung von Pressluft eingesetzt.
Sie sind generell einfach, da sie keine Kurbelwelle oder sonstigen mecha nischen Teile benoetigen. Einfach koennen sie aber nur dann sein, wenn die Technik dieser Motoren beherrscht wird. Denn, waere das nicht so, und waeren sie gleichwertig zu generellen Verbrennungsmotoren, dann braeuchte man ja keine teuren und schweren Verbrennungsmotoren mit Kurbelwellen und Pleueln zwischen Kurbelwelle und Kolben.
1960 wurden diese Freikolbenmotoren durch die Dr. Rl'ekard reselich und Karl Eickmann Patente zu hydrofluid foerdernden Verbrennungsmotoren umge wandelt. Siehe zum Beispiel die USA Patente 3.260,213 und 3.269.321.
Figur 1 ist eine Kopie aus einer dieser Patentschriften. Die Kolben 2 sind durch die Kolbenstange 5,10,39 miteinander verbunden. Je nach Zuendung und Verbrennung in einer der Zylinderkammern 6 wird der Kolben in der einen oder in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Die Kolbenstangen 5,10 tauchen dabei in Pump- oder Kompressoren - Zylinder 9 ein, in denen sie bei der darin reziprokierenden Bewegung Luft oder H--drofluid foerdern oder komprimieren und foerdern. Der duennere Kolbenstangenteil 39 tritt durch die Abdich= tung zwischen den Pumpzylindern 9 hindurch und erhaelt die Verbindung der Arbeitskolbenenden 2 im Verbrennungsmotorenteil 6 und 6 aufrecht. Die Kammern 7 unter den Kolben 2 dienen zur Vorverdichtung von Frischluft und deren Hereinleitung unter Druck in die Verbrennungsmotorenzylinder 6.
Seit einigen Jahren wurde in der BRD ein neuer Freikolbenmotor unter dem Namen 1,Stelzer Motor'1 bekannt, fuer die Herr Stelzer Patente angemeldet hat, die einen gesunden und erteilungsfaehigen Eindruck machen. Figur 2 ist eine Kopie aus einer Stelzer Veroeffentlichung. Im Stelzer Motor ist es genial ge = loest, die Luft gut anzusaugen und vorzukomprimieren, um sie dann unter Vor = druck in die Verbrennungskammern Zylinder hereinzudruecken. Dieser Vor -verdichtungsteil ist zwar in den Dr.Breinlich und Karl Eickmann Patenten auch vorhanden, aber nicht in der gleichen Weise, wie Herr Stelzer sie bringt.
Andererseits fehit im Stelzer Motor bisher eine Anordnung fuer das Pumpen von Hydrofluid, die in den Breinlich-Eickmann Patenten von 1960 bereits gut und wirkungsgrad hoch ausgebildet ist. Schliesslich fehlt es beim Stekermotor an einer Zeitsteuerung fuer die Hubbewegungen, da Herr Stelzer diese generell ablehnt, weil sein Motor einfach sein soll. In den Breinlich-Eickmann Patenten von 1960 ist eine solche aber vorhanden.
In der VOI Zeitschrift und in der Zeitschrift "Der Stelzer Motor", sowie in anderen Literaturstellen wird in den achtziger Jahren berichtet, dass der Stel zer Freikolben Motor 1000 bis 30 000 Doppelhuebe pro Minute machen koenne. Dieser Bericht bedarf der Untersuchung durch die folgende Analyse TECHNISCHE ANALYSE : Figur 3 ist ein Einblick in einen Verbrennungsmotoren Zylinder, in dem ein Kolben um den Hubweg H" beweglich ist.
Die Zylinderwand 2 bildet den Zylinderraum1, , in dem der Kolben 4 mit der dem Zylinder raum 2 zugewandten Kolbenkopfflaeche 3 mit Radius "R" hin und her bewegt, reziprokiert, werden kann. Wenn der Kolben die rechte Endlage er = reicht hat, ist der Einlass und / oder Austass 6 mit dem Zylinderraume 1 ver = bunden. Der Kolben 4 mag mit einer Kolbenstange 7 vorsehen sein, die durch eine Wand 8 gehen mag. In der rechten Endlage hat die Kolbenkopfflaeche 5 die Hublage "H 1 " . Bei der Bewegung nach links nimmt sie die Hublage H" ein, die bei Kompression im Allgemeinen mit 1H2 bezeichnet werden kann.
Wenn die Kolbenkopfflaeche 5 am linken Ende des Hubweges gegen den DeckeL stoesst, ist der maximale Hubweg "H max" erreicht.
Waehrend der Stelzer Motor eine Kolbenstange 7 zwischen den beiden Haupt.= kolbenteilen hat, ist im Freiflugkolben Motor eine solche Kolbenstange nicht immer erforderlich. Zwar ist sie oft auch in den seit 1900 eingesetzten Frei = kolbenmotoren vorhanden, aber nicht in allen Ausfuehrungsarten der Eickmann -schen USA Patente, die oben genannt sind. Denn auch Figur 4 ist eine Figur aus den genannten USA Patenten. Man sieht darin, dass ein einziger Kolben 4 im Zylinder 1 freifliegend reziprokiert. Er foerdert sogar Hydrofluid oder kom = primiert Luft. Denn er bildet innerhalb des Kolbens 4 den Pumpraum Zf , der gegen. die Fluidfuehrung 25 abgedichtet ist. Fuehrung 25 hat einen Einlass ?2 und einen Auslass 23. Der Kolben 4 fliegt zwischen Fluiddrucken unterhalb und oberhalb des Kolbens 4 hin und her (reziprokiert) und pumpt dabei oder kompri = miert dabei Luft oder Hydrofluid in der Innenkammer 2/, die oder das er durch den Aus lass 23 aus dem Motor heraus foerdert. Dieser Motor der Eickmann -schen USA Patentschrift hat also nur einen Kolben, dessen Gewicht mit nur einigen hundert Gramm gering sein mag, sodass die zur Reziprokation erfordern liche Beschleunigung nur eine geringe Masse zu beschleunigen hat. Daraus sieht man, dass der Kolben in Figur 3 nicht unbedingt eine Kolbenstange 7 haben muss.
In der rechten Endlage, wenn der Kolben 4 in Figur 3 rechts des Einlasses 6 liegt, fuellt sich der Zylinderraum 1 mit Frischluft , mit Frischgas oder mit vorkomprimierter Luft oder Gemisch. Bewegt sich dann der Kolben 4 nach links (in Figur 3) beginnt die Kompression entlang des Hubweges "H".
Fuer diese Kompression und auch fuer die spaetere Expansion (Entspannung) (Kompression = Verdichtung) gilt die adiabatische Zustandsgleichung P X Vx = konstant. (1) mit P = Druck, V = Volumen und X = adiabatischer Koeffizient, Daraus folgt: und und da 1 / V2 n nach dor Potonrzechnung - V2-n ist.
Der einfacheren Schreiberei wegen wird "X" durch "n" ersetzt und die Indizen, wie 1,2 usw. werden nicht herunter gesetzt, sondern in gleicher Zeile getippt. Der Kolben kann nicht mit "K" bezeichnet werden, da dieser Buchstabe fuer die Kraft "K" frei bleiben sollte und er kann auch nicht mit "P" bezeichnet werden ( P= piston = englisch), da "P" den Druck bezeichnen soll.
In Figur 3 ist daher das japanische Katakana Schriftzeichen " t»D " benutzt.
In dieser Analyse wird der Kolben im Text mit Kolben 4 benannt.
Als Als Exponent der adiabatischen Kompression oder Expansion wird in dieser Analyse der Einfachheit wegen generell 1,35 verwendet, obwohl bekannt ist, dass er zwischen 1,3 und 1,42 liegen kann.
Zum deutlichen Verstaendnis wird die Flaeche 5 des Kolbenkopfes, die dem Zyl i nderquerschnitt entspricht, mit "F " bezeichnet und dieser Querschnitt ist: F = R 2 pi oder F = d² pi / 4 (5) mit "d" = Zylinderdurchmesser = 2 R und pi = 3,14 In dieser Analyse wird ein Beispiel durchgerechnet werden und fuer dieses Beispiel wird eine Kolbenquerschnittsflaeche "F" von 100 Quadratzentimetern angenommen. Der Hubweg "H max" bis die Kolbenkopfflaeche 5 an den Zylinder -Deckel 3 anstoesst, sei 10 cm., also 100 mm. Der maximale | Hubinhalt des Zvlinderraumes ist dann gerade 1000 CC = 1000 Kubikcentimeter.
Der Zylinder Durchmesser links des Kolbens 4 ist dann (Gleichung (5) umgeformt) Fuer den Fall, dass die Kolbenstange 7 auch nach links vbrn Kolben 7 her durch den Zylinderraum 1 und den Zylinder Deckel 3 erstreckt ist, wird der Querschnitt "F" wieder mit 100 Quadratcentimeter erhalten, indem man die Differenz zwischen dem Zylinder Querschnitt und dem Kolbenstangen Querschnitt wieder zu 100 Quadratzentimetern macht.
Dafuer findet man ein Beispiel in Figur 5. Die Querschnittsflaeche "A" ist dann: F= D2 p j/4 - d2pi/4 und Nun ist es zweckdienlich, die Formel (4) so umzuformen, dass man anstelle des Volumens den Hubweg H" benutzen kann. Der erste Eindruck koennte sein, die Formel (4) dann, wie folgt zu schreiben: Diese Schreibweise waere aber falsch. Denn, schreibt man Formel (3) ebenfalls mit dem Zylinderdurchmesser aus, dann erhaelt man worin man sieht, dass der Wert des Querschnitts "F" hier oberhalb und unterhalb des Bruchstriches steht. Nach Gleichung (8 ) fallen also die Werte d2 pi/4 fort, da sie sich gegenseitig oberhalb und unterhalb des Bruchstrriches aufheben.
Der in der Mathematik trainierte, haette das gleich aus der Gleichung (4) gesehen.
Die Gleichung (4) richtig umgeformt, bringt also Darin sind "Pt " und " konstante Werte, sodass man aus einer einzigen Veraenderlichen, naemlich aus dem Hubwege "H" , den Druck "P2" errechnen kann, der der Kompressionsdruck bei der jeweiligen Kolbenlage "H2" ist.
Nach den obigen Bedingungen muss H1 = 100 mm = 10 Zentimeter = o,1 Me = ter sein fuer das Beispiel. Die Ausrechnung des Druckes "p2" findet man in Figur 6. Man sieht darin, dass der Druck bei hohem Kompressions Verhaeltnis llell = H1 / H2 sehr hoch wird. Er ist nur soweit berechnet, dass die Kolben -spitzenflaeche noch 1 mm vom Zylinderdeckel entfernt bleibt. Aber bereits dabei ist der Druck P2 so hoch, dass die Zylinderwaende brechen wuerden.
Er ist hier bereits 500 Kg/cm2 und bei Verbrennung mit Luftverhaeltnis "#" = 1 wurde der Verbrennungsdruck "P6" bereits rund 2000 kg/cm² werden.
Aber, bei 750 Bar = Kg/cm2 brechen bereits Gusseiserne Waende von 15 mm Wanddicke und 80 mm Innendurchmesser in Hydraulik Anlagen. Man kann also das Verdichtungsverhaeltnis "8 " nicht beliebig hoch machen. Waehrend man in Figur 7 den hohen Druckanstieg des Kompressionsdruckes "P2" bei hohem Verdichtungsverhaeltnis besonders deutlich sieht, ist die Skala fuer kleinere Verdichtungsverhaeltni sse so eng, dass man die Werte mit dem Auge nicht mehr erkennt. Daher ist die Figur 7 hinzugefuegt, die den Kompressionsdruck "P2" bei kleineren Verdichtungsverhaeltnissen deutlicher sichtbar macht.
Um einen Ueberblick ueber die Leistung zu erhalten, der fuer die Verdichtung erforderlich ist und die spaeter bei der Entspannung erhalten wird, waere es angenehm den mittleren Druck zu kennen, der waehrend der Verdich -tung oder der Entspannung wirksam ist. Dieser integral mittlere Druck der Verdichtung " Pc " und der Entspannung " Pe" ist anhand einer Formel erhaelt = lich, die Eickmann in der Breinlichschen DE-OS 3/ 35619 abgeleitet hat.
ihrer Wichtigkeit wegen wird sie hier wiederholt Anhand der Figur 3 sieht man: Und, dc man aus Gleichung (8) bereits weiss, dass ansteile der Volumenwerte einfach die Hubwerte verwendet werden koennen, weil der Wert "F " sich auf hebt, folgt Daraus erhaelt man die Arbeit "A", indem man den Mitteldruck mit F«nddern Hubwege multipliziert, also " P " mit F :(#H) multipliziert. Dann aber heben sich die Summanden ( H2 - H1 )oberhalb und unterhalb des Bruchstri= ches auf und man erhaelt die Arbeit "A", wie folgt: Fuer die weitere Berechnung sei an das allgemein bekannte P-V Diagramm erinnert, das unmasstaeblich in Figur 8 gezeigt ist. Man hat den Ausgangs -Druck "P1" , der bei der Kompression entlang der Linie " Pc " bis auf den Verdichtungs Enddruck " P2 " verdichtet wird. Danach erfolgt die Verbrennung des Brennstoffes, entweder von P2 bis P5 oder von P bis P6 oder von P2 bis P3, je nach Verbrennungsweise. Fuer uns sind hier nur die beiden Grenzfall le der Verbrennung von P2 bis P6 oder bis P3 von Interresse.
Entsprechend erhaelt man folgende Arbeiten Kompressionsarbeit = Ac = und Expansionsarbeit = Ae = oder: Ae = Da " H4 " gleich zu " H1 " ist, sieht man, dass rmn nur einen adiabatischen Vorgang ausrechnen braucht. Am bestem den zuerst auftretenden, also den der Kompression. Danach ergibt sich dann aus der Verbrennung, der betre = ffende Wert "P6" oder " H3 ". Fuer den Fall der Verbrennung bei konstantem Volumen erhaelt man dann die Expansionsarbeit einfach, indem man die Kompressionsarbeit mit dem Verhaeltnis (P6 / P2 )" oder mit dem Verhaeltnis P4 / P1 " multipliziert. Bei Verbrennung mit Luftverhaeltnis 1 kann man ruder Einfachheit halber annehmen, dass die Expansionsarbeit dann das Vierfache der Kompressionsarbeit ist.
Die obigen Gleichungen (13) bis (15) geben aber nicht die Leistung, sondern nur die Arbeit. Sie bringen also nicht Kgm/sec, sondern nur Kgm Kgcm oder Kgmm.
Die Leistung erhaelt man daraus, indem man mit der secundlichen Hubzahl multipliziert. Es kommt also darauf an, die secundliche Hubzahl des Freikol = benmotors zu ermitteln.
Fuer einfache Kopfrechnungen merke man sich, dass bei Luftverhaeltnis 1 die Expansion etwa das Vierfache der Kompression ist, also die Abgabearbeit oder Abgabeleistung des Motors etwa (4-1) x 1 = etwa das Dreifache der Kompressionsarbeit oder der Kompressions Leistung ist.
Zur Ermittlung der Hubzahl des Freikolbenmotors erinnere man sich an die Gleichungen: V = bxt (16) Und an Newtons Kraftgesetz: K = mxb (18) mit: V = Geschwindigkeit t = Zeit ; (S) K = Kraft (Kg) H = Weg (m) b = Beschleunigung (m/s²) und m = Masse = Gewicht durch 9,81 m/sec2 Erdbeschleunigung.
D ie Beschleunigung des Kolbens 4 des Freikolbenmotors erhaelt man dann aus dem Newtonschen Kraftgesetz (18) zu Die Gleichung (17) laesst sich umformen zu: wobei man den " b " Wert aus Gleichung (19) einsetzen kann und dann erhielt : worin fuer die Kraft "K" der Wert F x P, also Querschnittsflaeche F = d2 pi/4 mal wirksamer Druck " P " einzusetzen ist . Also, erhaelt man die Grundgleichung fuer die Hubzahl des Freikolbenmotors , wie folgt: woraus man die sekundliche Hubzahl erhaelt, indem man 1 durch " t " teilt. Also die Einzelhubzahl EH per Sekunden wird: Fuer H ist bei der aktuellen Berechnung der Hubweg, also H1 minus H2 , also: (H1 - H2) einzusetzen, sodass aus Gleichung (23) folgt: mit der Konstanten 6 B = 8/d² # (26).
Die Konstante K aus Gleichung (26) laesst sich noch umformen, und die sekundliche Hubzahl wuerde nach (2g) in (24) eingesetzt: Waehrend man jetzt eine wunderschoene Gleichung (29) fuer die Berechnung der Hubzahl des Freikolbenmotors hat, kann man damit, wie sich bald zeigen wird, jedoch noch nicht viel anfangen. Das sei anhand des eingangs erwaehnten Stelzer Motors erlaeuSer In der eingangs erwaehnten Literatur wird ange -geben, dass der Stelzer Motor 1000 bis 30 000 Doppelhuebe pro Minute machen soll und dass das Kompressionsverhaeltnis bis zu g - 40 gesteigert werden solle. Zugunsten einer hohen Hubzahl des Stelzer Motors und damit zu Gunsten einer hohen Leistung des Stelzer Motors soll im Folgendem das Kompressions -Verhaeltnis E = 40, also das hoechste, das fuer den Stelzer Motor angegeben wird, durchgerechnet werden.
Man ist zunaechst, solange man noch nicht genau hinsieht, in der Versuchung, in Gleichung (29). den Verbrennungshoechstdruck P6 einzusetzen. Luftverhaelt -nis etwa 1 angenommen. Das Kompressionsverhaeltnis 40 gibt den Hub "H2" mit : H1 /£ = 100 mm / 40 = 2,5 mm. Also: H2 = 2,5 mm, da H1 = 100 mm ist. Der Kompressionsdruck folgt aus Gleichung (9) mit n = 1,35, wie folgt: Die Konstante "B " nach (27) ausgerechnet, bringt Die Masse des Kolbens wird beim Stelzer Motor beispielsweise mit 5 Kg Gewicht angegeben, woraus folgt: m # o,5 Kg s / m2 . Der Hubweg ist 100 - 2,5 = 97,5 mm.
Gleichung (29) gibt dann folgende secundliche Hubzahl EH/sekunden: Diese Einhubzahl pro Sekunde gibt mit 30 multipliziert eine Doppelhub = zahl von 386 x 30 = 44 58S DH/min.
Berechnet war bisher aber nur die Kompression. Beim Luftverhaeltnis 1 waere der Brennraumdruck P6 dann etwa das Vierfache des Kompressions -Enddruckes P2, also 145, 42 Bar mal 4 = 581,68 Bar = 5816800 Kg/m2 Setzt man diesen Wert in (29) ein, erhaelt man: Man bekommt dabei den Eindruck, dass der Motor tatsaechlich 30 000 Doppel -Huebe pro Minute machen koennte. Uebrigens haette die letzte Rechnung ein -facher durchgefuehrt sein keennen, da der Druck unter dem Bruch in der Wurzel steht, der Druck das Vierfache war und die Wurzel aus 4 = 2 ist. Man haette also die zuerst erhaltene Hubzahl lediglich mit 2 multiplizieren brauchen, um das zweite -Ergebnis zu erhalten.
Im Motor hat man aber Kompression und Expansion, sodass die Expansion vermindert um die Kompression zu verwenden ist. Man hat im Beispiel dann fuer den Motor das Fache -= das 1,73 Fache der Huebe, die man aus der Berechnung der Kompression erhaelt. Der Motor wuerde also, wenn die obigen Annahme stimmen wuerden f1588 x AS3 = 20047 Dappllhube pro Minute machen.
Bisher ist aber nur sehr grob hingesehen worden. Bei einem etwas genauerem Hinblick sieht man, dass der Brenn-Enddruck von 581,68 Bar nur in dem kurzem Augenblicke wirkt, da der Kolben in der Lage H2 = 2,5 mm liegt. Hat er den Hubweg bis zu H1 = 100 mm gemacht, dann ist dort der Druck nur noch P4 = 4 Bar. Man sieht also, dass der mittlere wirkende Druck irgendwo zwischen dem Drucke P6 und P4 liegen muss. Nimmt man bei immer noch grobem, aber schon etwas genauerem Hinsehen an, dass dieser Druck der des arithmetischen Mittels zwischen P6 und P4 , also Pm = (P6 + P4)/2 sei, so waere dieser rund 582 + 4 = 486/2 = 293 Bar, Die Ausrechnung nach Gleichung (29) gaebe dann:

