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DE4201569A1 - Zweitakt-hubkolbenmotor ohne kurbeltrieb - Google Patents

Zweitakt-hubkolbenmotor ohne kurbeltrieb

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Publication number
DE4201569A1
DE4201569A1 DE19924201569 DE4201569A DE4201569A1 DE 4201569 A1 DE4201569 A1 DE 4201569A1 DE 19924201569 DE19924201569 DE 19924201569 DE 4201569 A DE4201569 A DE 4201569A DE 4201569 A1 DE4201569 A1 DE 4201569A1
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DE
Germany
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stroke
gear
crank mechanism
pistons
piston
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19924201569
Other languages
English (en)
Inventor
Kurt Dr Ing Werner
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Priority to DE19924223490 priority patent/DE4223490A1/de
Publication of DE4201569A1 publication Critical patent/DE4201569A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/02—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
    • F01B7/04—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/16—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with pistons synchronously moving in tandem arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00
    • F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/047—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft with rack and pinion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb, der sowohl als stationärer Motor als auch in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann.
Allgemein bekannt sind Hubkolbenmotoren mit Kurbeltrieb sowie Dreh­ kolbenmaschinen unter der Bezeichnung Wankelmotoren.
Hubkolbenmotoren mit Kurbeltrieb besitzen eine Kurbelwelle mit Pleuel und Schwungrad. Leistungssteigerungen erfolgen meist durch eine Drehzahlerhö­ hung, indem der Kolbendurchmesser größer als der Kolbenhub ausgeführt wird. Diese Bauweise bedingt eine relativ hohe Motormasse. In der oberen Totpunktlage, zu Beginn des Arbeitstaktes, steht der Kolben mit Pleuel senk­ recht auf dem Pleuelzapfen, so daß nur eine Radialbelastung der Lager er­ folgt ohne Drehmoment an der Kurbelwelle. Nach Erreichen eines entspre­ chenden Kurbelwinkels, wenn der Verbrennungsdruck durch den Kolbenhub gemindert ist, erfolgt ein Drehmoment an der Kurbelwelle. Die Schrägstel­ lung des Pleuels zur Zylinderachse bewirkt einen radialen Druck auf den Kol­ ben, der zum einseitigen Verschleiß der Zylinderbohrung und des Kolbens führt.
Drehkolbenmaschinen besitzen ein gutes Masse-Leistungs-Verhältnis, haben sich jedoch wegen der Abdichtungsprobleme nicht durchgesetzt.
Ziel der Erfindung ist es, einen Zweitakt-Hubkolbenmotor zu schaffen, der die Nachteile des Kurbeltriebes nicht aufweist, ein günstigeres Masse-Lei­ stungs-Verhältnis und eine höhere Energieausbeute bei geringerer Hubzahl ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist ein Zweitakt-Hubkolbenmotor, bei dem die allge­ mein übliche mechanische Hubbegrenzung durch die Einleitung des Verbren­ nungsvorganges erfolgt und bei dem der Drehmomentradius während des Ar­ beitsspieles konstant bleibt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei gegenüberlie­ gende Kolben starr miteinander verbunden sind zu einer Arbeitseinheit, wo­ bei wechselseitig der Arbeitshub des einen Kolbens den Kompressionshub des anderen Kolbens bewirkt und gleichzeitig die Arbeitsleistung an eine der beidseitig eingreifenden Wellen mit Freilauf übertragen wird. Durch ein am Freilauf befestigtes Zahnrad wird die Arbeitsleistung nur beim Arbeitshub an ein gemeinsames Abtriebszahnrad übertragen, während beim Kompressions­ hub der Freilauf ein Auskuppeln von der eingreifenden Welle bewirkt.
Bei Anordnung von zwei oder mehreren miteinander gekoppelten Arbeits­ einheiten wird eine Boxeranordnung erreicht, wobei der gegenüberliegende Kolben der anderen Arbeitseinheit ebenfalls einen Arbeitshub bzw. Kompres­ sionshub ausübt.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht der Arbeitseinheit von einem Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb,
Fig. 2 eine Draufsicht der Arbeitseinheit von einem Zweitakt-Hubkolben­ motor ohne Kurbeltrieb.
Fig. 1 zeigt das Gehäuse 1 mit den stirnseitig befestigten Zylindern 2, in dem die lineare Bewegung der Kolben 3a und 3b, verbunden durch die Schub­ stange 4 (Zahnstange) mit den Mitnahme-Elementen 5 (Zähne) mittels der Wellen 6 mit den festverbundenen Mitnahme-Elementen 7 (Zahnräder) und dem auf den Wellen 6 befestigten Freilauf 8 mit Zahnrad 9 in eine Rotations­ bewegung umgesetzt wird.
Fig. 2 zeigt den Eingriff der beiden Zahnräder 9 in das Abtriebszahnrad 10 mit der Abtriebswelle 12. Zur Aufnahme der Schubstange 4 dienen die Füh­ rungen 11.
Mit Einsetzen des Verbrennungsvorganges erfolgt der Arbeitshub des Kol­ bens 3a und der Kompressionshub des Kolbens 3b. Nach Erreichen der Dreh­ zahl des Zahnrades 9 durch die Welle 6 mit den Mitnahme-Elementen 7 wird der Freilauf 8 gesperrt und die Arbeitsleistung übertragen. Mit Abnahme der Kolbengeschwindigkeit vor Kompressionsende verringert sich die Drehzahl der Welle 6 mit den Mitnahme-Elementen 7, und der Freilauf 8 löst die Ver­ bindung zum Zahnrad 9. Die noch vorhandene Bewegungsenergie der Arbeitseinheit bewirkt die Restkompression. Durch den Freilauf 8 besteht keine starre Verbindung der Welle 6 zum Zahnrad 9, so daß über die Ab­ triebswelle 12 keine Bewegung der Schubstange 4 eingeleitet werden kann.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
 1 Gehäuse
 2 Zylinder
 3a, b Kolben (wechselseitig Arbeits- und Kompressionskolben)
 4 Schubstange (Zahnstange)
 5 Mitnahme-Elemente (Zähne)
 6 Welle
 7 Mitnahme-Elemente (Zahnrad)
 8 Freilauf
 9 Zahnrad
10 Abtriebszahnrad
11 Führung
12 Abtriebswelle