mal O, 866 (mltM'4=0,866)= /+288

Doppelhuebe pro Minute.
Die maximale Hubzahl ist also, obwohl nur eine Kleinigkeit naeher hingesehen wurde, bereits bedeutend geringer geworden.
Sieht man aber das P-V Diagramm der Figur 8 an, dann findet man, dass die Drucke bei der Kompression und Expansion nicht nach geraden Linien, sondern in Kurven verlaufen. Daher liegt die Vermutung nahe, noch etwas naeher hinzusehen und anzunehmen, dass die maximale Hubzahl vielleicht daraus zu ermitteln sei, dass man den integralen Mitteldruck nach der Formel aus der Breinlich-Eickmann-schen DE-OS nimmt. Sie ist in dieser Analyse durch Gleichung (11) gegeben. Die Werte des Beispiels darin eingesetzt, findet man: (und die Einhubzahl pro Sekunden wird die fuer den Motor mit Kompression und Expansion wieder rnit 1,73 zu multiplizieren sind. Man erhaelt dann 2610 x 1,73 = zahl Doppelhuebe pro Mi = nute.
Die Hubzahl ist also bereits sehr viel geringer geworden, obwohl zwar jedesmal etwas genauer, aber immer noch nicht genau genug hingesehen wurde.
Es ist naemlich so, dass die Gleichung (20) nur fuer eine konstante Beschleunigung ueber den ganzen Weg gilt. Im Freiflugkolbenmotor ist es aber so, dass sich die Beschleunigung dauernd aendert und zwar dauernd sehr betraechtlich aendert, weil sich ja der Druck ueber dem Wege sehr betraechtlich aendert. Es ist also eine andere Berechnungsmethode anzuwenden. Zwar sucht der Verfasser schon seit einem Jahre nach einer eleganten Formel, doch ist diese bisher noch nicht gefunden worden.
Die zur Zeit zur Verfuegung stehende genaueste Moeglichkeit der Berech -nung ist daher, die Drucke, Zeiten, Geschwindigkeiten, kinetischen Energien usw. in kleinen Intervdllen des Hubweges zu berechnen. Dabei setzt man, um die bisher genaueste Berechnungsmoeglichkeit zu erhalten, fuer Jedes Inter = vall immer den betreffenden Mitteldruck nach Gleichung (11) ein.
Zur praktischen Durchfuehrung dieses Beispiels bei dieser Berechnungs -Methode wird ein Borechnungsformular aufgestellt und in Figur 9 gezeigt.
Die Figur 10 zeigt dann die Ausrechnung des Beispiels im Formular der Fi = gur 9 Fuer die Berechnung der betreffenden Ausfuehrung, die man in Arbeit hat,mag man das Formular der Figur 9 pausen und dann darin rechnen. Wie sich bald zeigen wird, gibt es aber einen schnelleren Weg, die Daten anderer Abmessungen zu erhalten.
Die Betrachtung der Ausrechnung in Figur 10 gibt die Ueberraschung, dass von den fast 30 000 Doppelhueben beim erstem grobem Berechnungs - Ver = such nicht mehr viel uebrig gebliegen ist. Die Ausrechnung nach Figur 10 zeigt, dass der Motor beim Verdichtungsverhaeltnis R = 40 tatsaechlich nur noch 929 Doppelhuebe pro Minute machen kann. Dabei ist aber angenommen, dass er kei = nerlei Reibung haette und alles perfekt und ohne irgendwelche Verluste ablaeuft.
Der Motor haette dabei auch keine Arbeit geleistet, sondern lediglich die Kol = benttasse im Zylinder hin und her geworfen (reziprokiert). Das ist Qllerdings eine erhebliche Ueberraschung im Vergleich zu den Behauptungen in der VDI Zeitschrift, dass der Motor oder einer der Motoren 1000 bis 30 000 Doppel -Huebe pro Minute laufen koenne. Denn die Berechnung bringt,dass er nicht e ; einmal die 1000 Doppelhuebe bei der Masse und Hublaenge bringt.
Auffallend ist auch noch, dass die Hubzahl 5kh ciendert wenn man nicht auf das Verdichtungsverhaeltnis # = 40 geht, sondern zum Bei = spiel nur auf Verdichtungsverhaeltnis 4, die Hubzahl eina ondere wird.
Von Beachtung ist weiterhin, dass die Spalte 37 die kinetische Energie zeigt, die der Kolben erhaelt. Flach einem TeiL der Hubstrecke hat der Kolben bereits die Haelfte der kinetischen Energie erreicht und kann diese ausgenutzt werden, um irgendwo Arbeit aus dem Motor abzugeben.
Beachtenswert ist auch, dass der Motor nicht bei der groessten Hubzahl, die Kurzem Hubweg, Verdichtungsveraheltnis, entspricht, die groesste Leistung abgeben koennte, sondern beim groesstem Verdichtungsverhaeltnis trotz der dann geringeren Hubzahl. In Spalte 42 der Figur 10 ist aus der kinetischen Energie, die der Kolben hat, die moegliche theoreSi5che Leistung in PS berechnet und erreicht bei Verdichtungsverhaeltnis 40 etwa 19 PS, waehrend sie bei Verdich -tungsverhaeltnis 4 nur etwa 1,6 PS ist.
Leider ist diese ganze Leistung zur Beschleunigung und Verzoegerung der Bewegung des Kolbens von 5 Kg. Gewicht verbraucht. Der Motor gibt also keine Leistung nach aussen ab, obwohl ueberall verlustlose Vorgaenge berechnet worden sind. Wenn der Motor Leistung abgeben soll, muss er mit geringerer Hubzahl laufen, damit ihm die Leistungsdifferenz zwischen der maximalen und der aktuellen Hubzahl abgenommen werden kann. Davon sind dann aber die praktischen Verluste noch abzuziehen.
Fuer die weitere Auswertung der Analyse wird die Formel (29) noch einmal zur Hand genommen. Sie lautete: und wird jetzt in anderer Form geschrieben, naemlich: was man auch, wie folgt schreiben kann (Potenzrechnung): Man erkennt unmittelbar, dass die Hubzahl umsogroesser wird, je kleiner die Werte werden, die unter den Bruchstrichen stehen.
Daraus erhaelt man folgende Lehren: 1.) Die Hubahl vergrnesserQ sioh mit der Wurzel aus der Abnahme der Masse.
2.) Die Hubzahl verkleinert mit der Wurzel aus der Zunahme der Masse.
3.) Die Hubzahl nimmt zu mit der Wurzel aus der Zunahme des mittl.Druckes.
4.) Die Hubzahl nimt ab mit der Wurzel aus der annahme des mittl. Druckes.
5.) Die Hubzahl nimmt zu mit der Wurzel aus der Verkuerzung des Hubwegs.
6.) Die Hubzahl nimmt ab mit der Wurzel aus der Verlaengerung des Hubwegs.
(Di e Regeln 5 und 6 gehen aber in der Praxis kaum, weil sich mit Veraenderung des Hubwegs auch die Druckverhaeltnisse aendern. Man muss also pruefen, ob bei Hubwegveraenderung der mittlere Druck gleich bleibt, bevor man die Lehren 5 und 6 anwenden kann. ) Mit den so erhal tenen Lehren kann man den berechneten Motor mit 1000 CC und Verdichtungsverhaeltnis £= 40, zum Beispiel, wie folgt verbessern: a) Verringerung der Kolbenmasse Verringert man die Kolbenmasse auf ein Neuntel, also so, dass der Kol = ben nicht mehr 5 Kg wiegt, sondern nur noch 5/9 = 0,555 Kg wiegt, dann verdreifacht sich die Hubzahl, da ia die Wurzel aus 9 = 3 ist.
Man erhielte also statt 929 Doppelheuben 2787 Doppelhuebe pro Minute.
b) Erhoehung des mittleren Druckes Verfierfacht man den mittleren Druck, dann verdoppelt sich die Hubzahl, da ja die Wurzel aus 4 = 2 ist und die Hubzahl nach der Lehre 3 mit der Wurzel aus der Vergroesserung des Druckes zunimmt.
Man erhielte also statt 929 Doppelhueben jetzt 1858 Doppelhuebe.
c) Erhoehung des Druckes und Verringerung der Kolbenmasse: Wendet man beide Verbesserungen a und b gemeinsam an, dann hat man aus der Massenverringerung die Verdreifachung der Hubzahl und aus der Druckverfierfachung die Verzweifachung der Hubzahl, also zusammen eine Verdreifachung mal Verzweifachung = eine Versechsfachung der Hubzahl. Statt 929 Doppelhueben hat man dann 5574 Doppelhuebe pro Minute.
Wie lassen sich diese Verbesserungen verwirklichen ? Die Die Masse wird verringert, indem man vom Stelzer Motor auf den Eickmann Motor z.B. nach Patentanmeldung P 3247/Bl uebergeht.
Denn dabei faellt der schwere Mittelteil des Kolbens des Stelzer Motors fort. Der Zylinder wird nicht durch den Mittelteil des Stelzer Motors, sondern durch Turbocharger von aussen gefuellt.
2.) Der Druck wird erhoeht durch Fuellung des leeren Zylinders unter Ladedruck. Das kann mittels Stelzer Motor oder beim Eickmann Mo -tor mittels Erhoehung des Druckes des Turboladers erfolgen.
Verdoppel t man den Ladedruck von Pl = 1 Bar auf 2 Bar, dann werden die Kompressionsdrucke verdoppelt und die Expansionsdrucke auch verdoppelt.
Da der Expansionsdrück das Vierfache des Kompressionsdruckes (bei Luftverhaeltnis = 1 ) ist, hat man den achtfachen Expensionsdruck, der um das zweifache, des Kompressionsdruckes zu verringern ist, also den sechsfachen Arbeitsdruck im Motor. Die Hubzahisteigerung ist die Wurzel aus dem sechsfachem, also Wurzel aus 6 = 2,449 , sodass man die 2,449 fache Hubzahl erhaelt' wenn man den Ladedruck verdoppelt.
Entsprechend erhaelt man bei Verdreifachung des Ladedruckes eine Verneun= fachung des Motordruckes und mit der Wurzel folglich eine Verdreifachung der Hubzahl. Bei Vierfachem Ladedruck Pl = 4 hat man eine Verzwoelffachung des Motordruckes und mit der Wurzel aus 12 = 3,46 eine Vergrossserung der Hubzahl um das 3,46 fache.
Die Vergroesserung der Hubzahl mit Stei gerung des Ladedruckes ist in der Diagramm-Figur 44 gezeigt.
Was ist der wirksame mittlere Druck Fuer den wirksamen mittleren Druck "p", der in Gleichung (29) oder (30) einzusetzen ist, ist bisher leider keine Formel gefunden worden, da Druck = aenderung bei Aenderung des Hubweges mit der Zeit zusammenwirken. Der mittlere Druck war im Berechnungsformular der Figuren 9 und 10 aus dem jewei ligem integralem Mitteldruck des betreffenden Intervalles genommen worden.
Wuerde man die Formel fuer diesen Druck bereits fuer die Arbeit zwischen H1 und H2 kennen, dann koennte man ueber diesen Druck integrieren und durch den Hubweg teilen, um den mittleren Druck i daraus zu erhalten.
Da dafuer die analytische Formel noch unbekannt ist und bisher nicht mit Nachweisbarkeit der Richtigkeit gefunden wurde, rnuss man sich mit einer graphi = schen Loesung helfen.
Bevor diese graphische Loesung versucht wird, werden im Folgendem jedoch diejenigen Formeln festgehalten, die bei der Analyse entwickelt wurden.
Leider geben sie keine direkte Moeglichkeit, den benoetigten mittleren Wirkdruck P zu ermitteln ( Als vorlaeufige Auswertung der Ergebnisse des Formulars der Figur 10 sind die Vermuteten PS fuer einige Hubwegverhaeltnisse in Figur 19 graphisch aufgetragen . ) Integraler Mittelwert P bei Kompression und Expansion aus Volumen: Integraler Mittel druck P bei Kompression oder Expansion aus Hubweg Integraler Mitteldruck Pa bei H2 minus Intervall fuer Compr.und Exp.: Integraler Mittelwert des Hubverhaeltnisses e Differential des Druckes P2 nach dem Hubweg: Integrales Mittel der Ableitun g des Druckes P2 nach dem Hubweg: Berechnung der Zeit, wenn ein konstanter Mittelwert P bekannt waere: Berechnung der Zeit, wenn die Berechnung aus P2 moeglich waere Die Formin auf diesen drei Seiten sollen dazu dienen, das bereits versuchte fest zu halten, zur weiteren Anregung und Untersuchung, wie auch zur eventuellen Benutzung zu dienen, doch kann noch keine Garantie fuer die Richtigkeit aller hier aufgefuehrten Formeln uebernommen werden.
Memo: Mitteldruck P4 aus der Differenz P2 minus #H Berechnung der Zeit, wenn P2 konstant ueber Hubweg waere: Zeitberechnung, wenn p konstaht ueber den Hubweg waere Zeitberechnung, wenn Pa konstant ueber den Hubweg waere: Da immer noch keine analytische Methode gefunden ist, den wirklich ueber die ganze Zeit des ganzen Hubweges wirkenden mittleren Druckes B zu be rechnen, soll zunaechst einmal festgestellt werden, wie hoch dieser Druck beim Hubverhaeltnis E = 40 ist. Man erhaelt ihn, indem man die Formel aus Spalte 34 des Formulars der Figur 10 umwandelt und nach P aufloest. Die Berechnung bringt: Dieses Ergebnis eines Wirkdruckes i von nur o,313138 Bar ist aller = dings eine ziemliche Ueberraschung. Denn beim Expans ionshubbeginne H2 war der Druck, der wirkte, ausserordentlich hoch. Die bisherigen Mittel = drucke lagen immerhin zwischen einer und zehn Atmosphaeren. Jetzt kommt ploetzlich ein Druck heraus, der rund zwanzig mal geringer ist, als der mittlere integrale Druck des Kompressions Hubweges.
Demnach wirken die hohen Drucke nur so sehr kurze Zeiten, dass sie sich ueber den ganzen Hubweg gesehen, nur sehr wenig auswirken.
Weil ein so ueberraschendes Ergebnis herausgekommen ist, soll die Sache generell etwas naeher untersucht werden.
Die Gleichung zur Berechnung der Zeit lautete: Diese laesst sich, wie folgt umformen Es scheint nun so zu sein, dass man den gesuchten mittleren Wirkdruck derart finden koennte, dass man die Summierung der Zeit der Inter = valle verwenden kann, um fuer einen gewuenschten Hubweg1 Kompressions = verhaeltnis'den Wirkdruck P erhaelt und diesen Druck P in einem fuer alle Faelle generell gueltigem graphischem Diagramm zeigen kann. Dann waere es moeglich, in der Zukunft einfach aus der Kurve des Wertes P alle Hubzahlen, Zeiten undsoweiter durch Verwendung der bereits erhaltenen Formeln zu berechnen, indem man einfach statt der bisher untersuchten Drucke den Druck P aus dem betreffendem Diagramm nimmt.

Die obige Formel (45) fuer den Druck i muesste dafuer so geschrie = geschrieben werden, dass nicht das Quadrat der Zeit, sondern das Quadrat der Summierung der Zeit erscheint, also, wie folgt Die Ausrechnung im Formular bringt:

38 50 51
2#H²,m 50
F (#t)²
# H2 #t P
mm Kg/cm²
1 100
1,25 80 0,0131 0,0002 1.165
1,67 60 .0242 .0004 0.683
2 50 0.308 .0005 .527
2.5 40 .3617 .0006 .459
2.86 35 .0403 .00065 .400
3.33 30 .0436 .00070 .368
4 25 .0465 .00075 .347
5 20 .492 .00080 .3305
6.67 15 .513 .00085 .3230
10 10 .530 .00090 .3204
12.5 8 .0539 .00092 .3167
16.67 6' .0546 .00094 .3153
20 5 .550 .00095 .3140
25 4 .0554 .00096 .3128
40 2.5 .0558 .000975 .3131
100 1 .0561 .000990 .3145

und ist zusammen mit dem Diagramm in Figur 39 dargestellt.

Vorlaeufige Kontrolle Das Ergebnis muesste auch heraus kommen, wenn man die Formel (29)

verwendet .

lrl,

8 0,5 E E))/S =bp,d txbrs O,og7S/31uS3-W

1,1= Ot

4 d,llsha = ^ IZ,Z7 EXl5 3dDDíf/ut

6S Dfl/rw;w j1401 ganze, Motore

Da das Formular der Figur 10 jedoch fuer diesen Fall eine Doppel hubzahl von 929 DH/min fuer den ganzen Motor bringt1 stimmen die Ergebnisse noch nicht ueberein und muss damit gerechnet werden1 dass in den Ueber = legungen bisher noch ein Fehler bleibt. Entsprechend ist der Wert vorlaeufig noch mit Vorsicht zu behandeln.
Vergleich mit anderen Motoren: Wenn man diese geringe Hubzahl bei Leerlauf als hoechste Hubzahl des Freiflugkolbenmotors des Beispiels sieht, wundert man sich, wieso es dann moeglich war, dass der von Eickmann gebaute Flugmotor mit 811 CC in zusam= men vier Zylindern 1978 ueber 10 000 Upm laufen und ueber 120 PS abgeben konnte.
Die Nachpruefung bringt, dass die Kolben des Flugmotors 63 mm Hub machten und Pleuel und Kolben pro Satz zusammen etwa 500 Gramm wogen, also eine Masse von rund o,o5 hatten. g war z 9.
Es waren also lediglich o,o5 Massenkilogramm zu beschleunigen, Setzt man diese Werte ein, erhaelt man in obiger Formel Delta H = 6.3. cm . Bei KomDress ionsverhaeltnis Die Ausrechnung gibt dann: = 4023 Einweghuebe pro Minute oder 201 Doppel huebe / min = 2011 Upm.
Der Flugmotor haette also nur 20/1 Umdrehungen pro Minute laufen und dabei keine Leistung abgeben dHerfenZ brenn die Freikolbenmotoren Grundlagen gel = ten wuerden. Fuer den Flugmotor gelten sie aber nicht unbegrenzt, weil der eine Kurbelwelle harte, die 9,5 Kilogramm wog. Davon sind circa 6 Kg am halben Radius des Hubweges vorhanden. Bei vier Kolben hat man also pro Kolben und Kolbenstange eine rotierende Masse von 6/4 = 1,5 Kilogramm Gewicht = circa 0,15 Massenkilogramm Masse. Diese macht aber bei der Kurbelwelle nicht nur den zweifachen Hubweg pro Umdrehung, sondern den Weg H mal pi. Also 63 cm mal 3,14 = 19,8 Zentimeter.
19,8 / (2x6,3) = 1,57 gibt eine 1,57 fache hoehere Geschwindigkeit der Kurbelwellen masse als die Masse des Kolbens mit Pleul war. Die mitreissende kinetische Energie der umlaufenden spez fischen Kurbelwellenmasse war also 1,57² = 2,47 mal 0,15/0,05 (Massen) = 7,4 mal groesser, als die 2 2 mittlere fuer die Beschleunigung des Kolbens und des Pleuels benoetigte kinetische Energie.
Man sieht, dass die kinetische Energie der Kurbelwellenmasse so viel groesser war, als die zur Kolbenbeschleunigung erforderliche kinetische Energie, dass die Kurbelwellenmasse die Kolben und Pleuel mitriss.
Daher konnte der 1978 iger Flugmotor hohe Drehzahlen fahren, die ein vielfaches derer war, die ein Freiflugkolben Motor gemacht haette.
Bct der dann hoeheren Drehzahl nehmen zwar auch die kinetischen Energien zu, die zur Beschleunigung der Kolben und Pleuel gebraucht werden, doch nimmt die kinetische Energie der Kurbelwellenmasse nach diesem Beispiel dabei immer um das etwa 7/2fache dessen zu, was die Beschleunigungs Erhoehung der Kolben und Pleuel Beschleunigung erfordert.
Man erhaelt jetzt eine bedeutende LEHRE: Waehrend der Freikolbenmotor ohne Kurbelwelle den Kolben zu jedem einzelnem Hube voll beschleunigen muss, braucht der Brenndruck die Kolben des Kurbelwellenmotors nicht beschleunigen, wenn der Motor einmal laeuft, weil die kinetische Energie der umlaufenden Kurbelwellenmasse die Be= schleunigung der Kolben und Pleuel aus ihrer eigenen vorhandenen kinetischen Energie zur Verfuegung stellt.
Der Freikolbenmotor hat also den grossen Nachteil, dass er keine kinetische Energie aus der Kurbelwelle entnehmen kann und folglich keine hohen Hubzahlen erreichen kann, wenn die Masse seines Kolbens hoch ist.
Andererseits ist aber auch der Motor mit Kurbelwelle bezueglich der Beschleunigung der Kolben und Pleuel- Massen nicht verlustlos.
Der Motor mit Kurbel ermoeglicht also hohere Drehzahlen, als der hochmassige Freikolbenmotor an Hubzahl erreicht.
Die Vorteile der Massen der Kurbelwelle erwecken zunaechst den Eindruck, dass sich das positiv beim Wankelmotor auswirken muesste. Bezueglich der Drehzahl tut es das auch, aber auch der Rotor des Wankelmotors macht eine Kreisbewegung mit dem Radius der Exzentrizitaet "e", wie die Kurbelwelle. Daher muss auch der Rotor des Wankelmotors pro Umdrehung 4 mal der Exzentrizitaet "E" nach oben und unten und viermal der Exzentrizitaet ndch rechts und links beschleunigt werden.
Der einzige Motor, der keine Beschleunigung der kreisenden Teile hat, ist der Eickmann Motor der anfang sechziger Jahre mit seinen verschiedenen Ausfuehrungsarten, fuer den ueber hundert Patente in der Welt, vor allem in streng pruefenden Staaten erteilt wurden. Der Gehaeusring jueft kontinulerlich immer um.die gleiche Achse um und so der Rotor. Also sind bei diesem Motor m;E Ausnahme der, in den Endwaenden des rotors gefuehrten Fluegel von geringer Masse keine Beschleunigungen notwendig, wenn der Motor mit konstanter Drehzahl laeuft.
Da damals jedoch noch nicht in der Presse behauptet wurde, dass I=reikolbenmotoren mit 5 Kg Kolbengewicht an die 30 000 Huebe pro Minute machen koennten, sind diese Vorteile des Eickmann Motors in den anfang sech ziger Jahren niemals voll untersucht oder erkannt worden. Die grosse Errungenschaft der Eickmann-schen Rotatior;s- Motoren war, dass die Lagerung der Fluegel in den Schlitzen der Rotorendwaende diese Motoren dicht und auch gasdicht fuer hohe Drucke machten neben den neuartigen und bedeutenden Verbrennungsprozessen, die eine Anzahl der Eickmann Patente auch lehrten.
Die Welt war damals im Fieber "des Motors des Jahrhunderts", des Wankelmotors, und verschloss die Augen vor dem aus Japan kommendem Eickmann Motor.
So blieb der Vorteil der Verringerung der Massenbeschleunigungen bei diesem damaligem Eickmann Motor unerkannt, wie auch der ganze Motor mit Ausnahme der Erteilung der Patente in der Industrie und in der Oeffentlichkeit totgeschwie = gen blieb. Es erschien kein einziger Pressebericht in deutscher Sprache.
Folgen aus der Analyse fuer den Bau vorteilhafterer Motoren Bei der Untersuchung in der Analyse und insbesondere im Formular der Figur 10 ist diejenige Energie zur Beschleunigung genommen worden, die der Kompressionsarbeit entspricht.Diese ist bei Luftverhaeltnis 1 etwa ein Virtel der Leistung bei der Expansion. Laesst man den Freikolbenmotor mit der so erreichbaren hoechsten Hubzahl laufen, dann verliert man bereits ein Viertel des Heizwertes des Brennstoffs alleine fuer die Beschleunigung des Kolbens.
Fuer die Kompression, die dann ja noch nicht geschehen ist, muesste noch einmal die gleiche Energie Menge verbraucht werden. Das zeigt, dass die Haelfte der Abgabeleistung aus dem Heizwert fuer Kompression und Beschleunigung des Kolbens ver braucht wuerde.
Diese schwerwiegende Feststellung, die stark gegen die Chancen des Freikolbenmotors zu sprechen scheint, soll noch etwas genauer untersucht werden. Das heisst, es soll eine Ueberpruefung des behaupteten m;t anderen Mitteln erfolgen.
Dafuer findet man im Formular der Figur 10 die Spalte 42. In ihr erhaelt man die PS, die sich aus der kinetischen Energie ergeben, die der Kolben durch seine Massenbeschleunigung erhalten hat.
Da bei der- Berechnung die ganze Kompressionsarbeit herangezogen wurde, um den Kolben auf seine Maximalhubzahl zu beschleunigen, muesste die Kom -pressionsarbeit der kinetischen Energie des Kolbens und folglich der Lei = stung, zum Beispiel den PS des Kolbens aus der Beschleunigung gleich sein.
Errechnet ist im Formular der Figuren 9, 10 die Endenergie an kinetischer Energie, die der Kolben bei der Beschleunigung erhalten hat. (Da die kine = tische Energie des Kolbens bei Beginn der Beschleunigung null war, hat er im Mittel ueber die betreffende Zeit nur die Haelfte der kinetischen Endenergie benutzt. Folglich ist in Spalte 42 nicht durch 75, sondern durch 2 x 75 zu teilen, um aus den Kgm/s die PS zu erhalten. Speter in Spalte 35 beruechsichtigt.)) Andererseits weiss man bereits aus diesem gerichtdassrnandieSrbeit bei der Kompression aus der Gleichung (13) erhalten kann. An dieser Glei chung ist die Beschleunigung nicht beteiligt, denn sie ergibt sich ausschliesslich aus der Thermodynamik. Waere nun die Leistung, naemlich die Arbeit aus Gleichung (13) in der betreffenden Zeit in Leistung umgerechnet1 gleich mit dem Leistungsinhalt der kinetischen Energie des beschleunigten Kolbens in Spalte 42 des Formulars der Figuren 9 , 10 , dann waere das ein Indiz oder ein Beweis dafuer, dass die bisherigen Betrachtungen ueber die Beschleunigung des Freikolbens des Freikolbenmotors richtig sein koennten oder richtig sind.
Im durchgerechnetem Beispiel erhaelt man bei Verdichtungsverhaeltnis = = 40 in Formel (13): Im Vergleich dazu zeigt die Spalte 42 des Formulars den kinetischen Ener = gie - Inhalt von 54,56 Kgm. Die beiden Ergebnisse gleichen sich zwar nicht voellig, sind aber annaehernd gleich. Beruecksichtigt man, dass diese Ana = lyse in Eile erstellt wurde, sodass Fehler bei der Durchfuehrung vorliegen moe = gen, kann man den Eindruck gewinnen, dass die Ergebnisse gleich sein und folglich die Grundgedanken der Berechnungsweise und deren Folgen daraus richtig sein koennten.
Vergleichende Betrachtung zur Energie - Bilanz Die Figur 12 ist eine 1:1 Zeichnung des Kolbens mit der Pleuelstange des 1978 iger Eickmann-schen Flugmotors. Der Kolben wiegt 170 Gramm. Das Pleuel zusammen mit dem Kolben wiegt 595 Gram = etwa o,o6 Massenkilogramm.
Der Hubweg iat 63 mm. Das Kompressionsverhaeltnis ist £-9.- Beim Kompre = ssionsverhaeltnis 9 ist die Hublage H2 etwa 11 Prozent der Hublage HI. Die Hublage H1 ist dann 6,3 cm Hubweg plus 11 Prozent aus 6,3 = 0,693 gibt 6,3 plus 0,693 = 6,993 cm. Die Hublage H2 waere dann entsprechend etwa o,693. Das bringt nach Gleichung (11) einen integralen Mitteldruck p der Kompression von 3,95 Bar. Die Kolbenquerschnittsflaeche ist 29,22 cm2; die im Mittel ueber den Hubweg der Kompression wirkende Kraft al so p x F = 3,95 x 29,22 = 115,42 Kg; was die Kompressionsarbeit von dieser Kraft mal dem Hubweg 6,3 cm = 115,42Kg mal 6,3 cm = 727,14 Kgcm = 7,27 Kgm bringt. Die Anordnung in Fig. 12 zeigt Pleuel und Kolben des 1975 iger Honda CB750 Motors.

Figur 13 zeigt das Prinzip des Kurbelmechanismus mit darin den Formeln fuer den Kolbenhub, die Kolbengeschwindigkeit und die Kolbenbeschleu = nigung. Darin sind die beiden letzteren Formeln vereinfacht, weil die letzten Kleinigkeiten bei dieser Betrachtung unbedeutend sind. Nimmt man nun eine Drehzahl von 10 000 Upm an (nur mit Turbo-charger fahrbar), dann erhaelt man folgendes Berechnungsdiagramm:

ç 31-5 5 sf / S izi- 0,S9SM4 li7 II9Ict'-- l

2 t- =~ 29,?2 f-= 2S,2zcn, 6 \{.:O½1$ 1191@z5 {096 pOg

13 I 10 - /3 lo ooo LIfAl i C ooo UP~l 20000 clor7

l bzw b K idXox

X . . /00 tooo L/\l- I i - ~ ~~ 1<

a ~ rn/s n</s1 C7 (fl/S' ?n/S2 1<9

l 1/S h1/52 M9 nt/S /sZ I MC7 /S M/S2

efis 0 °~~ .~ . 3VS30 20V d 34f J'4& j O 8284

1

'30t 27,g in,2) /5,99 29993

',,4,5 l2,27 22,Z} 2332 ZS;4/2 /e6r , 1

1§60 11 /S?S 2y,u 2g.fS 'e26s to32 ' I . :

ji7 ! 8t 30,$3 3,.86 as34 ss6 l

0 o j 3z,s SZ.8 O a I 3,29 3, o ° bfi.9a .. I

ilos i e e,ig 1 3 o,+3 3/ 8L

Í.no /S.R15| z.7.2q 27.21 1 {erl /o;2 il 1

1. 21.27' 22.27 22.27 1 Z3.3t G5,| 1 -

I'--c' 2't.zg 1r, 27 IS,§S I 29 893 i /F93 1

,/6s 3063 8. . -z53''3355al 33s? 2ooi ,1 ' II

-.~~~ ~ O ° 34530' to7 ,! o 349 1

- 3Lrs3o:

In dem Diagramm sind auch die Vergleichswerte fuer 1000 und 20 000 Um = drehungen pro Minute eingetragen. Die Ergebnisse fuer 10 000 Upm sind im Dia = gramm der Figur 18 dargestellt.

Man erhaelt die kinetische Energie des Kolben-Pleuel assemblies, indem man die maximale Geschwindigkeit "V" quadriert und mit der halben Masse multipliziert.
Die Ergebnisse der maximalen kinetischen Energie-Inhalts des Pleuels mit dem Kolben sind: 1000 Upm = 0,33 Kgm/s; 1000 Upm = 32,63 kgm/s und bei Upm = 130 Kgm/s.
Aus dieser Vergleichsrechnung erhalten wir folgende eventuell ueberraschenden Erkenntnisse a) Bereits bei 10 000 Upm wuerde der Kompressionsdruck von 12 Bar keine ausreichende Kraft geben koennen, um den Kolben mit dem Pleuel so hoch zu beschleunigen, wie die Kurbelwelle ihn beschleunigt. Denn 12 Bar mal 29,22 cm2 gibt nur 350 Kg Kraft, waehrend das Pleuel mit dem Kolben 2071 Kilogramm Beschleunigungskraft aus der Kurbelwelle (maximal) aufnahm.
Bei 1000 Upm haette der maximale Kompressionsdruck und auch der integrale Mitteldruck ueber den Hubweg ausreichende Kraft, um den Kolben mit dem Pleuel ohne Hilfe der Kurbelwelle ausreichend zu beschleunigen. Das stimmt mit den bisherigen Erkenntnissen aus der Untersuchung des Freikolbenmotors harmonisch zusammen. Memo: Der maximale Brenndruck ist in diesem Motor etwa 70 Kg/cm2 gemessen, - ohne Turbolader.
b) Der Kolben mit dem Pleuel wird pro Umdrehung einmal positiv und einmal negative, also entgegengesetzt geriehtetZbeschleunigt. Siehe die Minus Vor = zeichen im Ber.echnungsdiagramm. Das ist eine Ueberraschung relativ gegen = ueber der bisherigen Betrachtung, denn in der bisherigen Betrachtung, Seite wurde zunaechst einmal bewusst angenommen, dass der Motor mit Kurbelwelle auch die Auf- und Ab und Rechts- und Links - Bewegung des Kolbens oder des Pleuels, beziehungsweise beider, aus dem Energie Inhalt des Treibstoffes entnehmen muesse. Die Untersuchung des Kurbelwellenmotors im obigem Dia = gramm zeigt nun aber, dass dann, wenn die Kurbelwelle einmal ihre Drehzahl erhalten hat, die Energie zur Beschleunigung des Pleuels und des Kolbens gar: nicht mehr aus dem Treibstoff entnehmen muss, sondern sie bei der einen Haelfte des. Umlaufs der Kurbelwelle deren kinetischer Energie entnimmt, die ihr bei der anderen Haelfte des Umlaufs der Kurbelwelle wieder zugefuehrt wird. Die Begrenzung der Drehzahl des Motors mit Kurbelwelle liegt also nicht bei der Beschleunigungsenergie fuer Pleuel und Kolben, sondern in den hohen Kraeften auf Lager, auch durch Fliehkraft und in gemometrischen Abmessungen der Stroemungsquerschnitte, sowie in der Grenze der Festigkeit der betreffenden Teile. 8284 Kg Last auf den kleinen Kolbenbolzen bei 20 000 Umdrehungen pro Minute - siehe Diagramm der Seite S8 - sind eine sehr hohe Belastung. Der Kolbenbolzen, der Ja nur ein Rohr ist, wuerde brechen.
Zusammenfassung der Erkenntnis Der Freikolbenmotor muss die hohe Energie zur Beschleunigung des frei fliegenden Kolbens aus dem Treibstoffe entnehmen.
Demgegenueber wird diese Energie beim Motor mit Kurbelwelle dann, wenn die Kurbelwelle einmal die Drehzahl erreicht hat, aus der Kurbelwellen -Energie entnommen und die entnommene kinetische Energie wird der Kurbel = wellenmasse bei der anderen Haelfte der gleichen Umdrehung wieder zugefuehrt.
Der Motor mit Kurbelwelle hat also keine Energieverluste durch Beschleunigung des Kolbens. (Von Reibung und Lasten abgesehen.) Bemerkung: Spaeter wird allerdings in dieser analyse noch gezeigt werden, ddss die bei der Kolbenbeschleunigung des Freikolbenmotors verlo -ren gehende Energie auch wieder zurueckgewonnen werden kann, wenn man sie gleschzeitig oder beim gleichem Hubwege in eine Arbeit nach aussen abgibt, R B: die kinetische Energie des Freikolbens benutzt, um damit Arbeit aus dem Motor abzugeben.
Erhoehung der Hubzahl des Freikolbenmotors Das Ergebnis der bisherigen Untersuchung ist, dass der eingqngsbetrachtete Motor nach Stelzer System bei den betrachteten Abmessungen ohne hohere AuP = ladung keine hoehere Hubzahl, als etwa 1000 Doppelhuebe pro Minute erreichen kann. Daher sei ein Eickmann Freikolbenmotor fuer den gleichen Hubweg bei dem gleichem Kolbenquerschnitt und bei gleichem Hubverhaeltnis E= 40 unter = sucht.
Dazu zeigt die Figur 14 einen Lqengsschnitt durch dessen Zylinder und Kolben im Masstabe 1:1. Bei Pasfuehrung aus Stahl oder Guss wiegt der Kolben 800 (Unterteil) + 660 (Kolbenstange) = 1460 Gramm oder rund 1,5 Kg.
Der Kolben hat also die Masse m = 0,15 (etwa).
In der gezeichneten Lage erhaelt der Zylinder 1 aus Einlass 9 ueber die Steuernut des Kolbens, Steuernut t5 eine Fuellung mit Luft oder Gemisch vom Turbo Lader her. Das unter Vordruck einstroemende Gemisch oder die un ter Vordruck einstroemende Frischluft zwaengt alles Altgas aus dem Zylinder raume 1 durch die Auslasschlitze 6 heraus un in die Turbine des Turboladers, um diesen zu treiben. Der Zylinderdeckel 3 hate eine hohlkonische Innen-flaeche 14, die auch hohlspaerisch sein kann und der Kolben hat dazu passend eine nach aussen konische oder sphaerische Form, Boden 131 am Kolben 4 Die Steuernut 15 befindet sich an der Kolbenstange 7. Die konische Form 13 ,14 des Kolbens 4 und des Deckels 3 dient der guten stromliniennahen Durchstroemung des Zylinderraumes 1. Ausserdem hat diese Form des Kol = bens 4 den Vorteil, dass bei Erhitzung die Oberflaeche 13 staerker erhitzt, als das untere Ende des Kolbens 4. Dadurch erfolgt grosser Hitze im Zy, Zylinderraum 1 eine Verkleiherung des Durchmessers des unteren Teiles des Kolbens 4 unterhalb der Kolbenringanordnung 152, was vorteilhaft ist, weil das die Gefahr des Heisslaufens oder Fressens des Kolbens bei hohen Tempe = raturen einschraenkt. Die Kolbenstange 7 hat meistens eine Kolbenring An = ordnung 153. Bei Guss oder Stahl Ausfuehrung mag der Zylinder 2 etwa 3090 Gramm wiegen und der Zylinderdeckel 3 etwa 2 200 Gramm.
In Figur 15 ist dieser Motor auf ein Drittel verkleinert gezeichnet.und mit dem entgegengesetzt arbeitendem unterem Zweitzylinder des Zylinder = paares des Motors versehen. Entsprechend hat man den zweiten Zylinder 61 mit der Zylinderwand 62, sowie den Zweitkolben 64 mit Kolbenstange 67 und den Zweitdeckel 3 mit Einlass 69. Ferner hat die Zylinderwand 62 die zwei = ten Auslaesse 66. Die beiden Kolben 4 und 64 sind mittels der Kolbenverbin = dung 60 miteinander verbunden. Das Gehaeuse 16 sammelt die Abgase und leitet sie zum Turbolader, der das Frischgas in die Einlaesse 9 und 69 drueckt, Die Auslaesse 6 und 66 liefern also in die Abgassammelleitung 17. Man kann das Gehaeuse 16 auch drehbar oder achsial verschiebbar gestalten. Jedenfalls kann man bei entsprechender Anordnung auch Kuehlfluid Leitungen 19 anordnen, die dann durch entsprechende Kanaaele 18 Kuehlfluid in den Zwischenraum 59 zwischen den Kolben 4 und 64 leiten. Das Kuehlfluid durchstroemt diesen Raum 59, kuehlt dabei die Kolben, die Kolbenverbindung und die betreffenden Teile der Zylinderwand und verlaesst den Raum 59, der auch Kuehlraum ge = nannt sein mag, durch die Kuehlfluid Auslaesse 20. Siehe hierzu Figur 16.
Die Kolbenstangen und die Kolbenverbindung, wie die Kolben, koennen mit einem innerem Kuehlraum 58 versehen sein, der ebenfalls von Kuehlfluid durch -stroembar gestaltet werden kann, andererseits aber auch der Verringerung der Masse der Kolbenanordnung dient.
Die Kolbenanordnung woege nun bei Ausfuehrung aus Gusseisen oder Stahl 1,5 Kg plus 1,5 Kg (unterer Kolben) plus 700 Gramm (Kolbenverbindung), also zusammen etwa 3,8 Kg. Da iM xqan die Hubzahlbegrenzung durch die Kolbenmasse bereits aus der Analyse kennt, ist die Kolbenanordnung aus leich tem Metall herzustellen, sodass ihr Gewicht dann etwa 7,2 Kilogramm waere.
Das entspricht einer Masse von etwa: m = 0,12.
Die Hubzahl dieses Motors wuerde nun maximal nach den Regeln der Analyse 929 Doppelhuebe (Figur 10) mal Wurzel aus Abnahme der Masse (Regeln nach Die Motorausfuehrung nach Figur 15 hat also die maximale Hubzahl des Freikolbenmotors gegenueber dem erstuntersuchtem um mehr, als verdoppelt.
Erreicht wurde das durch Fortlassen des Mittelkolbens zwischen den Vor = kompressionskammern des Stelzer Motors und durch den Ersatz des Kolbens aus Gusseisen oder Stahl durch den aus Leichtmetall.
Es hat aber nicht viel Sinn, sich mit diesem Motor laenger aufzuhalten, weil seine Hubzahl bei Verlusten an Energien fuer die Beschleunigung der Kolbenmasse noch zu gering und zu verl ustreich ist, um als Flugmotor eine sichere wirtschaftliche Zukunft zu erringen.
Daher ist es zweckdienlich, den Motor mit Steuerung der Kolbenbewe = gung mittels Exzentertrieb oder Kurbelwelle nach der Eickmannschen Patent = anmeldung P 3247181.5 genauer zu untersuchen. Anstelle dessen wird jedoch in dieser Analyse der Motor der Figur 17 untersucht. Er hat wieder die bei den Zylinder und Kolben mit Zubehoer, wie die Figur 15. Doch sind die Zylinder durch ein Gehaeusemittelteil 57 verbunden. In ihm ist die Kurbel = welle 56 gelagert. Die Pleuel 55 und 46 verbinden den betreffenden exzentri = schen LagerteilSb der Kurbelwelle mit den Kolben 4 und 64.
Die Figur 17 zeigt stellenweise die Lage eines Teiles des exzentrlsohen Teils 54 der Kurbelwelle und der Pleuel um 90 Grad verdreht.
Die Zylinder koennen mit dem Mittelgehaeuse 57 einteilig sein und leicht bearbeitet werden, da es sich um eine Bohrung um die gleiche Achse handelt, Bohren und Hohnen. Die Gehaeusedeckel, die die Lager der Kurbelwelle tragen, koennen seitlich an das Gehaeusemittelteil angeschraubt werden.
Die Kurbelwelle hat die ueblichen Gegengewichte 52 zum Massenausgleich gegen die exzentrischen Teile 54 und die Pleuel 54,55. Die Kolben 4 und A4 koennen mit Kuehlrippen 53 versehen sein, damit sie vom Innerem des Gehaeuses 57 her sehr effektiv gekuehit werden koennen. Entsprechende Kuehlrippen 51 koennen auch innen in der hohlen Kolbenstange 4 und 64 angeordnet werden zwecks sehr effektiver Innenkuehlung durch einen Kuehlfluidstrom durch die hohlen Kolben. Die Pleuel 54,55 sind in der ueblichen Weise mittels Hohlwellen 43 mit den Kolben 4 und 64, verbun= den.
Bei diesem Motor braucht die Masse des Kolbens und der Pleuel im Sinne dieser Analyse nicht mehr zu interressieren, da bereits in der Analyse erkannt wurde, dass diese Massen von der Kurbelwelle beschleunigt und ver = zoegert werden, wenn die einmal ihre Drehzahl hat. Angenommen werden einmal 800 Gramm pro Pleuel nur zur Erinnerung und zur Kalkulation des Gesamter wichtes dieses Motors.
Der Groesse des Motors wegen sei aus Festigkeits Gruenden eine Maximal = drehzahl von 6000 Upm angenommen werden. Ferner sollen drei Aggregate eine gemeinsame Kurbelwelle haben, um die erwuenschte Gleichfoermigkeit des Dreh = momentes zu erhalten.
Dabei hat man bereits den grossen Vorteil, dass einem Kurbelwellen Exzenterteile zwei Zylinder statt einem zugeordnet sind, also bereits eine Gewichtsersparnis vorliegt. Ferner soll der Motor fuer den eventuellen Ein= satz in Senkrechtstartern mit 2 Bar Ladedruck durch den Turbolader aufge = laden werden. Dabei mag die Drehzahl ueber 6000 Upm hinaus ansteigen, so = weit die Belastungen und Festigkeiten das zulassen sollten. > 1 Mit der Grundlage des Vergleiches in der Analyse von Kompressions - Ver = haeltnis E= 40 (Stelzer Motor) erhaelt man folgende Leistungsdaten: Da der Motor mit 6000 Upm = 100 Ups laufen soll, gaebe Jeder Kolben pro Arbeitshub Amot/100 =-637,95 Kgm x 100 Huebe/sec = 63 795 Kgm/sec geteilt durch 75 = 850 PS theoretische Vergleichs leistung. Bei den 3 Doppelkolben und Zylindern also 6 mal 850 PS = 5 103 PS. Dabei haette der Motor ein sehr geringes Gewicht, weil die Zylinderkoepfe mit ihren Ventilen weggefallen sind. Turbocharger nicht mit eingerechnet und Nebenteile nicht mit eingerech = net, Waege der Motor etwa 80 Kilogramm. Von der theoretischen Vergleichs leistung sind in der Praxis die Verluste durch Wirkungsgrad abzuziehen.
Der Vergleich hat natuerlich nur theoretisch Sinn, denn bei dem Verbrennungsdruck von 1745 Bar und entsprechend hoher Temperatur ist der Zylinder laengst zerbrochen, bevor dieser Druck erreicht wird. Man sieht dabei, dass das Kompressionsverhaeltnis von g- 40, das Stelzer angibt, nicht mehr durch Aufladung erhoeht werden darf.
Nach dieser theoretischen Untersuchung kann man sich nun einem prakti = schem Motor nach Figur 17 zuwenden. Die Kurbelwelle kann auch dxrch das Scotch Joke nach der Burke engine ergaenzt werden oder es koennen solche nach Eickmann Patentanmeldungen oder Exzenterwellen nach Eickmann Patentanmeldungen angewendet werden.
Fuer den praktischen Motor waere das Kompressionsverhaeltnis zu reduzie= ren, zum Beispiel auf einen Wert unter Selbstzuendung oder auf einen Wert, bei dem gerade noch Selbstzuendung ohne Zuendkerze eintritt.
Solches Kompressionsverhaeltnis waere zum Beispiel 8 = 12,5. Ein anderer Wert mag sich in der Praxis ergeben. P2 ist dann 30,25 Bar; Pc = 4,405 Bar.
Als Ladedruck wird ein etwas geringerer Druck gewuerdigt, zum Beispiel 1,2 Bar Ueberdruck, also 2,2 Kg/cm2.
Dann gibt der Motor folgende Werte: Bei 6000 Upm haette der Motor also pro Zylinder 26744 Kgm/s /75 = 356 PS Leistung, bei den 6 Zylindern entsprechend 2140 PS Leistung abzueglich der Wirkungsgrade. Des immer noch hohen Brennraumdruckes wegen, der an sich auch im Sinne des Herrn Stelzer richtig, angestrebt werden muesste, waere der Motor fester zu gestalten, also schwerer werden.
Fuer den Flugmotor ist es also sinnvoll, den Ladedruck weiter zu beschraenken, die Drehzahl bei zu behalten, oder zu erhoehen, aber die Abmessungen und den Hubweg des Motors kleiner zu machen. Denn mehr, als 250 bis 300 PS braucht der Motor fuer ein Einmann Senkrecht Aufstieg Flugzeug nicht. Sein Gewicht soll aber so gering, wie moeglich sein.
Daher wird noch folgendes theoretische Beispiel durchgerechnet: Ladedruck auf ,» reduziert; Hubweg auf 60 mm reduzi ert; Kompressions -Verhaeltnis auf £ = 10 reduziert und den.Kolbenflaechenquerschnitt auf etwa 36 Quadratzentimeter reduziert. Kolbenstangencicerchmesser von 40 mm beibehalten ten, um grosse Durchstroemquerschnitte zu erhalten und um die sehr gute innere Kuehlmoeglichkeit der Motoren nach Figuren 1 bis 19 zu verwenden.
Der Kolbendurchmesser wuerde dann: Die Die Vergleichsdaten dieses Motors waeren Die Leistung des Motors bei 6000 Upm (Verluste unberuecksichtigt) waere 4581 Kgcm/s = 45,81 Kgm/s x 100 Ups = 4581 Kgms/s /75 = 61,08 PS mal 6 Zylinder = 366 PS.
Der Motor muesste sich etwa mit dem Gewicht verwirklichen lassen koennen, das der Eickmann-sche Flugmotor von 1978 wog, also mit etwa 52 bis 60 Kg.1 ohne Turbo Lader. Eventuell mit geringerem Gewicht. Gegenueber dem Flugmotor von 1978 waere dieser Motor nicht viel hoeher thermisch oder sonstwie belastet.
Der Motor muesste wohl Lager nach Eickmannschen Patentanmeldungen erhalten und wird vermutlich etwas abmessungsmaessig verkleinert werden.
Das Gewicht entsprechend reduziert. Anzustreben waere ein Motor mit unter 40 Kg Gewicht und etwa 150 bis 200 PS Leistung. Er wuerde dann weniger, als ein Zehntel der entsprechenden Shaft Gasturbinen der HilfsaggregatsZ Antriebe der Tornado kosten und das Leistungsgewicht wuerde diesen besten Schaftgasturbinen, denen in der Tornado, gleich sein.
Die Leistung wurde gegenueber dem Motor von 1978 betraechtlich gesteigert. Naemlich, bei gleichem Gewicht verdreifacht, oder mindestens mehr, als verdoppelt. Erreicht ist das durch den Uebergang zu einem dem Viertakt Motor gleichwertig durchspuelten Zweitakt Motor, eine Kurbelwelle rYlt einem Exzenterteil zu zwei Kolben und den Fortfall der schweren Zylinderkoepfe mit ihren Ventilen und deren Steuerungen drin. Die Kolbenkuehlung koennte mindestens gleichwertig gut oder sogar besser sein.
Ob dem Motor die Leistungsabnahme Anordnungen des hydrofluid foerdernden Motors nach den Eickmann Patenten zu zuordnen ist, oder rotierende Hydropum= pen bzw. Kompressoren, ist eine gesonderte Analyse.
Zum Vergleich ist noch der Motor nach Figur 20 heran zu ziehen.
Er hat ein Gehaeuse 80 mit der Kurbelwelle 66 mit exzentri schem Kurbelwellen = teil 4, an dem die Pleuel 46 bis AD gelagert sind. Die Pleuel sind individuell zu den drei Motorkolben 34,44 verbunden, die jeder in einem entsprechendem Motorzylinder 32 laufen und darin jeweils die Zylinderkammern 31 und 41 bilden, die beim Kurbelwellenumlauf zwischen dem MittelkOerper40 und den Kolbenteilen 31 und 41 vergroessert und verkleinert werden. Die Verbindung zwischen Kolben und Pleueln erfolgt durch die Kolbenbolzen 43. Das Gehaeuse kann einteilig und auch einteilig mit den Zylindern sein. Die Mjtteler.per40 sind jeweils zwischen den Kolbenteilen 34,44 in dem betreffendem Zylinder 32 angeordnet und entsprechen dem Teil 15 der Patentanmeldung P - 3Z33 243.2 Diese Mittelkoerper40 mriesseui mit den Einwegventilen 19 der genannten Patent = anmeldung versehen sein. Werden anstelle der Zylinder der Figur 45 der genannten Patentanmeldung die der Figur 46 der gleichen Patentanmeldung verwendet, dann sind die genannten Einwegventile nicht erforderlich.
Die Zyl inderkammern 31 und 41 werden durch Turbo Ladung ueber den Mittel = koerper 40 und dessen innere Raumkammer 50 mittels Steuernuten 15 in der Kolbenstange 7 geladen. Die Gasentladung erfolgt durch die Auslaesse 36,bzw.
39. Der Vorteil dieses Motors ist, dass eine Sechszylindermdschine mit 60 Grad zwischen den Zylindern ersetzt ist durch eine Dreizylindermaschine mit Doppelzylindern unter 60 Grad Winkeln. Das spart Kurbelwelienteile und Einbauraum. Dieser Motor passt leicht in enge Segelflugzeug Ruempfe. Die Kolben wirken einmal schiebend und einmal ziehend ueber die Pleuel auf das Exzenterlager 54 der Kurbelwelle 56. Auch diese Kurbelwelle kommt mit einem einem einzigem Exzenterlager 54 aus. Die hier als Motoren beschriebenen Aggregate der Figuren 14 bis 20 koennen auch als Kompressoren, Pressluft Motoren oder Pumpen bzw. Hydromotoren verwendet werden.
In der 1:1 Groesse hat dieser Motor etwa 113 CC. Die Leistung mit Turbo wuerde dabei etwa der eines 460 CC Viertakt Motors entsprechen, Also um etwa 50 PS liegen. Der Motor soll ausserdem in Originalgroesse e das Zwei = fache der Abmessungen haben, dabei dann etwa 900 CC Zylinderraum haben und ein Gewicht von etwa 20 Kg. Die Leistung mit Turbolader ware etvJa die Vierfache eines nicht aufgeladenen 750 CC viertakt Moforradmotots voncq#q0PSlso; 70 mal 4 = maximal etwa 280 PS.
Einer der Baugruende ist die guenstige Formgebung fuer den Einbau in besonders engruempfige Flugzeuge und der andere ist dqs geringe Gewicht bei der besonders grossen Leistung. Ein weiterer wichtiger Grund ist, dass es dabei moeglich ist, das Kuehlgeblaese um die Achse 86 zu setzen. Man kommt dann mit einem einzigem Kuehlgeblaese aus und kann es einfach mit der richtigen Drehzahl antreiben, da die Achse des Kuehlgeblaeses von der der Kurbelwelle distanziert, aber zu ihr parallel angeordnet ist. Anstelle die gezeichneten Kolben und Zylinder zu verwenden, koennten auch die der i Figur 15 angeordnet werden oder andere zweckdienliche Ausfuehrungen vorgesehen sein.
Derzeitig beschrenkte Positiven des Freikolben Motors: Waehrend im Voraufgegengenem zunaechst bewusst festgestellt wurde, dass der Kolben des Freikolbenmotors voll durch den Energie Inhalt des Brennstoffes beschleunigt werden muss, ist es jedoch so, dass die dem Freikolben beider Beschleunigung verliehene kinetische Energie auch wieder - theoretisch zumin = destens - in Arbeit umgewandelt werden kann. Das geschieht z.B. so, dass die kinetische Energie des Kolbens zum Komprimieren von Luft, zur Erzeugung von Strrom oder zur Erzeugung von Hydrofluid verwendet wird. Das kann ueber den ganzen Hubweg geschehen, doch versteht man die Sache besser, wenn man wieder von Figur 10 und den ihr folgenden Diagrammfiguren ausgeht. Man sieht in dem Formular der Figur 10, dass die kinetische Energie bereits nach eiL: weisem Entspannungshubewege etwa die Haelfte der Endsumme der kinetischen Energie hat. Um das besser zu uebersehen, wird in Figur 21 die Figur 10 noch einmal dargestellt, jedoch der Entspannungschubweg eingetragen. Der Einfachheit halber wird aber nicht noch mal neu gerechnet, sondern die Werte aus Figur 10 werden so eingetragen, wie wenn der Kompressionsweg jetzt Expansionsweg zwischen dem Druck P2 und dem Enddruck P1 waere.
Man findet dann leicht, dass der halbe Inhalt an kinetischer Energie bereits in dem Kolben ist, wenn die Hublage H2 = 62 mm erreicht ist. Von dieser Hublage ab koennte also, selbst wenn nur ein einziger Kolben vorhanden waere, die erhaltene kinetische Energie an den Stromerzeuger, den Kompre= ssorraum oder den Pumpraum abgegeben werden.
Das hat Jedoch dio grossen Nachteile, dio in dor Patentanmeldung P -3247181.5 beschrieben sind, naemlich die, dass eine stossweise Belastung der Energieabnehmer erfolgt. Die Hydroleitungen, Kompressortanks, usw.
koennten brechen oder es wird ein zu grosser Druckspeicher benoetigt. Die Stromkurve wuerde sehr ungleichfoermige Leistungen haben und muesste auch umgeformt, ausgeglichen werden. Fuer die Hydro Druckfluid Erzeugung ueberwindet man diese Nachteile mit den Mitteln der Eickmannschen Patente aus dem Jahre 1960, die eingangs erwaehnt wurden und mit den Mitteln der Patentanmeldung P- 32 47 181.S Es ist nun noch zu untersuchen, ob es mit einem - Mini - Stelzer Motor moeglich waere, die behaupteten 30 000 Huebe des Motors (ohne Leisten, gsabgabe) zu erreichen.
Unter Benutzung der Regeln nach Seite 4b der Analyse erhaelt man: Beispiel M Masse reduziert auf 1 Kg Gewicht = #5 = 2,24 fache Hubzahl.
Hubweg reduziert auf 3 cm bei gleiche ' = 1,73 fache Hubzahl.
Ladedruck auf 3 Bar Ueberdruck #3 = 1,73 fache Hubzahl.
zusammen 2,24 x 1,73 x 1,73 = = 6,7 fache Hubzahl.
Beispiel : N j Masse reduziert auf 0,25 Kg Gewicht #10 = 4,47 fache Hubzahl.
Hubweg reduziert auf 1.25 cm bei gleichem Es 1? = 2,83 fache Hubzahl.
Ladedruck auf 3 Bar Ueberdruck F 3 = 1,73 fache Hubzahl.
zusammen = 4,47 x 2,83 x 1,73 = = 21,08 fache Hubzahl.
Dieser Mini Stelzer Motor koennte also 925 x Z = 20 726 Doppelhuebe pro Minute erreichen, Er ist im Masstab 1:1 in Figur 22 gezeigt. Dabei muesste er des ausserordentlich hohen Explosionsdruckes wegen ganz dicke Waende haben. Und es bleibt dabei ausserordentlich zweifelhaft, ob es jemals moeglich werden wird, den Hubweg eines Freikolbens so genau abzubremsen, dass der Kolben nicht gegen den betreffenden Zylinderdeckel rast und ihn zertruemmert, wenn dem Motor nicht die Mittel der Eickmannschen Patentanmeldungen zugeordnet werden, also der Hubweg zwangsgesteuert wird. Selbst dieser Mini Freikolben Motor haette dann gerade mal etwas mehr, als turei Drittel der Hubzahl erreicht, die in der VDI Zeitschrift angegeben wurde.
Die Leistung dieses Motors bei der hohen Hubzahl und beim Kompressions = Verhaeltnis 40, wenn es sich verwirklichen leesst, waere trotzdem bereits beachtlich hoch und um einige bis 12 PS liegen koennen. Man sieht daraus, dass dass der Stelzer Motor nicht von vorne herein zu verwerfen ist. Beschraenkt man ihn auf das Gebiet, auf dem er bisher den Eindruck macht, zweckdienlich zu sein, dann kann er eine wirtschaftliche Zukunft in diesen bestimmten Ge = bieten erreichen. Zwecks guter Betriebssicherheit mag es zweckdienlich sein, auf das grosse /<omptessionsverhaeltnis zu verzichten. Die Leistung wird dann geringer, aber die Betriebssicherheit hoeher. Zu untersuchen waere dann noch, ob die Anlassvorrrichtung fuer einen so kleinen Motor nicht zu teuer und aufwendig wird. Nach bisherigem Eindruck das Verfassers dieser Schrift mag es leichter sein, den Motor groesser zu bauen, bei geringerem Kompressions = Verhaeltnis arbeiten zu lassen, damit der Kolben nicht gegen die Deckel stoesst und eine Anlassvorrichtung finanziell rentabler wird.
In Figur 22 ist daher auch eingezeichnet, dass, wie Herr Stelzer es wuenscht, die Kolbenenden in Kompressorkammern 210,Z11 Pressluft pumpen. Da, wie oben festgestellt, die kinetische Energie bereits bei einem Teil des Hubwegs die Helfte der Endenergie erreicht, ist diese Art von Presslufterzeugung moeg = lich und ja auch seit etwa der letzten Jahrhundertwende bereits angewandt. Diese Art Freikolbenmotor ist dann an die kinetische Energie des Kolbens gebunden, die ihm zu verleihen ist und die er in den Kompressoren wieder abgibt. Bisher in der Praxis angewendet ist das System aber lediglich fuer Grossanlagen mit geben ger Hubzahl pro Zeiteinheit. Die Stelzersche Erfindung des Mittelteiles des Stelzer Motors mit den Vorkompressionskammern liefert dazu einen lobenswer= ten Vervollkommnungsbeitrag. Insbesondere auch daurch, dass durch die Wahl des Durchmess erverhae ltni sses zwischen Vorkompress ionskammer und Brenn raumkammer jeder beliebige Vordruck verwirklicht werden kann. Von weiterem, beachtenswertem Vorteil ist im Stelzer Motor, dass Herr Stelzer die Erfindung des Schweizers Buchi verwendet, naemlich die achsiale Durchstroemung des Brennraum Zylinders. Zwar ist der Stelzer Motor ein zweitakt Motor, doch hat er die Nachteile der vor Buches Erfindung ueblich gewesenen Zweitakt Motoren nicht. Die Durchspuelung mit Frischluft ist im Stelzer Motor und in den anderen Figuren dieser Schrift dank des Buchi Systems genau so gut, oder fast so gut, wie im Viertakt motor. Das ist bisher nicht genuegend bekannt und auch nicht genug gewuerdi gt worden. In Japan gebaute Gross Diesel Motoren unter der Sulzer Lizenz erreichen mit solchem Zweitakt System nicht nur sehr hohe Leistungen, sondern auch aussergewoehnlich hohe Wirkungsgrade, die fuer einl = ge Sulzer Motoren mit bis zz 51 Prozent Gesamtwirkungsgrad angegeben werden.
Doch erreicht man die zweimal hoehere Leistung gegenueber dem Viertakt-M+otor nicht beim gleichem Hubwege des Viertakt Motors, weil der Hubweg um die Frei gabe der Auspuffschlitzlaenge verlaengert werden muss, die Kurbelwelle also etwas laengeren Hub abgeben muss. Dabei ist der Teil des Hubwegs, der die Auslass Schlitze frei gibt, ein toter Hub ohne Leistung, der lediglich der Aus = spuelung des Brennraum Zylinders dient.
Im Beispiel der Figur 22 ist der Durchmesser des Vordruck Kolbens 36 mm, sodass er etwa 86 Gramm wiegt. Der Durchmesser der Arbeitskolben ist 30 mm, sodass sie etwa 60 Gramm pro Stueck wiegen und der Kolbenstangen Durch = messer ist 12 mm, sodass die Kolbenstangen zusammen etwa 40 Gramm, der Ge = samtkolben also etwa 250 Gramm wiegt (wiegen). Der wirksame Arbeitsquerschnitt ist dann etwa 5,94 Quadratcentimeter, was bei 7,727 Mitteldruck ( Kompressions = verhaeltnis = 40 ) gibt. Bei 20 726 Doppelhueben pro Minute = 690 Einzelhueben pro Sekunde sind das 57 Kgcm x 690 = 393,79 Kgm/s = 5,24 PS.
Fuer die weitere Untersuchung ist noch ein Unterschied in den Formularen und Berechnungen der Figuren 10 und 21 von Interresse. Denn in Figur 10 sind die Geschwindigkeit in Spalte 35, die Gschwindigkeits Summierung in Spalte 36 und die kinetische Energie nicht auf die kurzen Zeiten, in denen sie wirken, umge = rechnet. Im Formular der Figur 21 hingegen ist die zeitweise Geschwindigkeit VmJ (im Intervall) der Spalte 35 mit der tatsaechlichen Zeit aus Spalte 34 multi = pliziert, die tatsaechlich wirkt und daraus in Spalte 36 die Geschwindigkeits -Summe addiert. Denn die in Spalte 35 eingetragene errechnete Geschwindigkeit wuerde ja nur dann erreicht werden, wenn der Kolben eine Sekunde lang beschleunigt wurde. Tatsaechli ch wird er aber nur einen Bruchteil der Sekunde, naem = lich die Zeit 'tut" der Spalte 34 beschleunigt, sodass die erreichte Geschwindig = keitssumme in Spalte 36 wesentlich geringer wird. Die wirklich erreichte Ge schwindigkeit ist also aus dem Formular 21 zu entnehmen, nicht aus Formular 10.
Entsprechend ist die tatsaechlich erreichte kinetische Energie ebenfalls nicht aus dem Formular der Figur 10, sondern aus dem der Figur 21 zu entnehmen.
Fuer einen besseren Ueberblick ueber die Ergebnisse sind diese im Diagramm der Figur 42 dargestellt. Man sieht, dass die halbe kinetische Energie beim Entspannungshube bei H = 62 mm erreicht ist, wenn der Motor beim Kompressions r Verhaeltnis = 40 arbeitete. Da der Kompressionsdruck der Berechnung zugrunde lag, sind fuer den ganzen Motor die Drucke mit 3 und fuer den wirkLichen Expansionsvorgang die Drucke mit 4 zu multiplizieren. Die Bewegungen, Lei = stung undsoweiter sind hingegen im Sinne der Analyse mit 1 ,73 zu multiplizieren, wenn man von den Ergebnissen auf Motoren anderer Abmessungen oder Kompre = ssionsverhaeltnisse schliessen will.