Claims (6)

1. Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kolben (3a, 3b) durch eine Schubstange (4) zu einer Arbeits­ einheit starr miteinander verbunden sind, die Schubstange (4) beidseitig Mitnahmeelemente (5) besitzt, vorzugsweise als Zahnstange ausgebildet ist, in die beidseitig Wellen (6) mit den entsprechenden Mitnahme-Ele­ menten (7) eingreifen und über einen mechanischen oder magnetohydrau­ lischen, elektronisch gesteuerten Freilauf (8) mit Zahnrad (9) in ein Ab­ triebszahnrad (10) eingreifen und damit die lineare Bewegung der Kolben (3a, 3b) mit Schubstange (4) in eine Rotationsbewegung umsetzen.
2. Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenhub gleich oder größer als der Kolben­ durchmesser ist.
3. Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsdrehzahl durch das Übersetzungsverhält­ nis des Zahnrades (9) zum Abtriebszahnrad (10) variiert werden kann.
4. Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllungsgrad durch einen Verdichter erhöht wird und vorzugsweise eine Kraftstoffeinspritzung erfolgt, welche die Hub­ begrenzung festlegt.
5. Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Starter ein Zugmagnet oder Linearmotor Ver­ wendung findet.
6. Zweitakt-Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Arbeitseinheiten starr miteinan­ der gekoppelt sind, wobei die gegenüberliegenden Kolben (3a, 3b) der Arbeitseinheiten gleichzeitig ihren Arbeitshub ausführen.
DE19924201569 1992-01-22 1992-01-22 Zweitakt-hubkolbenmotor ohne kurbeltrieb Withdrawn DE4201569A1 (de)

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DE19924223490 DE4223490A1 (de) 1992-01-22 1992-07-17 Zweitakt- Hubkolbenmotor ohne Kurbeltrieb mit in Reihe angeordenten Zylindern

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