Im Folgenden wird versucht, eine generelle Darstellung der Verhaelt = nisse bei verschiedenen Kompressionsverhaeltnissen zu erreichen. Dazu sind die Ergebnisse der mittleren Zeiten und Drucke in den Intervallen der Figur 21 neu eingetragen und dann in Spalte 43 miteinander multipliziert. In Spalte 44 sind die Intervallprodukte der Spalte 43 von unten nach oben addiert.

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Dieses Berechnuntsformular ist auch in Figur 40 gezeigt. Der errechnete Wert in Spalte 45 ist mit "Pb" bezeichnet. Es ist der gesuchte integrale Mittel = druck fier die kurze Zeit des betreffenden Intervalls, der benoetigt wird, um fuer alle Hubverhaeltnisse ein Diagramm zeichnen zu koennen. Er hat also reinen mathematischen Wert, waehrend die wirklichen mittleren Intervall drucke die Drucke "PJ" sind, die im Diagramm der Figur 11 gezeigt sind. Dieser mathematische Wert "Pb" ist aber sehr wichtig und daher im Diagramm der Figur 41 aufgetragen. Man kann naemlich jetzt die Grundgleichung (23) verwen = den, den zweifachen Hub mit der Masse multiplizieren und durch den eben ge = fundenen Druck "Pb" und die Querschnittsflaeche "F" dividieren, um nach Ziehung der Wurzel daraus diejenige Zeit " tlat 'f zu erreichen, die die Zeit ist, die der Kolben von einem beliebigem Hub - oder Korrpressions - Verhaelt = nis aus benoeti gt, um den vollen Hubweg von einem beliebigem Hubbeginn H2 bis zum Hubende H1 zu durchlaufen. Die Ausrechnung erfolgt in Spalte 45.

1 durch diese Zeit geteilt bringt in Spalte 46 die Einhubwege pro Sekunde, wo = nach dann die Doppelhuebe pro Minute in Spalte 47 folgen, die dann fuer den ganzen Motor mit 1,73 multipliziert in der letzten Spalte 48 gezeigt werden.
Die graphische Darstellung der Errechnungen aus Figur 40 erfolgt in der Fi = gur 41. Darin ist auch die zwischen einem beliebigem H2 und H1 wirksame Be = schleunigung "b" ersichtlich. Oben in der Figur 41 ist der integrale Mittel = druck "P|N1N2" zwischen den beiden jetzt willkuerlich annehmbaren Hubweggrenzen zum Vergleich eingetragen. Man sieht, dass der fuer die Berechnung wichtige Druckwert " E " viel geringer, als der integrale Mitteldruck " P|e" ist. Er ist fast 20 mal geringer. Ebenfalls eingetragen sind die Zeiten t' " in den betre = ffenden Intervallen. Diese geben keine zusammenlaufende Kurve, da sehr unter = schiedliche Intervalle berechnet wurden. Es wurden in den Gebieten des gerin = gen Druckes weite Intervalle zugrunde gelegt, weil sich in diesem Druckbereich die Drucke nur wenig aendern. Dagegen wurden in den Hochdruckgebieten enge Intervalle in den Formularen der Figuren 10,21 und 40 berechnet, weil sich in diesen Druckbereichen die Drucke schnell und stark aendern. Aus den unter = schiedlichen Richtungen der Zeiten in den Intervallen erkennt man, dass die Be = rechnung nicht ganz genau ist, weil nur wenige Intervalle berechnet wurden, um den generellen Ueberblick, den die Analyse bringen soll, zu erhalten. Wuerde man wesentlich mehr Intervalle berechnen, dann wuerden die Ergebnisse entspre = chend genauer. Das kann mit den kleinen Taschenkomputern geschehen, doch mag das der Zukunft vorbehalten bleiben. Die Zeiten "tj" in den Intervallen wuerden dann eine zusammenlaufende Kurve bringen und die Ergebnisseder Gesamt Analyse wuerden entsprechend genauer. Dafuer ist aber kein ausrei = chonder Platz in den Formularen der Figuren vorhanden und fuer den generellen Ueberblick, den die Analyse bringen soll, ist so hohe Genauigkeit auch nicht erforderlich. Fuer die Planung eines Motors zum Vergleich mit den Moeglich = keiten ist es nicht wichtig, ob der Motor 929 oder 980 oder nur 870 Doppelhuebe pro Minute erreicht. Geht man an die aktuelle Konstruktion und den Bau eines Motors heran, dann ist es aber zweckdienlich, den Motor genauer vorher durch = zurechnen, zum Beispiel mit Intervallen von 1 mm Hubweg. Entsprechende Komputer Programme sind vom Verfasser dieser Schrift erhaeltlich, wenn drin = gend benoetigt.
Mit den Ergebnissen der Analyse kann man jetzt an die Beurtein4 nyY 71 der Freikolbenmotoren herangehen.
Beurteilung der Freikolben- und Doppelkolben-Motoren: Figur 22 zeigt den Mini Stelzer Motor im laengsschnitt. Dabei ist berueck = sichtigt, dass die oeffentliche Literatur ueber den Stelzer Motor berichtet, dass der Stelzer Motor den Kolben am Ende des Motors herausragen lassen kann, damit er in einem Kompressor Zylinder Luft komprimiert, also als Kompressor eingesetzt wird. Das Wort "Stelzer Motor" soll ein eingetragenes Warenzeichen sein und in mindestens einem Woerterbuche oeffentlich erschienen sein. In Figur 22 sind daher die beiden Kompressorkammern 210 und 2ff1 des Stelzer Motors mit ihren Einlassventilen 26 und ihren Auslassventilen 27 gezeigt, wobei die Kolben Enden der Kolben 4 und 44 in die Kotnpressorkammern 210 und 211 hereinlaufen und darin die Luft komprimieren, Die uebrigen Stelzermotorteile sind hinrei = chend bekannt, denn es wurden ja alleine auf der letzten Messe 1000 Kilogramm Prospekte und Beschreibungen verteilt. Diese uebrigen Stelzermotorteile brau = chen daher nicht beschrieben werden. Sie sind der Stelzer Vordruck Kolben 12 zwischen den Vordruck Kammern 28 und 29 mit dem Stelzer Einlass 30. Die Teile 12,28,29 und 30 sind Erfindungen und Patente des Herrn Stelzer. Die Kolbenstange 7 mit der Steuernut 15 befindet sich zwischen den beiden Arbeits = kolben 4 und 44 und ist ausserdem mit dem Vorkolben 12 verbunden. Die Abgas Auslaesse sind mit 6und die hohlen (Kolbenstange) Deckel sind mit 3 bezeichnet.
Wenn man die Analyse richtig befolgt, dann erkennt man sofort, dass diese in der Literatur ueber den Stelzer Motor beschriebene Ausfuehrung der Figur 22 wirtschaftlich nicht sinnvoll und energiaverschwenderisch ist. Denn aus der Analyse ergibt sich ja, dass der Motor bei Luftverhaeltnis 1 etwa den vierfachen Expansionsdruck gegenueber dem Kompression druck hat. Wuerde der Motor fuer die Presslufterzeugung nun so gebaut, wie in der Literatur ueber den Stelzermotor beschrieben und wie in Figur 22 gezeigt, dann wuerde der Motor nur etwa ein Drittel der erzeugten Energie benutzen, um Luft zu kompri = mieren. Gleich lange Kammern und gleiche Kompressionsverhaeltnisse im Mo = torteil und im Kompressor angenommen. Denn der Kompressor wuerde Ja nur so viel Luft komprimieren, wie der Kompressorteil des Motors, waehrend der Motor durch den Kompressionshub dreimal so viel Druck und Leistung lie = fert.
Also muss man nach Eickmann, den Freikolbenmotor fuer die Press = lufterzeugung anders gestalten und zwar so, wie nach Figur 23.
Figur 23 zeigt, dass vom Motorkolben 4,44 aus eine weitere Kolben = stange 37, die an ihrem aeusserem Ende den Kompressorkolben 33 traegt.
Dadurch reziprokiert der Kompressorkolben 33 im Kompressorzylinder 65 wenn der Motor laeuft.Die Kammer 65 wird durch das Einlassventil 27 mit Frischluft gefuellt und die komprimierte Luft durch das Auslassventil 27 abge = liefert. Um den Motor rationell zu machen und seine ganze Energie auszunutzen, um Pressluft zu erzeugen, muss also nach Eickmann der Kolben 33 und die Zylinderkammer 65 einen groesseren Durchmesser, als der Motorkolben 4,44 haben. Denn der Querschnitt der Kompressor Zylinderkammer 65 muesste bei einem sonst verlustlosem Motor das Dreifache des Motorkompressionskolbens sein. Diese groesseren Durchmesser sind in Figur 23 gezeigt. Es ist also so, dass nicht der Stelzermotorkolben im Kompressor komprimieren darf, sondern ein gesondert er, mit dem Stel zerkolben verbundener Kompressorkolben 33 von groesserem Durchmesser verwendet werden muss,wenn der Motor rationell sein soll. In Figur 23 ist dieser groessere Durchmesser gezeigt. Man findet in Figur 23 links und rechts des Kolbens 33 in der Kammer 65 noch zwei Linien 67, die den Durchmesser von 39,46 mm zeigen. Wenn die Stelzerkolben 4, 44,30 mm Durchmesser haben, wuerde der Kammerndurchmesser der Kammer 65 naemlich 39,46 mm, wenn man den 1,73 fachen Querschnitt nimmt. In der Figur 23 hat der Kolben 33 aber einen groesseren Durchmesser, da ja fast der drei = fache Querschnitt verwendbar ist, wenn der Motor und der Kompressor mit geringen Verlusten arbeiten.
Der Motor der Figur 23 waere also als Presslufterzeuger rationell. Die Kolbenanordnung erhielte bei Kompressionsverhaeltnis e = 40 bereits bei 62 mm Hublage H die halbe kinetische Energie, die das Kolbenassembly an die Pressluft abgeben kann. Bei der Kompression der Luft wuerde diese itQelfte der errechneten kinetischen Energie des Kolbens bei der Kompression der Luft verwendet und dabei die Bewegung des Kolbenassemblies abgebremst, bis sie bei der Enhbulage H1 null waere, also der Hubweg beendet ist. Die dem Kolben verl iehene kinetische Energie waere also nicht verloren, sondern sie waere in den Energie Inhalt der Pressluft umgewandelt. Allerdings haette der. Motor nur die Haelfte der errechneten theoretischen Leistung, die noch um Wirkungs = gradverluste zu reduzieren waere. In der Praxis ist es natuerlich nicht so, dass die kinetische Energie genau in der Hublage H = 62 erreicht ist und genau hier die Benutzung der kinetischen Energie zur Kompression beginnt.
Denn die Arbeit leistende Expansion, sowie die Arbeit verbrauchende Kompre = ssion geht ja ueber den ganzen Hubweg. Die Feststellung der mittleren kine = tischen Energie macht aber die Vorgaenge leichter verstaendlich und gibt einen Anhalt ueber die Leistung, die man vom Motor erwarten kann.
Waehrend in Figur 23 eine Haelfte, die rechte Haelfte des Stelzer Motors verwendet ist, um den Kompressorteil 33,65,26,27 anzuhaengen, ist es jedoch fuer hoehere Leistungen zweckmaessiger die Eickmann Motoren mit geringeren Massen der Kolben zu verwenden, wie z.B. die nach den Figuren r446 oder 39 Nach Eickmann ist es ferner zweckdienlich, ein weiteres Kolbenstan z genteil 38 aus der Kompressorkammer durch deren Deckel hindurch herausra = gen zu lassen, um an dessen Ende mittels Pleuelbolzen 43 das Pleuel 46 anzu = ordnen. Das Pleuel 46 lagert mit dem anderem Auge auf dem Exzenterluger63 ei = ner Kurbelwelle, oder, wie in Figur 23 und Figur 24, auf dem exzentrischem Lagerzapfen einer Kurbelscheibe 49.
Figur 24 ist ein Schnitt durch Figur 23 entlang der gepfeilten Linie in der Figur 23. Die Kurbelscheibe 49 ist im Lager 35 des Gehaeuses 42 umlauffaehig gelagert und hat die Schwungmasse oder das Gegengewicht 52. Diese Anordnung erreicht folgende Vorteile a) Es wird verhindert, dass der Kolben 4,44,33 gegen einen Deckel oder Zylinderboden stossen kann, da der Hubweg durch das Pleuel 46 und den umlaufenden Exzenterzapfen 63 gesteuert wird.
b) Der Motor kann mit mehrfach hoeherer Drehzahl laufen, da die Beschleu = nigung der Masse des Kolbenassemblies 4,44,33,7 usw. aus der Schwung masse 52 entnommen ünd ihr wieder zugefuehrt wird, wenn der Motor einmal seine Dauerdrehzahl erreicht hat. Dadurch ist eine mehrfach hohen here Drehzahl und Leistung ermoeglicht.
c) Da die Exzenterscheibe 49 eine Drehbewegung hat, ist es einfach, deren Welle 56 mit einem ueblichem Motorrad oder Auto Anlasser aus der Batterie zu starten.
Fuer hohe Drehzahlen ist es zweckmaessig, die Auspuffgase zum Betrieb eines Turboladers 68 zu verwenden und die Kompressorkammer 65 durch vom Turbo 68 vorkomprim ierte Luft zu speisen. Denn es ist sehr fraglich, ob die Luft ohne Vorkompression ausreichend vollkommen bei den von Stelzer angegebenen 30 000 Doppelhueben pro Minute in.den Kompressor Raum 65 hereingelangen kann.
Werden die Kolbenstangen 37,38 usw. sowie die Pleuel und Exzenterteile 43,46, 63 usw., sowie die Schwungmasse 52 ausreichend stabil ausgebildet, dann kann der Motor der Figur 23 und 24, insbesondere dann, wenn er leichte Kolben nach den Figuren t4-l6 oder dergleichen verwendet, jedenfalls 30 000 Doppelhuebe pro Minute laufen, obwohl eine so hohle Hubzahl nicht immer erforderlich oder angebracht ist.
Waehrend der Motor der Figur 22 ausschliesslich mit der kinetischen Energie des Kolbens 4,7,44 arbeitet, kann der Motor der Figuren 25 und 26 auch ohne Ruecksicht auf die kinetische Energie des Kolbens arbeiten.
Figur 25 ist ein Loengsschnitt durch einen Fluid foerdernden Verbre = nnungsmotor und Figur 26 ein Schnitt entlang der gepfeilten Linie der Figur 25.
Figur 25 mit Figur 26 zeigt den Doppelkolben 4,44 mit der verbindenden Kolbenstange 7 dazwischen in den Zylinderkammern 1 und 61, in denen der Doppelkolben reziprokiert.. Die Frischluft wird durch die Einlaesse 26 zugefuehrt und nach vollendetem Expansionshabe wird das Abgas aus den Ablass Schlitzen 6 aus dem betreffendem Zylinder abgeblasen, die der betre ffende Kolben 1,61 in seiner inneren Endlage freigibt. Cabei wird vom Lader her Frischluft durch den Einlass 26 in den betreffenden Zylinder hereinge drueckt und.spuelt diesen sauber aus. In den Figuren dieser Schrift sind Zuendkerzen, Einspritzvorrichtungen und dergleichen nicht eingezeichnet, da solche fuer entsprechende Motoren selbstverstaendlich sind. Doch sind auch deshalb keine Zuendmittel eingezeichnet, weil die Motoren dieser Schrift bei hoben Kompressionsverhaeltnissen selber zuenden koennen. Wenn von der Zufuehrung von Frischluft geschrieben wird, kann das bei Vergaser Motoren auch Frischgas also Gemisch aus Luft und Brennstoffnebel sein. Nachem im einem Zylinder 1 oder 61 das Altgas entspuelt ist, zuendet der Brennstoff im anderem Zylinder 1 oder 61 und treibt den betreffenden Kolben 4 oder 44 zum Expansionshqbe an. Diese Vorgaenge werden bei den kommenden Figuren nicht wieder beschrieben, weil sie sinngemaess, wie in den Figuren 25 und 26 wirken.
Die Besonderheit der Figuren 25 und 26 besteht in Folgendem: a) Die Kolbenstange 7 ist mit den Hubschablonen mit Hubflaechen ver= sehen, ueber die Pumpkolben oder Kompressorkolben angetrieben werden. Die Hubschablonen 76,77 bilden die Hubflaechen 78,79, auf denen die Hubrollen 72 den Pump- oder Kompressions - Hubweg abneh= men und auf die Pump- der Kompressions- Kolben 24 uebertragen.
b) Die Zylinder Waende 2 sind mit Schlitzen 81 versehen, in denen die an der Kolbenstange 7 angeordneten Kreuzfinger- 80 laufen und aps dem Motor heraustreten, um Pleuellager43 faser die Pleuel 46,48'zu bilden.
Diese Besonderheiten a und b koennen einzeln oder gemeinsam verwendet oder angeordnet werden. Dieser Motor entspricht im Wesentlichem der Figur 45 der Patentanmeldung P-3233tt3,2. Doch hat der Motor der Figuren 25,26 gegen: ueber der genannten Figur 45 der genannten Patentanmeldung noch die Vorteile c unof ot / wie c) Die Kolbenstange 7 ist so kurz und die Kolben und Zylinder liegen in achsialer Richtung so nahe beieinander, dass die Hubschablonen 76, 77 mit ihren Hubflaechen 78,79 in die betreffenden Zylinder 1 und 61 eintreten, wenn die Kolben 4,44 reziprokieren.
d) Die arbeit verriichtenden Zylinderraeume liegen achsial aussen, sodass dor Mittolkoorpor 40 der Figuren 20,39,43 fortleellt.
Die Wirkungsweise dieses Motors ist eingehend anhand der Figur 46 in der genannten Patentanmeldung beschrieben. Die Figur 46 der genannten Patent = Anmeldung wird in dieser Schrift als Figur 46 gebracht, doch sind die Be = zugszeichen so geaendert, dass diejenigen der jetzigem Schrift mit in der figur verwendet sind. Figur 45 ist entsprechend eine Kopie der Figur 45 der gen. Patentanmeldung.
Figur £t5 zeigt den bisherigen Motor dieser Art in einem Laengsschnitt.
In den Figuren 25 und 26 ist noch zu sehen, dass di e Hubarme in Hubarmlagern 74 schwingen koennen und die Hubrollen 72 auf den Lagerzapien 73 der Hub = arme 75 lagern und die Hubarme 75 mit Lagerflaechen Koerpern 71 versehen sind, auf denen zwischen den Koerperteilen 71 und den Kolben 24 angeordnete Kolbenschuhe 70 etwas gleiten, die inden Kolben 24 schwenkbar lagern.
Bei dem Hube der Motorkolben 4,44 druecken die Hubflaechen 78,79 abwechselnd die betreffenden Kolben 24, von denen nur 2 gezeichnet sind, in die betreffenden Pump- oder Kompressions- Kammern 21 herein, die nur durch durch die Positionsnummern 21 angedeutet sind.
Die Formgebung der Hubschablonen und Hubflaechen 76 bis 79 ist so gestaltet, dass die Pumpkolben ( die auch Kompressor Kolben sein koennen, in Zukunft aber nur Pumpkolben genannt werden), 24 gerade die Kraft aufneh = men, die die Hubflaechen 78 bzw. 79 aus dem Gasdruck in dem betreffendem Motorzylinder 1 oder 61 abgeben. Dazu haben die Hublaechen 78.79 einen bestimmten Winkel relativ zur Kolbenachse und einen bestimmten Abstand von der Kolbenachse 83 , die beide aus den Formeln und Regeln der genannten Patentanmeldung P-3247181.5 zu entnehmen sind. Im Falle voller Gleichsetzung der Kraefte herrscht Gleichgewicht zwischen den Kraeften an den Kolben 24 einerseits und dem betreffendem Kolben 4 oder 44 andererseits. Der Motor be= wegt sich dann nicht,Wuerde man aber durch die Zylinderwand hindurch mit dem Finger den Kolben 4,44 ganz leicht in eine Aachsialrichtung druecken, dann wuerden entweder die Pumpkolben 24 den Motorkolben 4,44 treiben oder der Motorkolben4,44 die Pumpkolben 24 treiben. In der Praxis wird daher die Form der Hubflaechen 78,79 etwas verjuengt, sodass immer der Motorkolben 4, 44, eine etwas groessere Kraft ausuebt und der Motor mit Kolben 4,44 seine ganze Lesitung des Gasdruckes im betreffendem Zylinder 1 oder 61 zu jederzeit, gleichgueltig, in welcher Hublage der Kolben 4,44 ist, in durch die Kolben 24 gefoerderte Fluidleistung abgibt. Zum Beispiel als Hydraulischen Druckstrom oder als Pressluft Druckstrom. Durch Anordnung einer beliebigen Zahl von Pumpkolben 24 kann man einmal die zur Kolbenachse 83 senkrechten Kraefte ausgleichen und ausserdem die Energie und Leistung, die der Motor abgibt, verhaeltnisgleich in einzelne Druckfluidstroeme aufteilen. So kann man zum Beispiel mehrere Hydromotoren oder Pressluftmotoren zur gleichen Umlaufzahl synchronisieren.
In den Figuren 27 und 28, die zueinander Schnittfiguren sind, ist ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel eines Doppelkolben Motors gezeigt. Auch in diesem Motor ist der Arbeitskolben 4,44 durch ein am Kolbenbolzen 43 und dem Exzenterlager 63 der Kurbelwelle 56 mit Gegengewichten 52 gelagertes Pleu = el 46 angeordnet. Die Besonderheit dieses Motors besteht im Folgendem: e) Dem einem Zylinderraume 1 mit Wand 2, in dem der eine Kolben 4 re = prgkiert, sind mehrere Gegenzylinder 61 mit darin reziprokierenden mehreren Gegenkolben 44 angeordnet, wobei Jeder der Gegenkolben 44 durch eine individuelle Kolbenstange 7 mit dem Erstkolben 4 verbunden ist.
In den Figuren 27 und 28 sind dem Erstkolben 4 insgesamt 4 Gegenkolben 44 in Gegenzylindern 61 zugeordnet. Entsprechend hat man vier Kolbenstangen 7.
In diesen Figuren sind vier Gegenkolben 44 gewaehlt, weil man dann gerade, umgebogene Kolbenstangen 7 zwischen den Kolben 4 und 44 verwenden kann.
Denn bei vier Zylindern keennen diese unter dem Erstkolben 4 angeordnet werden. Der Durchmesser der Gegenkolben 44 und Gegenzylinder 61 ist dann gerade gleich der Wurzel aus der Wurzel des Durchnse55ers des Erstkolbens 4, also gerade die Haelfte des Durchmessers des Erstkolbens 4. Wendet man 4 Gegenkolben nur 2 Gegenkolben 44 an, dann wird deren Durchmesser gleich der Wurzel aus dem Durchmesser des Erstkolbens, naemlich o,7071 des Durch= messers des Erstkolbens 4. Diesen Durchmesser kann man aber nicht mehr so unter dem Erstkolben 1 anordnen, dass man mit einer geraden Kolbenstange bzw. mit geraden Kolbenstangen 7 auskommen koennte. Die Kolbenstangen 7 muessten dann gebogen werden. Dann aber keennen sie nicht mehr voll in den Etszylinder Raum 1 eintreten und der Motor wuerde dann wesentlich laenger, weil die Kolbenstange dann teilweise ausserhalb des Innendurchmessers des Erstzylinders 1 laufen muesste. Die Ausfuehrang mit 4 Gegenkolben 44 ist also die guenstigste, weil einfache Kolbenstangen und kurze Pleuel 46 verwendet werden koennen. Das ist auch dann der Fall, wenn man 5t6,8 oder dergleichen Gegenkolben 44 anordnet. Dann aber wird die Kolben und Zylinderzahl ziemlich hoch und der Motor in der Herstellung entsprechend teurer.
Im Uebrigen sind in Figur 27 Einlassventile ?6. gezeigt, die in der Figur 32 noch deutlicher sichtbar und beschrieben sind. Die Kurbelwelle 56 ist mit Fluidlei = tungen 87 fuer das Schmierfluid versehen und die Leitungen koennen in hydro = statische Druckfluidtaschen zwischen der Kurbelwelle und deren Lager muenden.
Figur 28 demonstriert ausserdem die Moeglichkeit der Anordnung einer weiteren Besonderheit Figur 28 zeigt die weitere Besonderheit, da45 angeordnet werden kann, wenn es erwuenscht ist, wie folgt f) Im Zylinderdeckel 3 werden Schwenk- oder Rotations - Ventile 84 mit Steuer und Durchfluss Kanaelen 85 angeordnet, wobei zur Erzielung eines voll ausgenutzten Gasdurchsatzes mit Verhinderung toter Raeume der Kolbensti rnfloeclle , also dem Kolbenkopfe Ausnehmungen 88 zuge -ordnet und in ihm eingearbeitet oder eingeformt sind, deren Formgebung komplementaer zu dem Aussendurchmesser der Ventile 84 ist und deren Achsen zu den Achsen der Ventile 84 parallel sind und mit ihnen gleich liegen, wenn die Kolbenstirnflaeche die Bodenflaeche des Zylinder deckels 3 beruehrt, Die Waende der Ausformungen 88 liegen dann an dem betreffendem Teile der Aussenflaeche der Ventile 84 an und jeder Totraum, der den Wirkungsgrad des Aggregates verringern wuerde, oder die Leistung des Aggregates vermindern wuerde, ist vermieden.
Die bereits bekannten Teile sind lediglich mit Bezugszeichen versehen, aber nicht noch einmal beschrieben, weil deren Lage und Wirkungsweise aus der Beschrei = bung anderer Figuren bereits bekannt ist. Die Aggregate, die in den Figuren dargestellt sind, werden meistens Motor genannt, doch ist damit gemeint, dass sie auch ganz oder teilweise als Pumpen, Kompressoren, bzw. pneumatische oder hydrostatische Getriebe, Pumpen, Motoren,Kompressoren oder der gleichen verwendet werden koennen, bzw. Teile der Aggregate in solchen anderen Aggres gaten verwendet werden koennen.
Zu erwaehnen ist noch, dass dann, wenn die Zylinder vom Turbo aufgeladen werden, die Kolben 4 und 44 nicht unbedingt durch die Kolbenstange 7 verbunden sein muessen. Die Kolbenstangen 7 koennten dann einfach als Distanzstuecke frei zwischen den Kolben 4 und 44 liegen, oder mit nur einem derselben verbun den sein, denn der Turbo Druck wuerde die Kolben 4 und 44 dann zusammen = druecken und den betreffenden Hubvorgang treiben. Die Produktion des Kolben = aseemblies ist dann einfacher und kann den Motor nach den Figuren 27,28 ver = billigen. Doch brauchen die Kolben dann groessere Laengen zur guten Fuehrung und Verhinderung der Verkantung im betreffendem Zylinder mit der Zylinderwand 2. Daher ist es praktischer, die Kolben 4 und 44 mit der Kolbenstange 7 zu ver= binden, oder, wie es in den nicht Stelzerschen, Eickmannschen Motoren moeg = lich isteinteilig herzustellen, ohne die Zylinder getrennt herstellen zu muessen.
Figuren 29 und 30 zeigen ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel eines neuen Mo tors in zueinander gehoerigen Laengsschnitten. Diese Motoren entsprechen zum grossem Teile dem Motor der Figur 26. Insbesondere sind die Schlitze 81 und die Kreuzfinger 80 mit den Pleueln 46 an den Kreuzfingerzapfen 43 der Figuren 25 und 26 in den Figuren 29 und 30 vorhanden. Die Besonderheiten der Figuren 29 und 30, die einzeln oder gemeinsam angeordnet werden koennen, sind g) Die Kurbelwelle traegt an ihren Exzenterlagern 54 Jeweils 3 Pleuel -Augen der Pleuel 46 bis 48 nebeneinander. Das ist wichtig fuer die Ausbi Idung eines Motors nach der Figur 20. Figur 20 hat nur 3 Einzel -Pleuel, weehrend Figuren 29 und 30 Jeweils 3 Doppelpleuel 46 haben1 wenn jeweils 3 Zylindersuetze 2 der Figuren 29,30 in der 60 Grad Winkelbauweise der Figur 20 angeordnet sind. Dadurch wird erheblich: es Kurbeiwellen und Kurbelgehaeuse Gewicht gespart.
h) Die Einlassventile 26 sind Kugeln, die zum Beispiel' sehr leichte aus Carbon oder Porzellan, natuerllch auch aus Metall oder Glas, sein koennen und die mittels der Spanner oder Federn 89 so gehalten und auf die Ventilsitze gedrueckt sind, dass der Turbo Ladedruck oder der freie Atmosphaeren Druck ausreicht, sie zu oeffnen. Fuer hohe Hubzahlen ist geringes Gewicht der Ventile wichtig, der Massenkraefte wegen. Diese Ventile in Kugelform sind billig am Markt. Die Kolben -Stirnflaeche5des betreffenden Kolbens 4,44 muss dann die hohlkugel = formige Ausnehmung 90 erhalten, die komplemenaer zur Aussenflaeche des betreffenden Teiles des Kugelventils 26 platziert und bemsessen sein muss, damit jeder tote Raum verhindert wird.
Waehrend alle anderen Teile aus bereits frueher beschriebenen Figuren ver staendlich sind, wenn man die Positionsnummern nachliest, ist in der Figur 29 noch gezeigt, dass ein Zwischenlager 95 fuer die Kurbelwelle 56 angeordnet werden kann, da die Pleuel der Paare ja achsial weit voneinander entfernt sind.
Ausserdem kann ein Aussengehaeuse 94 angeordnet werden und einen Innen = raum 93 bilden, der mit den Einlaessen 9 in Verbindung steht und der mit dem Ladedruck der Frischluft oder des Frischgemisches gefuellt werden kann, Fuer die Aufnahme der Ventilspanner 89 erhaelt der Kolben entsprechende Ven = tilspanner Ausnehmungen 91 komplementar angeordnet und geformt zu den Ventilspannern 89, damit auch die Ventilspanner keinen Totraum erzeugen.
Figur 30 zeigt den Kolben 4-7-44 in Mittel Hublage, wodruch besonders deutlich sichtbar wird, wie das Kuehlfluid dann durch den Einlass 19 entlang der Kuehl = rippen 53 des Kolbens und der Kolbenstange 4,7,44 stroemend den Kolben und die Zylinderwand 2 kuehlen kann , um aus dem Aus lass 20 danachh heraus zu stroee inden oder heraus zu fliessen.
Figur 30 zeigt einen Teil der Figur /+ mit der Besonderheit: i) Statt den Kolbenring 153 der Figur 14 anzuordnen, ist ein Dichtring 96 angeordnet, der sich in einer Ringkammer im Deckel 3 befindet und der radial von aussen nach innen spannt. Dadurch werden lange Hubwege moeglich, ohne mehrere Kolbenringe an der Kolbenstange 7 tu verwen = den und ausserdem laeuft der Dichtring 11 nicht durch die heissen Brenngase im Zy = ' - -linder, wie der Kolbenring des Stelzer Motors. Sobald die Steuernut 15 schliesst, ist der Dichtringii in der Dichring Kammer 10 vom heissem Bernngase getrennt.
In der Praxis wird ausserdem ein weiterer gleicher Oichtring am aeusse = rem achsialem Ende des Deckels 3 angeordnet, um den Einlass 9 in beiden Achsialrichtungen gut abzudichten. Es ist zweckdienlich, die innere Dicht = flache 97 des Dichtringes 11 gut zu schleifen und ueber den Kanal 96, der i eine einfache Bohrung sein kann, den Brennraumdruck auf die radial aeussere Rueckseite des Dichtringes 11 zu leiten, damit Druck in der Kammer 10 ist und die Dichtflaeche 97 gut an die Aussenflaeche der Kolbenstange 7 gedrueckt wird. Man kann den Deckel auch mehrteilig ausbilden, das heisst ihn entlang der waagerechten Striche im Deckel 3 trennen, die Flaechen gut Sache ei fen und die Teile dann wieder zu dem Deckel 3 zusammen zu schrauben, nachdem man die Dichtringe 11 in die Kammern 10 eingelegt hat. Auf diese Weise ist die Herstellung der Dichtringkammern 10 besonders einfach und praezise moeg = lich und die Montage, wie der Austausch der Dichtringe 11 bereitet dann keine Schwierigkeiten.
Figur 32 zeigt, wie statt der Kolbenstange 7 ein Einlassventil 26 i am betreffendem Zylinder 1 oder 61 angeordnet ist. Diese Figur 32 zeigt diese Anordnung etwa im Mass-Stabe 1:1 fuer den 1000 CC Motor der Analyse.
Die gleiche Anordnung findet man im verkleinertem Masstabe in den Figuren 15 bis 27 . Das Ventil 26 hat einen Ventilshaft 100, der durch den Dichtring 11 in Dichtri ngkammer 10 abgedichtet werden kann. Am rueckwaertigem Ende des Ventilschaftes 100 kann die Halterung 99 angeordnet sein, die die Ventilfeder 98 gegen Herausfallen sichert und das Ventil schliesst, wenn der Druck im Einlasse 9 zu gering ist, um es zu oeffnen oder um es offen zu halten.
Die Figuren 33 und 34 zeigen in Laeng 5 schnitten die Ausfuehrungsbeispiele des Mittelkoerpers 40 oder 140 der Figur 20 in vergroessertem Masstabe, damit man die Teile besser erkennt. Die Figur 35 ist ein Schnitt durch Figur 33 entlang der gepfeilten Linie in Figur 33, waehrend Figur 36 ein Schnitt entlang der gepfeilten Linie in Figur 34 ist. Man sieht im Mittelkoerper 40 die Ri ngkammer 35 mit den Einlaessen 113. Die Bohrung durch den Koerper 40 nimmt die Kolbenstange 7 auf und dichtet diese ab. Fuer das Einweg Ein = lassventil oder die Einwegeinlassventile (die Figur 35 zeigt 4 solcher Ventile) sind die Sackbohrungen radial bis zu den Halteborden 114 angeordnet, um die Ventilgehaeuse 130 darin aqfzunehmen und dicht Zu halten. In dem Ventilgehaeuse 130 ist der Ventilsitz angeordnet, der den Ventilkopf des Ventils 112 traegt.
Das Ventil 112 ist ein radial nach innen, der Innenkammer 50 zuloeffnendes und abdichtendes Ventil 112. Am Ventilschaft 112 ist die FedernspannuriS und Halterung 115 angeordnet, die die den Schaft 112 umgebende Feder 117 haelt und schwach spannt. Dadurch wird das Ventil 112 geschlossen. Ferner sind die Stopper (Wegbegrenzer) 116 im Ventilgehaeuse 130 angeordnet, um zu ver= hindern, dass der Ventilkopf des Ventils 112 radial zu weit nach innen fliegt und gegen die Kolbenstange 7 stoesst. Diese Anordnung ist eine Einwegventil Anordnung, die Luft oder Gemisch radial von aussen her durch das geoeffne = te Ventil 112 in die Innenkammer 50 und in die Steuernut 15 der Kolbenstange 7 stroemen lassen kann, aber Russtroemen von Luft oder Gas aus dem Zylinder 1, 61, der Steuernut 15 oder der Innenkammer 40 verhindert. In dieser Figur 35 ist ausserdem noch gezeigt, dass Zuendraeume 109 angeordnet werden koennen, zu denen die Gewinde 110 fuehren, in die man die Zuendkerzen einschrauben kann. Stattdessen kann man dort aber auch Einspritzanordnungen einsetzen.
In der Figur 34 sieht man die ebenfalls Einweg Einlassventile 101 und 102. Diese leiten die Luft oder das Frischgemisch nicht in eine Innenkammer 50, sondern direkt in die beiden Zylinder 1 und 61. Die Ventilkoepfe 101 und 102 liegen auf den Ventilsit2enZ die leicht herstellbar sind, weil sie den konischen Abschluss der Bohrungen bilden, die die Ventile aufnehmen. Am rueckwaertigen Ende haben die Ventilschaefte wieder eine Federnhalterung 105, an der die den Ventilshaft teilweise umgebenden Federn 107 angeordnet sind, die die Ventile in die Sitze ziehen und schliessen. Eine Spannhuelse 106 mit Spannborden 108 haelt die betreffenden anderen Enden der Federn 107 und bewirkt die schwache Vorspannung der Federn und Halterung der Ventile 101 und 102 auf ihren Sitzen.
Die Federnspannhuelsen keennen duch die Einlaesse 104 eingebaut werden.
Durch die Einlaesse 104 stroemt auch die Frischluft oder das Frischgemisch und oeffnet unter Ladedruck die Ventile 101 und 102, wenn der Gegendruck im betreffendem Zylinder 1 oder 61 entsprechend gering ist. So wird durch die Anordnungen nach den Figuren 33 bis 36 wahlweise je nach Anordnung der Zylinder 1 oder 61 mit Luft oder Frischgemisch gefuellt und der betreffende Zylinder vom Altgas ausgespuelt, das dann durch die Auslaesse 6 aus dem betre = ffendem Motor herausgeblasen wird, insbeondere auch, um den Turbo zu treiben.
Figuren 37 und 38 zeigen ein besonders leichtes Pleuel mit geringer Masse, das der geringen Masse wegen, der Beschleunigung wenig Traegheitskraft entgegensetzt. Es ist aus faservers taerkter Plastik hergestellt und zwar mei= stens aus Kohlefaser Baustoff, naemlich aus Carbon Fiber. Zwecks Herstellung des Pleuels aus diesem aeusserst festem, aber sehr leichtem Baustoff von nur etwa 1,4 spezifischem Gewicht, also einer wesentlich geringeren Masse als Lecihtmetall hat, werden drei Rohrteile geformt. Das geschieht, indem man den Kohlefaserstoff um eine Welle wickelt und mit dem Bindestoffe, zum Bei = spiel mit Epoxy Resin, bestreicht und dann trocknet. Die Fasern sind durch die Punkte in den Figuren angedeutet. Nachdem das Material getrocknet ist, kann man die so erhaltenen Rohre 118 oder 119 von der Welle, um die der Fasersttoff gewickelt war, abziehen. So erhielt man die Pleuelaugen 118 119. In aehnlicherweise wickelt man das Ovalrohr 120. Ist es getrocknet, zieht man es von der Ovalwelle mit den Planfaechenteilen nahe 123 ab, und hat so das Ovalrohr. In dieses schiebt man die inner Kreuzverstaerkung 120 herein1 wenn man diese anordnen will, um groessere Fest igkeit zu erzielen.
Dieses ItreuzEeil 120 hat man vorher ebenfalls aus dem gleichen Baustoffe hergestellt und mittels der Verbindungskleider 122 zusammen verklebt. Danach wird das Ovalrohr auf Laenge geschnitten und mit den Enden vom Radius um die Augen 118 und 119 geformt, z.B. gefraest oder geschliffen. So kann man das Ovalrohr 121 zwischen die Pleuelaugen 118 und 119 legen. Dann wickelt man eine Faserstoff Haut 123 um die Augen und um das Ovalrohr so herum, herum, wie in den Figuren 37 und 38 gezeigt, nachdem man vorher die betre= offenden Stellen der Augen und des Ovalrohres mit dem Bindestoff bestrichen hat. Nach nochmaligem Auftragen von Bindestoff, wie Epoxy Resin, trocknet 1man das ganze, z.B. im Ofen,und hat nach dem Trocknen ein perfektes Pleuel mit Augen zum Laufen um den exzentrischen Teil der Steuerwelle, um den Exzenterzapfen oder um den Kolbenbolzen, wobei das Pleuel dann doppelt so haltbar, wie eines aus Aluminum ist, aber nur etwas mehr, als die Haelfte des entsprechenden Pleuels aus Aluminium wiegt. Entsprechend kann die Drehzahl , oder Hubzahl des Motors erhoeht werden, der dieses Pleuel benutzt.
Figur 45 zeigt den Doppelkolbenmotor mit Mittelteil 40, wie er zum Beispiel in Figur 20 verwendet ist, aber auch alleine verwendet werden kann.
Wichtig ist, dass er einen nach aussen gehenen Kolbenstangenteil 38 hat, der mit einem Kurbeltriebe verbunden werden kann. Die Teile dieses.
Motors haben Positionsnummern, die bereits in dieser Schrift beschrieben sind. Im Uebrigen zeigt 212 den Turbo, Po5itlon 213 ist die Ansaugleitung des Turbo Laders und 214 die Ausgangsleitung fuer die vorkomprimierte Luft. 226 ist das einscraubbare Gehaeuse des Einwegventils 112 mit der inneren Einleitung 9. 211 zeigt die Abgasleitung vom Auslass 6 zur Turbine des Turbo Laders. 216 ist das Gehaeuse und 209 das Ventil eines Ansaug = ventiles zu Leitung 211 fuer die Zeit, in der eventuell die Leitung 211 unter Atmosphaerendruck liegenden Niderdruck hat.
Figur 46 zeigt im Laengsschnitt der Fluid foerdernden Verbrennungs motor, dessen Teile (Positionsnummern) bereits frueher in dieser Schrift beschrieben worden sind. Von hoher Wichtigkeit ist bei dieser Ausfuehrung, dass kein Einweg Einlassventil erforderlich ist, da diese Funktion durch die Steuernuten 15 erfuellt wird. Insofern ist das System der Figur 46 einfacher, als das der Figur 45. Man bedenke hier, dass in der Figur 46 die -Verbrennungsmotor Kammern 1 und 61 achsial innerhalb der KoLben 4 und 44 liegen. Wenn sie achsial ausserhalb liegen, ist die Sache anders.
Figuren 45 und 46 haben den Vorteil oder Nachteil, dass die hohen Tem = peraturen nahe zur Mitte des Motors auftreten, waehrend sie bei denJe 2 nigen Figuren dieser Schrift1 in denen die Verbrennungsmotoren Zylinder kammer 1 und 61 achsial ausserhalb der Kolben 4 und 44 liegen, mehr achsial aussen, mehr von der Mitte des Motors entfernt auftreten,die genannten hoeheren Temperaturen. Beides hat Vorteile und Nachteile.
Bei Hochtemperaturen in der Mitte kann man mit einem Ventilator aus = kommen, doch ist die Kuehl ung generell etwas schwieriger. Bei den Hoch = temperature mehr achsial aussen braucht man meistens zwei Kuehlgeblaese, doch ist die Kuehlung wirksamer in den meisten Faellen.
Figur 47 ist ein Querschnitt durch Figur 46 entlang der gepfeilten Linie F-F in Figur 46. Figur 47 zeigt daher, wie die in Figur 46 um 90 Grad verdreht gezeichneten Hubscha lonen 76 mit deren Hubflaechen 79 wirklich liegen, naemlich um 90 Grad verdreht relativ zu den Schablonen 77 mit den Hubflaechen 78.
Figur 48 zeigt einen Blick von der Seite her auf einen Teil der Figur 46, wodurch man die Schwingarme 75 gut sehen kann und auch die wirkliche Lage der Hubschablonen sieht. In dieser Figur sind auch die mathematischen Werte "S" und "9 " gezeigt, die fuer die Berechnung der Hubflaechen wichtig sind.
Figur 49 zeigt einen Blick von oben auf die Hubkoerper 71 mit den Schwingarmen 75, wobei die linke Haelfte der Figur ein Schnitt durch einen Teil der Figur 48 ist, um die Lage der Schwenkbolzen 74 in der Zylinder = wand 2 zu verdeutlichen.
Figur 50 bringt die vorlaeufigen Forme n fuer die Berechnung der mathematisch wichtigen Werte " S " und "Q t . Fuer weitere Einzelheiten dazu keennen Lizenzen und Rotary Engine Kenkyusho Reporte (Berichte) vom Verfasser dieser Schrift oder von Herrn Dr.Richard Breinlich erwor = ben werden.
Figur 51 ist ein Schnitt durch die Figur 15 entlang der Schnittlinie N-N in Figur 15. In Figur 51 ist jedoch der Kolben 4,7,60,44 in der mittle = ren Lage innerhalb der Zylinderanordnung gezeigt. Dadurch wird besonders deutlich sichtbar, wie in dieser Lage in Richtung der eingezeichneten Pfeile ein Kuehlfluidstrom durch den Mittelteil aus der Kammer 19 durch den Mittelteil und durch den Einlass 160 durch den Hohlkolben 4,60,7,44 geleitet werden und teilweise oder ganz auch Jenseits der Kolbenverbi ndung 60 die Auslaesse 6,20 wieder aus dem Motor herausgelassen werden kann.
Figur 52 ist ein Laengs 5 chnitt durch einen weiter verbesserten Doppelkolbenmotor. Dieser sieht zunaechst etwa so aus, wie der der Figur 17. Seine Teile haben auch, soweit sie denen des Motors der Figur 17 entsprechen die gleichen Positionsnummern. Doch hat der Motor der Figur 52 eine weitere Besonderheit, die auch bei Kurbel Motoren mit nur ei nem Kolben angewendet werden kann, und die beschrieben werden kann, wie folgt k) Dem exzentrischem Kurbelzapfen der Kurbelwelle, 4er Kurbel scheibe oder der Exzenterscheibe ist ein Zylinder 2 derartig zugeordnet, dass der Zylinder relativ zur zentrischen Lagerung der Welle des Kurbelteiles derart verscheibbar ist, dass der Abstant des Zylinderdeckels 3 zur zentrischen Achse des Kubel = lagers verschiebbar ist, und die weitere Besonderheit, L) dass die Steuerung der Verschiebung des Abstandes der inneren Verschlussflaeche 14 des Deckels 3 des Zylinders 2 in Abhaen = gigkeit von dem Rotorwinkel alpha des umlaufenden exzentrischen Lagerteiles der Kurbel erfolgt.
Die technische Durchfuehrung ist in der Figur 52 so dargestellt, dass das Gehaeuse 57 eine Fuehrung (in der Figur 2) 160 erhaelt, in der der Zylinder (die Zylinderwand) 2 oder ein Teil derselben, gefuehrt und ver = schiebbar ist. Die Steuerung der Verschiebung, die in der Figur entlang der Achse der Zylinder 1 und 61 erfolgt, geschieht durch ein Uebertragungs = teil 162, dass der Zylinderwand 2 oder dem Zylinder 1,61 oder dem De = ckel 3 zugeordnet ist. Die Krafteubertragung der Steuerung des Zylinder-Hubvorganges, Verschiebungsvorgangs, kann mechanisch, elektrisch, pneu= matisch oder hydrostatisch erfolgen und die Steuerung kann ebenfalls mehr= nisch, elektrisch, pneumatisch, hydrostatisch oder elektronisch ausgefuehrt werden. In der Figur 52 sind mechanische Teile 161 und 162 gezeichnet.
Durch diese Besonderheit der Figur 52, die auch an anderen Motoren zum Beispiel an herkoemmlichen Motoren, die in Zylindern laufende Kolben haben, angewendet werden kann,wird erreicht, dass der hohe Brennraum -Druck im ZyLinder 1 oder 61 nicht dann auftritt, wenn das Kolbenpleuel zum Exzenterlager senkrecht steht und daher Reibung verursacht ohne Drehmo = ment zu erzeugen, sondern der hohe Brennraumdruck und damit die hohe Kraft auf die St riflaeche 5 des Kolbens 4,44 erst dann auftr tt, wenn der Rotorwinkel alpha bereits ueber den Winkel null hinaus auf den Win = kel 90 Grad zulaeuft -- siehe Figur 13-- sodass der jetzt zwischen null und neunzig Grad Drehwinkel alpha beginnende Hochdruck der Verbre = nnung in einer Lage auf den Kurbelzapfen 54 triFft, wenn dieser bereits Drehmoment erzeugen kann. Die hohen unnutzen Reibungsverluste der herkoemmlichen Verbrennungsmotoren im Bereich des Winkels alpha um null herum, sind dadurch vermieden. Der Wirkungsgrad der Motoren ist erhoeht und so deren Leistung. Die Frage, bei welchem Umlaufwinkel alpha zwischen o und 90 Grad der Brennraumdruck auf dien Kurbelzap = ten stossen soll, ist eine Frage der Ausfuehrung des betreffenden Aggre: gates und bei der Konstruktion zu beachten. Das System wirkt also so, dass der betreffende Zylinders' zum Beispiel 1 oder 61 im Bereich des Laufes des exzentrischen Kurbelzapfens ueber den Winkelbereich X um null Grad von der Achse der Kurbelwelle, der Kurbelscheibe pder des Kurbeltriebes weggeschoben wird, um bei dem gewuenschten Winkel wie = der zu ihr hin geschoben zu werden. Diese Schubbewegung des betreffen = den Zylinders 1 oder 61 ist in der Figur 52 durch die dicken Pfeile rechts und links von den Zylindern gezeigt.
Figur 53 zeigt, dass der Fluid foerdernde Verbrennungsmotor -- in Japan und USA 'tHydroengine" genannt1 auch fuer Niederdruck Fluid, zum Beispiel Pressluft verwendet werden kann. Diese Figur enthaelt die Teile der Figuren 25 und 46 einschliesslich der Kolbenschuhe 70 und der Kolbon 24, sowie dor Fluidforderzylinder 21. Doch ist eine Kolbenstange 164 zwischen dem Kolben 4,24 und dem Kolbenschuh 70 angeordnet, um den Kolben 4,24 groesseren Durcamessers zu tragen, Dadurch'bildet sich.ein Raum unter dem Kolben 4,2+ aus, der mittels der Leitungen 165 von Druck entleert wird. Die Fluiforderanordnung des Zylinders 21 mit Kolben 24 hat in der Figur die Einlass und Aus ass Ventile 84. Es ist hier wie = der erwaehnenswert, dass auch diese Figur ohne das Mittelteil 40 und ohne dazu angeordnete Einwegventile auskommt. Doch muss, wie auch in den anderen, entsprechenden Figuren dieser Schrift der Deckel 3 dann achsial den inneren Verschluss edes Zylinders 1 oder 61 bilden und eine Bohri ng haben, durch die die Kolbenstange 7 laeuft, wobei der Deckel 3 ann mit seiner Innenflaeche an der Kolbenstange 7 dichten und die Steu = erfunktion der Steuernut 15 ausfuehren muss, indem die Zuleitung 9 durch den Deckel 3 angeordnet ist, um innen auf die Kolbenstange 7 und deren Seteuernut 15 zu muenden.
Figur 54 hat alle diejenigen Teile mit den betreffenden Funktionen, die die Figuren 25,46 und 54 auch haben, Jedoch ohne die Kolbenschuhe 70. Stattdessen hat die Figur 54 die folgende Besonderheit rn) An der Kolbenstange 7 sind Zugschablonen 170 mit inneren Zugflae = chen 171 angeordnet, die die Rollen 72 oder die Enden der Zapfen 73 radial aussen umgreifen und die Kolben 24 der Fluidfoerderanlage radial nach innen ziehen, wenn die Kol benstange 2 des Verbrennungs = motors in der dem Arbeitshube entgegengesetzten achsialen Richtung bewegt.
Dadurch werden die Kolben 24, in der Figur ueber deren Kolbenstangen, die die die Zapfen 73 halten, einwaerts gezogen,sodass der Fluidfoerderkol = ben 24 die Faehigkeit erhaelt, Fluid, wie Fluessigkeit, Luft oder Gas in den Zylinder 21 herein zu saugen.
Figur 55 zeigt den Motor der Figur 15 waagerecht legt dreimal unter = einander, wobei jeweils der Kolben 4,44 in unterschiedlichen Lagen einge = zeichnet ist. Oben hat der Kolben die linke Lage mit hohem Explosions -Druck , Verbrennungsdruck, im Zylinder und mit schwachen Kompressions -Druck im rechtem Zylinder. Die mittlere Figur zeigt den Kolben etwa in der Mittel Lage und die untere Figur zeigt den Kolben in einer weiter rechten Lage. Unter den drei Motorenlagen ist ein Diagramm fuer die Drucke und Geschwindigkeiten gezeigt.
Die Figur 55 gibt so einen anschaulichen Ueberblick durch dickere und duennere oder mehrere oder weniger Pfeile, die die Druckdichte1Druckkraft> versinnbildlichen, der cruf den Kolben bei verschiedenen Lagen herrschen = den Kraefte und Geschwindigkeiten.
Betrachtet man das Diagramm unten in der Figur naeher, dann findet man, dass beim gezeigtem Luftverhaeltnis lombda = 1 die Kraefte links des Kolbens -- Explosion = Verbrennung im linkem Zylinder -- erheblich hoe = her sind, als die im rechtem Zylinder. Kraeftegleichgewicht zwischen dem linkem und rechtem Kolbenende tritt ein, wenn die Pe und Pc (Spconsions -und Kompressions - Druck) - - Kurven sich im Punkte ( G ) schneiden. Man findet hier deutlich, dass dieser Gleichgewichtspunkt bei etwa Hubweg 72,5 mm liget und man sieht auch, dass die Geschwindigkeit des Kolbens in diesem Punkte so hoch ist ( Vm Line), dass die von rechts her wirkbare Geschwin = digkeitslinie "Vg", die den Kolben von rechts nach links durch den Druck rechts des Kolbens beschleunigen soll, nicht in der Lage ist, die nach rechtsgehende hohe Geschwindigkeit des Kolbens abzubremsen. So sieht man, dass der Kolben gegen den rechten Deckel fliegen muss und zwar mit hoher Geschwingigkeit gegen den rechten Zylinderdeckel fliegen und den ganzen Motor zertruemmern muss, wenn keine anderen Wege beschritten werden, den Kolben voll abzubremsen, bevor er gegen den rechten Zylinder = deckel stoesst. Das wird im Stelzer Motor versucht, in dem im rechtem Zylinder entsprechend frueh gezuendet, also ein Verbrennungsvorgang eingeleitet werden soll. Da Eickmann noch Zweifel hat, dass das immer puenktlich und zuverlaessig bei hohen Hubfrequen zahlen gewaehrl eistet ist, setzt Eickmann an den Kolben, wie bereirs frueher in dieser Schrift gezei gt, eine Befsetigung 243 an mindestens ein Ende des Kolbens des Motos, zum Beispiel im Ende mit 243 Befestigung angeordnet, einen Kol = benbolzen 43 zur Verbindung mit dem exzentrischem Zapfen einer Kurbel, Kurbelscheibe oder Kurbelwelle, um die Geschwindigkeit des Kolbens mit Sicherheit abzubremsen und das Anstossen des Kolbens an den betreffenden Zylinderdeckel zu verhindern.
Figur56 zeigt, dass es vorteilhafter sein kann, wenn man im Freikol = benmotor mit Luftueberschuss arbeitet. Dazu ist in dieser Figur, siehe das untere Diagramm, das Luftverhaeltnis lombda = 2 zugrunde gelegt. Man sieht dann links des Kolbens wesentlich geringer Kraef und man sieht auch etwas geringere Kolbengeschwindigkeiten. Das Druck Gleichgewicht im Punkte (G ) tritt in diesem Falle bereits bei der Bublage H = 62 mm ein.
Die Gegenbeschleunigung von der rechten Seite her bewirkt bereits, siehe die Linien Vg und Vmg, eine Verzoegerung der Kolbengeschwindigkeit.
Man sieht daraus, dass es jetzt schon leichter wird, durch rechtzeitige Zuendung im rechtem Zylinder den Kolben voll abzubremsen, bevor der Kolben an den rechten Zylinderdeckel fliegt.
Wenn Herr Stelzer nun endlich die seit langem versprochenen Messungen seines Motors bekannt geben wird, braucht man sich also,nicht zu wun = dern, wenn der ruhige Lauf, bei dem das Wasserglas auf dem Motor keine Erschuetterungen mehr zeigt, bei Luftueberschuss und einem geringem Kom = pressionsverhaeltnis -- weit, weit unterE 40 -- gefahren worden ist, und, geFahren worden ist, mit einer wesentlich geringen Doppelhubzahl als 30 000 Doppelhueben pro Minute.
Die Analyse des Freikolbenmotors hat es deutlich gemacht, welch hohe Bedeutung und Einfluesse bei hohen zeitlichen Frequenzen die Massen der zu beschleunigenden Teile haben. Daher ist es zweckmaessig einmal zumindestens grob zu untersuchen, welche Auswirkungen diese auf die Fluid Foerderkolben 24 in den Zylindern 21 der betreffenden Figuren und generell auch in Hydropumpen und Hydro Motoren haben.
Im hierunter folgendem Diagramm wird der Flugmotor von 1978 zuc -grunde gelegt und dieser soll vier Pumpkolben 24 in Zylindern 21, wie in Figur 47 ueber die betreffenden Hubschablonen 76,77 mit Hubflaechen 78 und 79 betreiben, Doch werden der Eile wegen nicht die Grundlagen der Figur 50 benutzt, sondern ebenfalls Kurbelbewagung mit Exzentrizitaet "e" angenommen. Um vier Hydrofluidstrome von etwa 150 bis 240 Bar = 150 Bar fuer Waagerechtflug nach DE - OS 29 03 389 und 240 Bar fuer Senkrechtflug nach DE OS 29 03 389 --- zu erzeugen werden vier Ko 24 von 16 mm Durchmesser und Hubweg = 16 mm, also e = 8 mm verwendet.

Diese Werte werden im folgendem Diagramm durchgerechnet

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120 4 ~6.93 1 7,25 -+384 -26 891 - 26 -I3

135 -5.66. 5,66 6 -2ot - 37 -rs,5

150 ^6.sps 4 9 1 14.2 -7594 - 45.6 -r2.8

/65 -7.73 2.07 2.2 g+'i'0 -50.6 - 2 5.4

180 8 0 X -8769 -52 -16

rra(uERTE tiEsel? 90- 32 /6 3 2 4.13 20. 3.10 II. 52

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Man sieht aus der Berechnung, dass der kleine Kolben von nur 16 mm Durchmesser bei 10 000 Doppelhueben pro Minute bereits 32 Kilogramm BreMskraft durch seine Masse erfaehrt. Bei 10 000 Upm der Kurbelwelle wuerde die Hydraulik-Pumpe also bereits 16 Bar Verluste alleine durch Ma ssenbremskraefte der Pumpkolben erhalten, wenn die Bremskraefte nicht wieder zurueckgewonnen und der Energiebi lanz nicht wieder zugefuehrt werden.

16 Bar Druckverlust sind bereits 16/240 = 6,7 Prozent,Verluste alleine durch Massenkraefte der kleinen 16 mm Durchmesser Pumpkolben beim Senkrechtaufstieg des Flugzeugs nach DE 95 29 03 389, wenn diese Verluste dem Energiekreislauf nicht wiedor positiv zugefuehrt werden, Man sieht daraus, wie wichtig solche technischen Einzelheiten sind und dass.
die genau untersucht worden muessen, Denn mehr als 25 Prozent Verluste darf der hydraulische Propeller Antrieb im Flugzeug der genannten DE -OS nicht haben, wenn das Flugzeug vorteilhaft gegenueber herkoemmlichen sein soll.
In Figur 41 ist noch ein Wert " 01 t' eingetragen, der das Produkt des Wertes "N" mal der Zahl der Einhuebe pro Sekunden ist.
In Figur 43 sind die Ergebnisse der Werte t1 II und wt h1 " zum Ver = gleich aufgetragen. Daraus sieht man, dass bezueglich der mathematischen Analyse vorlaeufig noch kleine Unstimmigkeiten bestehen, die ggf. zu einem spaeterem Zeitpunkt behoben werden. In der Gesamtheit scheint die Analyse aber insoweit zuverlaessig zu sein, dass man einen ausreichen den Ueberblick ueber das generelle Verhalten der Freikolben und der Doppelkolben Motoren erhaelt.
Es mag zunoechst abwegig erscheinen, dass die Analyse von den in der Presse behaupteten 30 000 Dopelhueben pro Minute und von dem Kompressionsverhaeltnis 40 ausging, dass ebenfalls als vom Stelzer Motor angestrebt in der oeffentlichen Presse erschien. Dass ein so hohes Kompressionsverhaeltnis beim Freikolbenmotor mit hoher Vordruckaufladung garnicht in Frage kommen kann, weil die Waende vor = her brechen wuerden, ist in der Analyse berichtet. So abwegig, auch diese extremen Verhaeltnisse mit untersucht zu haben, ist es rueckbiickend aber garrnicht, denn die Analyse hat gute Einblicke in die Verhaeltnisse gegeben, die man erwarten kann, wenn man zu hohen Hubzahlen, Drehzah -= len oder Vordruck bei Aufladung fuer hohe Kompressionsverhaeltnisse uebergeht.
In der Praxis ist es zweckdienlich aus der Analyse und der Mehrzahl der Leesungen und Figuren fuer den Jeweiligen prakti = schen Anwendungsfall das beste heraus zu suchen.
- L e e r s e i t e -

Claims

1.) Patentansprueche Von Fluid durchstroemtes Aggregat, mit in einem Zylinder reziprokierendem ( hin - und her -bewegtem) Kolben, der im Zylinder Fluid komprimiert, Fluid aus dem Zylinder herausfoerdert oder vom Fluid in dem Zy = linder getrieben wird dadurch gekennzeichnet, dass zum Beispiel die Durchstroemung der Zylinderkammer 1,61 im Zylinder der 2 mit Fluid in Einwegrichtung parallel zur Bewegung des Kolbens 4,44 im Zylinder i,61 von einem Einlass 9,15,26 zu einem Auslass 6,66 erfolgt und dabei Mittel 60,15,9,6,26,43, 56,52,7,74 bis 79, 3,153,154,151,152,13,14,6s66,59,17,18,1R, 20,52,53,51,54,55,56,57,46,47,48,101 - 104,40,50,131,133,92, 86,36,32,31,41,34,44,26,27,37,38,33,63,35,42s21,24,70,71,72, 73,80,81,57,87,54,46 bis 48,10,11,98,99,97,100,96,101-108,140, 150,109,110,101,102,112,115,117,130,113,114,118 bis 123,209, 211,212,213,214,226,216,160,162,161,162,166,84,164,165,88,89, .90,91,170;171,172, 243, 343 oder eines oder mehrere dieser Mittel zur Beherrschung, Steuerung, Bremsung, Beschleunigung oder Kontrolle des Hubweges oder der Geschwindigkeit des Kolbens 4, 34,44,7,60,166 oder einer anderen Kolbenart angeordnet sind.

2.) Aggregat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder 2 an seinen Enden je einen Deckel 3 benutzt, die mit selbsttaetigen Einlaessen 9,26,15 wirkend, zwischen den Deckeln und dem im genanntem Zylinder reziprokierenden Doppel = kolben 4,44 zwei Zylinderkammern 1,61 bilden, die Fluid in sich aufnehmen und aus sich abgeben koennen.

3.) Aggregat nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben 4,44 innerhalb der Zylinderwand 2 zwei Doppel = kolben 4 und 44 bildet, die durch eine Kolbenstange 7 oder eine Kolbenverbindung 60 miteinander verbunden sind.

4.) Aggregat nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderwand 2 einen innen durchgehenden Durchmesser bildet, in dem der gleiche Aussendurchmesser der Kolbenteile 4 und 44 eines Doppelkolbens laeuft 5,) Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen an den Zylinderenden angeordneten Deckeln 3 und den Kolbenteilen 4,44 die Zylinc:erkammern 1 und 61 angeordnet sind, die reziprokal ihre Volumen vergroessern und verkleinern, wenn die Kolben 4 und 44 in der Zylinderwand 2 laufen.

6.) Aggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zylinderkammern 1,61 als Zylinder eines Verbrennungsmotors wirken und der Doppelkolben abwechselnd von Brenngasen in der einen Kammer in die andere hinein getrie = ben wird.

7.) Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel 3 zeitweilig verschlossene und zeitweilig offene Einlaesse, ggf. unter Mitwirkung einer Kolbenstange 7, bilden, die oeffnen, wenn die Bewegung des betreffenden Kolbens 4 oder 44 die am anderem Ende der betreffenden Zylinderkammer angeord = neten Auslaesse 6,66 freigegeben hat.

8.) Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolbenlage nach Anspruch 7 ein frisches Gas durch den betreffenden Deckel 3 in den betreffen den Zylinder Raum 1,61 gepresst wird, diesen durchspuelt und dabei in substantiell Einweg -Richtung vom Deckel 3 zum Auslass 6,66 den Zylinderraum 1,61 von Altgas entleert und mit Frischgas oder Frischluft fuellt.

9.) Aggregat nach Anspruchl,dadurch gekennzeichnet, dass dem Zylinder 2 mit Kammer 1,61, ein Deckel 3 zugeordnet ist und dieser Deckel Mittel 9 zur Zufuehrung und Steuerung von Fluid enthaelt.

10.) Aggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel 9 aus zwei Ringkammern 9 und 15 besteht, die bei der Bewegung des Kolbens 4,44 im Zylinder 2 und der Kolbenstange 7 im Deckel 3 periodisch oeffnen und schliessen.

11.) Aggregat nach Anspruch dadurch gekennzelchnet, dass das Mittel 9 zum Einlass des Fluids durch ein Einwegventil 26 ergaenzt ist.

12.) Aggregat nach Anspruch1,dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil 11 sich selbsttaetig oeffnet, wenn der Druck aus erhalb des Ventilsitzes groesser, als der Druck im vom Ventil 26 gesteuertem Zylinder 1,61 ist.

A Aggregat nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass am Deckel 3 ausserhalb des Ventilsitzes des Ventils 26 ein Raum angeordnet ist, der von aussen her mit Luft oder Gas, zum Beispiel mittels Lader oder Turbolader unter einem Vordruck ge = fuellt ist, der nach Freigabe der Auslaesse 6 durch den betreffen = den Kolben 4,44 das betreffende Einlassventil 26 oeffnet und die Frische Luft oder das frische Gas in den Zylinderraum 1 ,61 herein drueckt 14.) Aggregat nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass 9 eine vom Kolben 4,44 aus durch den Deckel 3 erstreckte Kolbenstange 7 umgibt, die Kolbenstange 7 mit dem Kolben 4,44 rez-iprokiert und eine Steuernut 15 bildet, die den Deckel 3 durchlaeuft und zeitweilig den Einlass 9 zum Zylinder = raum 1,61 oeffnet und verschliesst, wobei im geoeffnetem Zeitraum Frischluft ider Frischgas vom Einlass 9 ueber Steuernut 15 in den Zylinderraum 1,61 gelassen wird und im geschlossenem Zeitraum die Kolbenstange 7 im Deckel 3 den Einlass 9 verschlossen haelt, um in der Zylinderkammer 1,61 Gas bzw. Luft zu komprimieren, Brennstoff darin zu verbrennen oder das verbrannte Gas expandieren zu lassen.

15.) Aggregat nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zylinder 1 oder 61 innerhalb der Zylinderwand 2 ein Kolben 4 oder 44 reziprokiert, die Zylinderwand am einen Ende einen Deckel 3 bildet und am anderem Ende einen Auslass 6 bildet, der Deckel zeitweilig oeffnende und zeitweilig schliessende Einlassanordnung 9,15,26 bildet und die dem Zylinderrctim 1 oder 61 zugekehrte innere Deckelwand 14 eine konische oder sphaerische Flaeche 14 bildet, die in der Mitte weiter von der Zylinderwand 2 entfernt ist, also einen konischen oder sphaerischen Hohlraum innerhalb der Innenflaeche 14 bildet und der Kolben 4 oder 44 eine zu der genannten Innenflaeche 14 parallele oder etwa parallele Aussen = flaeche 13 bildet, die die Innenfla .che 14 beruehrt und den Rauminhalt des betreffenden Zylinders 1 oder 61 substantiell zu null macht, wenn der Kolben 4 oder 44 an den Deckel 3 anstoesst oder an ihn gelegt ist.

16.) Aggregat nach Anspruch 15; dadurch gekennzeichnet, dass der im Zylinderraume 1 oder 61 des Anspruchs 15 bewegte Kolben 4 oder 44 in seiner vom Deckel 3 entfernten Lage in der Zylinderwand 2 angeordnete Auslasse 6 oder 66 frei gibt, damit das durch den Deckel3eín3glassene Frischgas (Frischluft den Zylinderraum 1 oder 61 achsial laengs und radial von innen nach aussen durchscroemt, durchblaest, Altgas herausblaest und den genannten Zylinderraum mit der Frischluft oder dem Frischgas fuellt.

17.) Aggregat nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass eine Zylinderwand 2 am einem achsialem Ende verschl ossen ist, ein Kolben 4,oder 44 den Zylinderraum 1 oder 61 in der Zylinderwand 2 bildet und eine Kolbenstange 7 in einer Achsialrichtung an dem Kolben 4,44 angebracht ist, die durch einen am anderem Zylinder.

ende angebrachten Deckel 3 erstreckt ist, der Deckel 3 einen Einlass 9 enhaelt, der zur Bohrung, die die Kolbenstange enthaelt, fuehrt und die Kolbenstange mit einer Steuernut 15 versehen ist, die den Einlass 9 zeitweilig zum Zylinderraume 1,61 zwischen Kolben 4,44, Wand 2 und Deckel 3 freigibt und zeitweilg verschliesst waehrend in der Zy = linderwand 2 nahe dem verschlossenem Ende Auslaesse 6 angebracht sind, die der Kolben 4 oder 44 in seiner dem verschlossenem Ende zuge = kehrten endnahen Lage oeffnet und so dann den Raum 1 oder 61 mit dem Auslass oder den Auslaessen 6 verbindet.

18.) Aggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem genanntem Deckel 3 mindestens eine Ringnut 10 von der inneren achsial gerichteten Bohrung im Deckel 3 aus radial nach aussen in den Deckel 3 herein enthaelt, die einen Dichtring 11 enthaelt' der radial von aussen nach innen spannt - und mit seiner inneren Dichtflaeche 97 den in der Bohrung laufen -den Kolben bzw. dessen Kolbenstange 7 abdichtet.

19.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel 3 mindestens eine Ringnut 10 von einer im Deckel achsial erstreckten mittleren Bohrung aus radial nach aussen gerich = tet in den Deckel eingelassen ist, ein Dichtring 3 in der Ringnut 10 angeordnet ist und eine Leitung 96 Druckfluid in die Nut 10 leitet, das den Dichtring 11 zusammen mit dessen eigener nach innen ge = richteten Spannkraft radial nach innen gerichtet zusammendrueckt, damit die innere zylindrische Dichtflaeche 97 des Dichtringes 11 an der Aussenflaeche eines in den Deckel 3 erstreckten zylindrischen Koerpers, zum Beispiel der Kolbenstange 7, dichten kann.

t ------- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 20.) Aggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel 3 zum Beispiel entlang der radialen Linien in der Figur 31 radial geteilt ist, wodurch der Dichtring 11 oder die Dicht = ringe 11 in die genannte Ringnut 10 oder die Ringnuten 10 eingelegt werden koennen und nach dem erfolgtem Einlegen des Dichtringes,der Dichtringe 11 die Deckelteile wieder zu einem Deckel 3 zusammen montiert werden koennen.

21,) Aggregat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring 11, wie ein ueblicher Kolbenring geschlitzt ist, die radial aussere Zylinderflaeche des Kolbenringes jedoch durch die radial innere zylindrische Dichtflaeche 97 des Dichtrin = ges 11 ersetzt ist und radial nach innen drueckt und ein von ihr um = schlossenes Teil, z.B. 7, achsial abdichtet.

22.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Zylinderwand 2 mit den Zylinder 2 in einer Achsialrichtung verschliessendem Zylinderteil 3 ein Kolben 4 reziprokierbar angeordnet ist, der zwischen den genannten Tei = len 2 und 3 einen Arbeitsraum 1 ausbildet, dessen Volumen sich bei der Bewegung des Kolbens 4 vergroessert oder verkleinert, dem Raume 1 ein Einlassmittel 9,15,oder 26 zugeordnet ist, der Boden des Kolbens 4 mittels eines Verbindungsmittels,z.B. 46 zu einer den Kolbenhub steuernden Hubvorrichtung, z.B. einem exzentrischem Teil einer Kurbelwelle, Kurbelschelbe, Exzenter -vorrrichtung verbunden ist, der Kolben 4 in Achsialrichtung kurz ist und dem Kolben in achsialer Entfernung vom Kolben 4 eine wei -tere Fuehrung, z.B 7,60,3,44 zugeordnet ist, wobei die Masse des Kolbens auf ein Minimum reduziert ist.

23.) Aggregat nach Anspruch 22, dadurch gekennaeichnet, dass dem Arbeitsraum 1 Auslassmittel, z.B. 6,66,36 zugeordnet sind die in Bezug zur Hublage des Kolbens 4 oeffnen und schliessen.

24.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -dass ein mit gleichem Innendurchmesser durch die ganze Laenge erstrecktes Rohr 2 einen'Kolben enthaelt, der ar; der Innenflueche des Rohres 2 gleitet und in dem durch Endverschluesse 3 verschlosse = nem Rohr 2 zwei Fluid beinhaltende Arbeitskammern lund 61 bildet, die bei Bewegung des Kolbens ihr Volumen vergroessern und verkleinern oder ihr Volumen umgekehrt proportional relativ zueinander vergroessern und verkleinern.

25.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Zylinder 2 laufender, reziprokierender Kolben 4 zwecks Reduzierung seiner Masse auf ein Minimum zwischen zwei Kolbensche zen 4 und 44 eine Verbindung 60 hat, die im Durchmesser wesentlich kleiner, als der Durchmesser der Kolbenscheiben 4 und 44 ist, wobei der Kolben zwecks weite = rer Verringerung seiner Masse innen hohl sein kann.

26.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Zylinder 2 laufender, retziprokierender, .

Kolben zwecks Erreichung einer geringsten Kolbenmasse eine Kol = benscheibe 4 mit einem Schaft 7 bildet, die'Scheibe 4 achsial kurz und die Wand des Schaftes 7 duenn ist, sowie'das der Scheibe 4 in achsialer Entfernung von-der Scheibe 4 eine Fuehrung , z.B. 3, 4,34, zugeordnet ist.

27.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kolben 4, seiner Kolbenstange 7, seiner Verbin = dung 60 oder an seinem Kolbenboden 4,44, Kuehlrippen 53,51 ausgebildet sind, oder die Kuehlrippen 51 in einer ein Hohlrohr bildenden Kolbenstange 4 oder Verbindung 60 vom Rohr 7,60, nach innen gerichtet, angeordnet si nd.

28.) Aggregat nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrohr 7,60 innerhalb eines Verbrennungsmotors ange = ordnet ist und eine Kuedhivorricht ein Kuehlfluid durch das Hohlrohr 7 oder 60 treibt.

29.) Aggregat oder Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Rohr 2 eine Welle oder ein Hohlrohr 60 mit an dessen Enden engeordneten Scheiben 4,34,44 reziprokierbar angeordnet ist, wobei die Scheiben 4 achsial sehr kurz ausge = bildet sind und ihre radial aeusseren zylindrischen Flaechen an der zylindrischen Innenflaeche des Rohres 2'. laufen und ggf. unter Einsatz von Kolbenringen 151,152 in die Scheiben 4, 44,34, dichten, der Zylinder 2 an seinen Enden ( z.B. mittels Mi = tteln 3.) verschloessen ist, zwischen einer der Scheiben 4,44,34 und dem einem Ende des Zylinders 2 eine ersteKammer 1 und dem anderen Scheibe 4,44,34 und dem anderem Ende des Rohres 2'eine zweite Kammer 61 gebildet ist, den beiden Kammern zeitweilig wir = kende Einlaesse und Auslaesse 26,27,6,9 zugeordnet sind und die genannten Kammern ihre Volumen vergroessern oder verkleinern, wenn die Welle oder das Rohr mit ihren endwaertigen Scheiben in dem Rohre 2 hin und her laeuft, reziprokiert.

30.) Aggregat nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle oder das Rohr 7,60 mit seinen Endscheiben 4,34,44, den Kolben 4,44 eines Freikolben Verbrennungsmotors bildet und zwischen den Brennkraeften und Expansionskraeften in den beiden Kamrern reziprokiert und die um die jeweilige Kompressionsarbeit verminderte lApansionsarbeit durch das den Zylinder des Freikol = benmotors bildendem Rohr 2 oder durch die Endverschluesse z.B. 3, des Zylinderrohres 2 oder von der Welle bzw. dem Rohre 60 aus nach aussen aus dem Motor abgegeben wird.

31.) Aggregat nach Anspruch 30 dadurch gekennzeichnet, dass das Abgeben der um die Kompressionsarbeit verminderten Expans ionsarbeit mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch, magnetisch oder elektronisch gesteuert, zum Beispiel mittels Hub = schablonen, Hubflaechen, Kurbelpleueln, Tranister i nvertoren, elektri sch gesteuerten Magneten oder dergleichen erfolt, das Abge = be der genannten verminderten Expansionsarbeit auch aus anderen Freikolbenmotoren heraus erfolgt oder das genannte Abgeben insbe= sondere mittels in die zur Abgabe der Arbeit angeordneten Abgabe = mittel eingeschalteten Nivellierungs und/oder l\livellierungs - und Speicher Mittel erfolgt, die die ungleiche Arbeit waehrend gleicher Hubweglaengen des Kolbens 4,60,7,34,44 in ueber den ganzen Hub = weg des genannten Kolbens in etwa gQiche Arbeitskraft umwandeln.

32.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat im Wesentlichen nach den Figuren 14 bis 16 oder diese Figuren vereint mi! einer der Figuren 31 oder 32 gebaut ist und mindestens eines der Mittel oder Anord = nungen dieser genannten Figuren enthaelt.

33.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat im Wesentlichen den Mitteln der Figur 17 entspricht, insbesondere zwei in aeusseren Zylindern 2 Zylin = derkammernl und 61 badende jeweils zweimal durch Fuehrungen 4-2 und 3-7 oder durch eine Verbindung z.B. 60, zwischen den Kolbenscheiben 4 und 44 gefuehrte Kolben 4 und 44 mittels einer Kurbelanordnung 54,52,56,46,55,43 oder mittels einem Scotch - Yoke oder mittels Mitteln einer Eickmannschen oder Dr.Breinlichschen Patentanmeldung miteinander verbindet und deren Arbeit abnimmt, deren Kompressionshubwege treibt oder deren Hubwege steuert bzw, insbesondere auch das Anlaufen der Kolbenscheiben 4 and die Zylinderverschluesse oder Boeden 3 ver= hindert, bzw. infolge der umlaufenden Massen 52 den Betrieb des Aggregates mit hoeherer Drehzahl ermoeglicht, als ein Freikol = benmotor erreichen koennte.

34.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Zylinderrohr 2 laufender Doppelkolben 4,34,4,44 oder ein einfacher einkolben 4 innerhalb des Zylinderrohres 2 zwei ihre Volumen beim Lauf des Kolbens in dem Zylinderrohr veraendern = de Kammern 1,61 bildet, denen Einlass und Auslassmittel,sowie eine Verbrennung von Brennstoff einleitende Mittel zugeordnet sind, mittels geeigneter Verbindungsmittel zum Beispiel Pleuel 55,46-48, der genannte Kolben mit einem Kurbel - oder Exzenter - Machanismus zum Beispiel einer Kurbelwelle, einer exzentrischen Welle, einem Exzenterring oder dem exzentrischem Lager einer Kurbelwelle ver = bunden ist.

35.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere nach Anspruch 34 die Verbindung eines zwei Verbrennungsraeume, oder Kammern 1,61 ,mit einem exzentrischem Teil des Kurbelmechanismusses angeordnet ist, um den gesonderten, bisherigen Kurbelmechanis = mus fuer einen einzigen Kolben in einem einzigem Zylinder durch eine Verbindung zq einem zwei Arbeitskammern 1,61 bildendem Kolben tt oder 4,44, 4,34 oder dergleichen zu erset = zen und um dadurch das Gewicht Qnd/oVer die Masse zu spareh, die bei individuellem Kolben pro Kammeri, erforderlich war und ist, wodurch ein Motor oder eine Pumpe, ein Kompressor oder ein Verbrennungsmotor geringen Gewichtes dadurch erzielt wird, dosis ein einziger Kurbeltrieb mindestens zwei Arbeitskammern, z.B.: 1,61 gleichzeitig bedient oder von ihnen getrieben wird.

36.) Aggregat oder Aggregat nach Anspruch 1 oder nach minde stens einem der Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, idass drei Zylinder, zum Beispiel im Sinne der Figur 20, so in einem Verbrennungsmotor, Kompressor, Pumpe oder Getriebe angeordnet sind, dass die Zyl inderachsen der Zyl inderwaende 2 Winkel von 60 Grad relativ zueinander bilden und jede der Zylinder = waende 2 einen Kolben 4,44,34, darin reziprokierend beinhalten, wobei beiderseits des Kolbens zusammeh pro Zylinderwand 2 zwei Arbeitskammern 1 und 61 oder 1 und 41 ,entstehen und die Kolben 4 usw. mittels Verbindern, z.B. Pleueln 46 bis 48 mit dem exzentri = schem Mittel 54 eines Kurbelmechanismus 56,54 verbunden sind, sodass jeiels eine der Kammern 1,41,61, drueckend und die andere ziehend bzw. vice versa wirkt und daduech die Kosten und das Gewicht fuer die Anordnung von sechs Zylincerwaenden 2 auf drei Zylinder wende 2 und die Pleuelzahl von 6 auf 3 reduziert wird.

37.) Aggregat nach Anspruch 35 , dadurch gekennnzeichnet, dass das Aggregat im Wesentlichen mit einem Teil der Mittel der Figur 20 versehen ist, insbesondere mit dem gevnainsamem Kurbeltrieb 46 bis 48,54,56, waehrend dieser auch der Figur 29, bzw. deren Unterteil entspricht, die Zylinderwaende 2 aber auch mit ihrem Kolbeninhalt und Kammerninhalt den Ausfuehrungen ande = rer der Figuren dieser Schrift entsprechen koennen.

38 ) Aggregat nach Anspruch 1 oder generell ein Aggregat,.

dadurch gekennzeichnet, dass die Ple«eL z.B.: 46,47,48 usw. relat v kurz ausgebildet sind, um Gewicht und Masse zu sparen, dabei aber starke Auswinklungan der Winkel zwischen der Kolbenachse und der Zylinderachse der Kolben 4 usw., wie der Zylinder 2 usw., entstehen und daher zum Zwecke der Verminderung oder der Verhinderung bzw. Ausbalanzie rung von durch den Kolben 4 usw. auf die Innenflaeche der Zylinder = wand 2 wirkenden, Reibungen verursachenden Kraeften, Druckfluid = taschen 131 in Kolbenfuehrungsarmen 133 (siehe Figur 20) angeord = net sind, die mittels Leitungen mit Druckfluid entsprechender Druck = dichte, ggf. veraenderlicher Druckdichte, beaufschlagt werden.

39.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass dem einem achsialem Ende eines Kolbens 4,44 eines Frei = kolbenmotors, zum Beispiel nach den Figuren 22,23 oder anderen der Figuren oder der Kolbenstange 7 einer der Fi'guren1z.B. 15, 14 oder dergl. eine weitere Kolbenstange 37 zugeordnet is , die, z.B. wie in Figur 23 gezeigt, einen weiteren Kolben 33 traegt, dessen Durchmesser groesser, als der Durchmesser des Hauptkol = bens 4 ist und der in einer Kompressorkammer mit Einlass und Aus = lassmitteln 26 und 27 Luft oder Gas komprimiert, wenn der Motor kolben 4,44,34 im betreffendem Zylinder reziprokiert, wodurch der im Vergleich z m Hauptkolben 4 groessere Durchmesser des Kolbens 33 mehr Gas komprimiert, als der Motorkolben 4, um eine-bessere Aus = nutzung der Arbeitsleistung des Freikolbenmotors zu verwirklichen.

40.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, insbesondere actsgebildet nach Anspruch 39 und dadurch gekennzeichnet, dass dem Kolben 4,44,33 oder der Kolbenstange 7,37,38 eines Frei = kolbenmotors ein Kurbelmechanismus 43,46,63,49,56,42, zum Beispiel nach Figur 23,24 oder einer Kurbelwelle, Exzenterscheibe oder dergl.

zugeordnet und mit ihm verbunden ist, um entweder das Anlaufen des Kolbens an Zylinderwaende bzw. Deckel zu verhi Federn, die Hubzahl des Kolbens des Freikolbenmotors pro Zeiteinheit zu erhoehen, oder um die Leistung des Kolbens des Frei/kolbenmotors abzunehmen und / oder weiter zu geben. (Z.B.: Figur 23,24 oder andere. ) 41*) Aggregat nach Anspruch 1 ader ein Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Zylinderkammern oder Ärbeitskammern 1,61 reziprokierenden Kolben 4,44 eine Verbindung 7,60 angeordnet ist, z.B. nach Figur 25 , die Hubschablonen 76,77 mit Hubflaechen 78, 79 bildet, die ihrerseits den Kolben oder die Kolben 24 einer Fluid foerdernden Anlage 21 usw. betreiben, wobei der Abstc^:l zwischen den genannten Arbeitskammern 1,61 und den Kolben 4,44 so kurz ist und die Verbindung 7,60 so kurz ist, dass die Schablonen mit -ihren genannten Hubflaechen in die betreffenden Arbeitskammern 1, 61 beim vollem Hubweg der Kolbenandordnung 3,60,4,44 teilweise eintreten 42.) Aggregat nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, oder ein Aggregat mit einem Mittelteil zwischen in Zylinder- oder Arbeits = kammern 1,61 angeordneten Kolben 4,44, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindunhdteil 7,60 zwischen den Kolben 4,44 Kreuzarme oder Kreuzteile 80 bildet , haelt oder aufnimmt, die mit ihren aeu = sseren Enden durch Ausnehmungen 80 der Zylinderwand oder der Gehaeusewand 2,57 erstreckt sind und Lager fuer die Lagerung von Verbindungsteilen oder Pleueln 48,46 bilden, durch die die Verbin = dung 7,60 und damit die Kolben 4,44 mit dem Hubwegteil einer Hub = kc.ntrolivorrichtung, wie zum Beispiel dem exzentrischem Lager 54 einer Kurbelwelle, Kurbelscheibe oder Exzenterscheibe verbunden werden, um einen gemeinsamen Lauf des Kolbens und der Hubwegkon trollvorrichtung zu erzielen, den Kolben 4,44 durch die Kontroll -Vorrichtung im Hubweg zu steuern oder insbesondere die Leistung, die der Kokben 4,44, abzugeben hat, vom Kolben 4,44 bzw. dessen Verbindung 7,60 auf den Kontrdlteil oder KurbelteiL, zum Beispiel die Kurbelwelle, Kurbelscheibe oder Exzenterscheibe bzw. Umlauf = welle zu uebertragen.

43.) Aggregat nach Anspruch 1 oder ein Aggregat, dadurch gekennzeichnet, zeichnet, dass einem in einem Zylinder 2,1 gleitendem Kolben 4 mehrere Zweitkolben 44 zugeordnet und durch Kolbenverbindungen 7 -verbunden sind, die in Zweitzylindern 2 Kammern 61 bilden,wobei die Kammern 1 und 61 ihr Volumen verkleinern oder vergroessern, wenn einer der Kolben in einer der Kammern laeuft.

(Zum Beispiel die Ausfuehtung nach den Figuren 27 und 28. ).

44.) Aggregat nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kolben oder die Verbindung zwischen den Kolben, z.B. 4.44,7 ueber eine Verbindung, z.B. 43,46 mit dem Hubteil z.B. 63 eines Hubmechanismus, zum Beispiel einer Kurbelwelle, einer Kurbelscheibe oder einer Exzenterscheibe verb unden ist.

45.) Aggregat nach Anspruch1 ,dadurch gekennzeichnet, oder ein Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass einem Zylinder Einlassmittel z.B. 84 oder 26,89 der Figuren 28 bis 30, zugeordnet sin d, die teilweise mit einem Teil ihrer Aussenflaeche in eine Kammer z. B. 1,61, hereinragen und in der betreffenden Kammer ein Kolben, z.B. 4,44, laeuft, dessen Kol = benkopf Stirnflaeche 5 Ausnehmungen, z.B. 88,90,91 bildet, die durch Flaechen begrenzt sind, die parallel zu den Flaechen -Teilen der genannten Einlassmittel ausgebildet, geformt und ange = ordnet sind, wodurch die Flaechen der genannten Ausnehmungen 88,90,91 komplementaer zu den betreffenden Flaechenteilen der genannten Einlassmittel 84,26,89 sind und der Kämmerninhalt l6lksw.

zwischen dem Kolben und dem Zylinderverschluss praktisch null ist und die genannten Flaechen und Flaechenteile sich beruehren oder aneinander liegen, wenn der betreffende Kolben 4,44 usw. den Boden bzw. die BodenCLQ2che z.B. 14 des betreffenden Zylinder -Endes, z.B. den Deckel 3, beruehrt oder ihm nahekommt.

46.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ode ein Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Zylindern laufende Kolben 4,44,34 mittels Pleueln 46,47,48 zum Beispiel nach Figur 20, einem gemein= samem Exzenterlager eines Umlaufteiles, zum Beispiel einer Kurbelwelle, einer Kurbelscheibe oder einer Exzenterscheibe verbunden sind.

47.) Aggregat nach Anspruch 464 dadurch gekennzeichnet, dass zum Beispiel wie in den Figuren 20 oder in der Figur 29, jeweils mehrere Pleuel eines Kolbens dem gemeinsamem exzentri = schem Lager 54 ver bunden sind.

48.) Aggregat nach Anspruch47, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurbel mechanismus, zum Beispiel eine Kurbelwelle 56 mindestens zwei exzentrische Lager 54 aufweist, die mit anderen Teilen des Kurbelmechanismus einteilig sind oder in sie eingesetzt oder ihnen zugeordnet sind und jedes der genannten exzentrischen Lager 54 mindestens zwei, in der Figur 29 aber drei, Pleuel 46 eines Kolbens 4,44 lagert. sodass jedes der Lager 54 je ein seitlich des betreffenden Kolbens 4,44, angeordnetes Pleuel 46 eines Kolbens traegt und das Lager 54 dabei mindestens zwei Pleuelpaaare mit Pleueln 46 lagert, in der Figur 29 aber drei Pleu = elpaare lagert, wobei jedes Pleuelpaar der Pleuelpaare aus zwei Einzelpleueln 46 gebildet ist, von denen je eines gegenueberliegend dem anderem Pleuel des gleichen Pleuelpaares seitwaerts des betreffenden Kolbens 4,44 und des betreffenden Zylinders 2,1,61 angeordnet und zum Beispiel an dem Kreuzteile 80 einer Kolben = verbindung 7 zwischen den Kolben 4,44 eines Doppelkolbenmotors mit Kolben 4 und 44 oder 43 auch gelagert und gehalten ist.

Insbesondere zum Beispiel nach Figur 29 49«) Aggregat nach Anspruch 1 oder, ein Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass ein Koerper 3 nach Figur 31 eine mittlere Bohrung hat, in der ein Koerper 7 mit einer Durchmesserverkleinerung 15 in achsialer Richtung laeuft, der Koerper 3 eine auf den Koer = per 7 zu gerichtete Leitung 9 (F idleitung 9) aufweist und die genannte Durchmesserverkleinerung zeitweilig beim Lauf in dem Koerper 3 eine Verbindung zwischen der Leitung 7 und einer dem Koerper 3 benachbarten Kammer 1 herstellt, waehrend anderer Zei = ten und Lagen der Bewegung des Koerpes 7 im Koerper 3 die Verbindung der Leitung 9 zur Kammer 1 verschliesst und / oder zu allen Zeiten die Verbindung der Kammer 1 und der Leitung 9 zu dem der Kammer 1 abgewaendetem Ende des Koerpers 3 verschliesst.

50,) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, oder ein Aggregat dadurch gekennzeichnet, dass in einem Koerperteile 3 zum Beispiel der Figur 32 eine FLuidleitung 9 angeordnet ist, einersends des Korperteileis 3 eine Kammer 1 angeordnet ist und zwischen der Leitung 9 und der Kammer 1 ein Ventilsitz dem Koerper 3 zugeordnet oder an ihm ausgebildet ist der ein Ventil 26 lagert, wobei das Vetnil 26 die Verbindung zwischen der Leitung 9 und der Kammer 1 oeffnet und verschliesst, waehrend das Ventil 26 mit einem Schaft 100 versehen sein kann, der Jn einem weiterem Teile des Koerpers 3 und darin mittels Kol = benring oder Dichtring 11 in einer Kammer 10 abgedichtet sein. kann und der eine Halterung 99 bilden kann, die eine Federung 98 zwi = schen der Halterung und edem Koerper 3 haelt und die das Ventil 26 zum Verschluss auf dessen Sitz am Koerper 3 ziehen kann, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Feder 98 und die Masse des Ventils 26 mit seinem Schaft 100 so bemessen sind, dass ein leichter Ueberdruck in der Leitung 9 das Ventil 26 oeffnet und ein leichter Ueberdruck in der Kammer 1 das Ventil verschliesst, wodurch ein automatisches Oeffnen und ein automatisches Schliessen des Ventils 26 im Kraefte spiel zwischen den Drucken in der Leitung 9 und der Kammer 1 bewirkt und aufrecht erhalten werden kann.

Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, oder ein Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einer Bohrung versehener Koerper nach den Figuren 33 und 35 oder 34 und 36 angeordnet ist, durch dessen Bohrung ein in ihr abdichtbarer oder abgedichteter Koerper, zum Beispiel eine Kolbenstange 7 achsial gerichtet laeuft und im genanntem Koerper 40 oder 140 Einweg Einlassmittel 112,113 oder 101,102 angeordnet sind, die Fluid in den betreffenden Raum acnsial des Endes des genannten Koerpers 40,140 hereinlassen koennen, aber Entweichen von Fluid aus dem genanntem Raum achsial des Koerpers 40,140 automatisch und zu aller Zeit verhindern.

52.) Aggregat nach Anspruch 51/ dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Koerper 40,140 entlang der Linie 150 in der Figur 35 oder in der Figur 36 geteilt und dann wieder zusammenge = setzt ist, damit ein duenner Koerper 7 mit dicken Enden 4,44, in die Bohrung im Koerper 40, 140 hereingelegt werden kann, das abgenommene Teil des Koerpers 40,140 dann wieder an das andere Teil des gleichen Koepers gelegt werden kann, wobei die Teile des Koerpers 40,140 dann wieder in der Flaeche der Linie 150 aneinander liegen und dann der Koerper 40,140 mit den Teilen 7.4.44 in den Innenraum eines ZyLinderrohres 2 mit dem Aussendurchmesser des Koerpers 40,140 an der Innenflaeche des Zylinders 2 passend und dichtend eingesetzt werden kann 53.) Aggregat nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass der Koerper 40 nach Figuren 33 und 35 von der Bohrung aus eine in den Koerper 40, herein erstreckte Kammer 50 bildet und die Einlassmittel Einwegventile 112 sind, die in Ventilgehaeusen 130 angeordnet auf die Kammer 50 zu oeffnen und diese verschliessen, aber Mittel 117,116,115 dem Koerper 40 oder dem Ventil 112 zuge = ordnet sind, die den Zweck erfuellen, das Ventil 112 zur rechten Zeit zu oeffnen, zur rechten Zeit zu schliessen, den Anstoss des Ventils 112 an einen in der Bohrung laufenden Koerper, z.B. 7, zu 54) Aggregat nach Anspruch 5), dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassmittel ein etwa zur Achse des Koerpers 140 der Figuren 34 und 36 parallel gerichtetes Einwegventil 101 oder 102 ist, dass mitteles seines Schaftes und des zn Halterung durch eine Federung 107 in einer Halterung 106 verschlossen wird, aber oeffnet, zwar zu der Kammer jenseits des Koe pers 140 oeffnet' wenn er Rueckseite des betreffenden Ventiles 101 oder 102 aus der Zuleitung 104 Fluid unter Druck zugefuehrt wird, der den Druck in der betreffenden Kammer am betreffendem Ende des Koerpers 140 uebersteigt.

Sps,) Aggregat nach Anspruch 1 dadurch gekennieichnet, oder ein Aggregat oder ein Pleuel, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Koerper an seinen Enden zwei Buchsen oder Rohre 118,119 bildet, die die Augen eines Pleuels eines Kolbens in einem von Fluid durchstroemtem Aggregate, zum Beispiel in einem Verbrennungsmotor sein koennen, wobei die zylindrischen Au = gen 118 und 119 aus Faserverstaerktem Kunststoff ( Fiber Rein = forced plastics) zum Beispiel aus Carbon Fiber hergestellt sind und augachsparallele Fasern enthalten, die kreisrunde Fasern kreu = zen, die mit Radien um die Augenachsen gerichtet sind, das Mittelstueck 120 zwischen den Augen 118 und 119 zu den Augenachsen etwa senkrechte Fasern enthaelt und die drei Teile, Augen 118,119 und Mittelteil 120 durch eine die Teile umgebende Haut 123 mit Laengs = fasern darin verbunden bzw. verklebt bzw. verplastict sind.

5c.) Aggregat nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass das Pleuel nach Anspruch 5ydie herkoemmlichen Pleuel aus Metall in Verbrennungsmotoren ersetzt, das Pleuel an Festig = keit gleich bemessene Leichtmetall Pleuel uebersteigt und das Gewicht und damit die Masse des Pleuels geringer als das herkoemm= liche Leichtmetall oder Schwermetallpleuel ist und infolge der geringeren Masse des Pleuels des Anspruches 54 das Aggregat oder der Verbrennungsmotor mit hoeherer DrehzahlLeistung oder mit hoeherem Wirkungsgrade arbeiten kann.

57.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des umlaufenden Exzntrischen Gegengewichtes der Hubwegkontrolivorrictung, zum Beispiel der Kurbelscheibe, Exzenterscheibe oder der Kurbelwelle ein erstes Produkt aus der Masse des genannten Gewichtes mal dem Zweifachen des Abstandes des Massenpunktes des Gewichtes von der zentrischen Achse, also der Exzentri zitaet "e" mal dem Werte Pi = 3,14 groesser ist, als das zweite Produkt, das aus der Masse des Gewichts der im Zylinder hin und her bewegten und dem Exzenter der Hubwegkontrollvorrichtung verbundenen Teile mal dem Vier = fachem der Exzentrizitaet "e" = dem Zweifachem des Hubweges der reziprokierenden Teile ist, damit die umlaufenden Massenkraefte der Hubwegkontrollvorrrichtung die reziprokierenden Teile aus = reichend beschleunigen koennen, um eine gewuenschte hohe Dreh= zahl und Hubfrequenz der Hubwegkontrol lvorrichtung und der m.indestens teilweise innerhalb des Zylinders 2 bewegten Teile, wie Kolben 4, Pleuel 46 usw , zu bewirken; wobei angestrebt werden kann, dass die Gewichte der reziprokierten Teile und der umlaufenden Masse auf ein Minimum reduziert werden, um die beschriebene Aufgabe gerade noch fuer die gewuenschte Drehzahl erfuellen zu koennen und zu erfuellen0 Siehe hierzu die Figur 13c Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, die der Kurbelteil, zum Beispiel die Kurbelscheibe 49 eine Kurbeltriebes im Lager, z.B. , eines Gehaeuses, z.B. 42, um = lauffaehig gelagert istu und die Schwungmasse oder das Gegengewicht 52 hat, sowie zwischen einem exzentrischem Teile des Kurbeltriebes und des Kolbens 4,44,eine Verbindung, z.B. angeordnet ist um folgende Effekte zu erzielen: a) Es wird verhindert, dass der Kolben 4,44,33 gegen einen Deckel oder Zylinderboden stossen kann, da der Hubweg durch das Pleuel 46 und den umlaufenden Exzenterzapfen 63 gesteuert wird.

b) Der Motor kann mit mehrfach hoeherer Drehzahl laufen, da die Beschleu= nigung der Masse des Kolbenasse,mblies 4,44,33,7 usw. aus der Schwung = masse 52 entnommen und ihr wieder zugefuehrt wird, wenn der Motor einmal seine Dauerdrehzahl erreicht hat. Dadurch ist eine mehrfach hohen here Drehzahl und Leistung ermoeglicht.

c) Da die Exzenterscheibe 49 eine Drehbewegung hat, ist es einfach, deren Welle 56 mit einem ueblichem Motorrad oder Auto Anlasser aus der Batterie zu starten.

i8) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Aussbi nach den Figuren 25 und 26 folgende Anordnung besteht Die Kolbenstange 7 ist mit den Hubschablonen mit Hubflaechen ver= sehen, ueber die Pumpkolben oder Kompressorkolben angetrieben werden. Die Hubschablonen 76,77 bilden die Hubflaechen 78,79, auf denen die Hubrollen 72 den Pump- oder Kompressions - Hubweg abneh= men und auf die Pump- der Kompressions- Kolben 24 uebertragen.

Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach den Figuren 25 und 26 folgende Anordnung besteht: Die Zylinder Waende 2 sind mit Schlitzen 81 versehen, in denen die an der Kolbenstange 7 angeordneten Kreuzfinger 80 laufen und aus dem Motor heraustreten, Um Pleuellager43 f«er die Pleuel 46,48 zu bilden.

Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichen der Ausbildung nach den Figuren 25 und 26 folgende Anordnung besteht: Die Kolbenstange 7 ist so kurz und die Kolben und Zylinder liegen in achsialer Richtung so nahe beieinander, dass die Hubschablonen 76, 77 mit ihren Hubflaechen 78,79 in die betreffenden Zylinder 1 und 61 eintreten, wenn die Kolben 4,44 reziprokieren.

Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder , dadurch gekennzeichnet; dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach Figuren fuer Verbrennungsmotoren mit Doppelkolben, zum Beispiel nach der Figur folgende Anordnung besteht Die arbeit verrichtenden Zylinderraeume liegen achsial aussen, sodass der Mittelkoerper 40 der Figuren 20,3S, 93 fortfaellt.

6q;) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach den Figuren o?7wnd28 folgende Anordnung getroffen ist: Dem einem Zylinderraume 1 mit Wand 2, in dem der eine Kolben 4 re = prokiert, sind mehrere Gegenzylinder 61 mit darin reziprokierenden mehreren Gegenkolben 44 angeordnet, wobei jeder der Gegenkolben 44 durch eine individuelle Kolbenstange 7 mit dem Erstkolben 4 verbunden ist.

64.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und/oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach der Figur 28 oder anderen, folgende Anordnung getroffen ist: Im Zylinderdeckel 3 werden Schwenk- oder Rotations - Ventile 84 mit Steuer und Durchfluss Kanaelen 85 angeordnet, wobei zur Erzielung eines voll ausgenutzten Gasdurchsatzes mit Verhinderung toter Raeume der Kolbensti rnflQech 5, also dem Kolbenkopfe Ausnehmungen 88 zuge -ordnet und in ihm eingearbeitet oder eingeformt sind, deren Formgebung komplementaer zu dem Aussendurchmesser der Ventile 84 ist und deren Achsen zu den Achsen der Ventile 84 parallel sind und mit ihnen gleich liegen, wenn die Kolbenstirnflaeche die Bodenflaeche des Zylinder deckels 3 beruehrt, Die Waende der Ausformungen 88 liegen dann an dem betreffendem Teile der Aussenflaeche der Ventile 84 an und jeder Totraum, der den Wirkungsgrad des Aggregates verringern wuerde, oder die Leistung des Aggregates vermindern wuerde, ist vermieden.

65;) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach den Figuren 2 30 folgende Anordnung getroffen ist: Die Kurbelwelle traegt an ihren Exzenterlagern 54 jeweils 3 Pleuel -Augen der Pleuel 46 bis 48 nebeneinander. Das ist wichtig fuer die Ausbildung eines Motors nach der Figur 20. Figur 20 hat nur 3 Einzel -Pleuel, waehrend Figuren 29 und 30 jeweils 3 Doppelpleuel 46 haben, wenn jeweils 3 Zylindersaetze 2 der Figuren 29,30 in der 60 Grad Winkelbauweise der Figur 20 angeordnet sind. Dadurch wird erheblich: es Kurbeiwellen und Kurbelgehaeuse Gewicht gespart. -&6) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wese tlichem der Ausbildung nach den Figuren 29 und 30 folgende Anordnung getroffen ist Die Einlassventile 26 sind Kugeln, die zum Beispiel sehr leichte aus Carbon oder Porzellan, natuerlich auch aus Metall oder Glas, sein koennen und die mittels der Spanner oder Federn 89 so gehalten und auf die Ventilsitze gedrueckt sind, dass der Turbo Ladedruck oder der freie Atmosphaeren Druck ausreicht, sie zu oeffnen. Fuer hohe Hubzahlen ist geringes Gewicht der Ventile wichtig, der Massenkraefte wegen. Diese Ventile in Kugel form sind billig am Markt. Die Kolben -Stirnflaeche5des betreffenden Kolbens 4,44 muss dann die hohikugel = formige Ausnehmung 90 erhalten, die komplemenaer zur Aussenflaeche des betreffenden Teiles des Kugelventils 26 platziert und bemsessen sein muss, damit Jeder tote Raum verhindert wird.

68) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach den Figuren und 30 folgende Anordnung getroffen ist: Statt den Kolbenring 153 der Figur 14 anzuordnen, ist ein Dichtring 96 angeordnet der sich in einer Ringkammer im Deckel 3 befindet und der radial von aussen nach innen spannt. Dadurch werden lange Hubwege moeglich, ohne mehrere Kolbenringe an der Kolbenstange 7 zu verwen = den und ausserdem laeuft der Dichtring 11 nicht durch die heissen Brenngase im Zy= linder, wie der Kolbenring des Stelzer Motors. Sobald die Steuernut 15 schliesst, ist der Dichtringll in der Dichring Kammer 10 vom heissem Bernngase getrennt.

6&). Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und / oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wese tlichem der Ausbildung nach den der Figur sa folgende Anordnung getroffen ist: Dem exzentrischem Kurbelzapfen der Kurbelwelle 4er Kurbel scheibe oder der Exzenterscheibe ist ein Zylinder 2 derartig zugeordnet, dass der Zylinder relativ zur zentrischen Lagerung der Welle des Kurbelteiles derart verscheibbar ist, dass der Abstant des Zylinderdeckels 3 zur zentrischen'Achse des Kubel = lagers verschiebbar ist, oder Aggregat nach Anspruch 68/ dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Verschiebung des Abstandes der inneren Verschlussflaeche 14 des Deckels 3 des Zylinders 2 in Abhaen = gigkeit von dem Rotorwinkel alpha des umtaufenden exzentrischen Lagerteiles der Kurbel erfolgt.

69.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und/oder, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach der Figur 54 folgende Anordnung getroffen ist: An der Kolbenstange 7 sind Zugschablonen 170~mit inneren Zugflae = chen 171 angeordnet, die die Rollen 72 oder die Enden der Zapfen 73 radial aussen umgreifen und die Kolben 24 der Fluidfoerderanlage radial nach innen ziehen, wenn die Kol benstange 2 des Verbrennungs = motors in der dem Arbeitshube entgegengesetzten achsialen Richtung bewegt.

70.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, und/oder dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aggregat von im Wesentlichem der Ausbildung nach den den Figuren 1 bis 56 Mittel angeordnet sind oder die Erfuel lung von Aufgaben angestrebt sind, die sich aus den Figurenmder Beschreibung der Figuren oder aus der Analyse dieser Schrift ergeben