DE3139993A1

DE3139993A1 - Kreiskolbenartiger umlaufkolbenmotor

Info

Publication number: DE3139993A1
Application number: DE19813139993
Authority: DE
Inventors: Georgios Athen Georgopoulos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1981-10-08
Publication date: 1982-05-27

Description

Georgios Eust. Georgopoulos
Agras Str. 6, Athen, Griechenland

21 354 2o/h

Kreiskolbenartiger Umlaufkolbenmotor

Die Erfindung betrifft einen Umlaufkolbenmotor mit einem Zylindergehäuse von kreiszylindrischem Querschnitt, in dem Einlaß- und Auslaßöffnungen für Brenngemisch bzw. Verbrennungsgase vorgesehen sind und in welchem ein in örtlichem Dichtkontakt mit der Zylinderinnenwand stehender Umlaufkolben um eine zur Zylinderachse achsparallele Achse umläuft. Allgemein befasst sich die Erfindung mit einer Verbrennungskraftmaschine der vorstehend geschilderten Art mit erhöhter Leistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungsmaschine zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau, geringeren Platzbedarf und einen niedrigeren Brennstoffverbrauch hat.

Erreicht wird das dadurch, daß in der Wand des Zylindergehäuses eine Trennwand zumindest radial verschiebbar gelagert ist, die in Zusammenwirken mit der Außenfläche des Umlaufkolbens und dessen Dichtlinie oder Dichtfläche mit der Zylinderinnenwand zwei Kammern im Zylindergehäuse bildet, und daß in Laufrichtung des Umlaufkolbens vor der Trennwand die ständig offene Auslaßöffnung und hinter der Trennwand die ventilgesteuerte Einlaßöffnung für vorkomprimiertes Brenngemisch vorgesehen ist.

3133993

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Umlaufkolbenmotor nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Umlaufkolbenmotor nach Fig. 1, und

Fig. 3, 4 abgewandelte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Motors.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1, 2 ist der Umlaufkolbenmotor nach der Erfindung aufgebaut aus einem Zylindergehäuse C von geeigneter axialer Länge und einem entsprechenden Zylinderinnenraum/ wobei im Zentrum seiner kreisförmigen Lager-Stirnseiten zur Aufnahme einer Motorwelle A Lagerbohrungen vorgesehen sind. Diese Welle läuft in den Lagerbohrungen um und gibt Antriebsbewegung ab. In der Wand des Zylindergehäuses C ist ein Gleitlager für ein zylindrisches Gelenk 5 ausgebildet, das einen mittigen, im Querschnitt ein Parallelepiped bildenden Spalt von einer der Zylinderlänge entsprechenden Länge besitzt» Das Gelenk 5 ist aufgrund der geschilderten Lagerung schwenkbar angeordnet., Weiterhin sind in der Zylinderwandung in unmittelbarer Nähe zu beiden Seiten des genannten Gleitlagers 5 zwei durchgehende Öffnungen V bzw. 7 ausgebildet, von denen die Einlaßöffnung V für die Zufuhr von Brenngemisch in den Zylinderinnenraum dient und in einer bestimmten Aufeinanderfolge durch ein darin eingepasstes mechanisches Ventil geöffnet und geschlossen wird, während die Auslaßöffnung 7 für den Auspuff der in dem Zylinder entstehenden Verbrennungsgase dient und ständig offen steht. Schließlich ist in der Zylinderwandung seitlich

ο ι ο v< c? ο ο

des Einlaßkanals V für das Brenngemisch eine Fassung angeordnet/ in die eine elektrische Zündkerze einsetzbar ist.

Der Motor weist weiterhin für jeden Zylinderraum einen Umlaufkolben auf/ der im wesentlichen die Form einer kompakten Hohltrommel 1 besitzt, die im Zylinderraum exzentrisch fest auf der Motorwelle A befestigt ist. Die Trommel 1 ist von einer weiteren dünnen Hohltrommel 2 umschlossen, die von gleicher axialer Länge wie der zugehörige Zylinder ist. Die Hohltrommel· 2 ist mittels beliebiger Wälzlager auf der Umfangsflache der Trommel 1 abgestützt, wobei sie ständig bei ihrem Abwälzen entsprechend dem Umlauf der Trommel 1 gasdicht sowohl an der Zylinderinnenwandung als auch an den Zylinderstirnwänden anliegt.

Schließlich ist eine ebene dünne Trennwand 4 vorgesehen, die von gleicher axialer Länge wie die Hohltrommel 2 ist und im Querschnitt die Form eines Parallelepipeds aufweist. Diese Trennwand 4 ist fest mit der Außenseite der Hohltrommel 2 verbunden und radial zum Zentrum der Trommel 1 ausgerichtet. Die Trennwand 4 ist in Richtung des Pfeiles Z in dem Spalt des zylindrischen Schwenkgelenkes 5 hin- und herbeweglich, während die Hohltrommel 2 zusammen mit der Trommel 1 sich auf ihrer Kreisbahn als Umlaufkolben der Maschine bewegt.

Zur Erzeugung von vorkomprimiertem Brenngemisch, das bei dem erfindungsgemässen Motor verwendet wird, ist ein Hilfszylinder C vorgesehen (Fig. 2), der einen hin- und herbeweglichen Kolben enthält. Beim Abwärtshub dieses Kolbens wird das flüchtige Brenngemisch aus einem nicht gezeigten

Vergaser angesaugt und beim Aufwärtshub verdichtet. Das verdichtete Gemisch wird dann abwechselnd über eine Brenngemischleitung 8 in der letzten Phase des Druckhubes jedem Motorzylinder C für den Antrieb des darin geführten Umlaufkolbens zugeführt.

Im Sinne einer Harmonisierung der Bewegungen des Kolbens im Hilfszylinder C und der Umlaufkolben des Motors selbst sind die Antriebswellen A bzw. A¹ über ein Zahngetriebe miteinander gekoppelt/ dessen übersetzung der Anzahl von Zylindern des Hauptmotors entspricht. Das besagt, daß bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Motor mit zwei Hauptzylindern vorhanden ist, ein Übersetzungsverhältnis von 2 :- 1 vorliegt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß neben dem beschriebenen System zur Erzeugung des vorkomprimierten Brenngemisches auch andere Möglichkeiten für die Verdichtung des Gemisches eingesetzt werden können, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen.

Der Antriebszyklus des erfindungsgemässen Motors vollzieht sich folgendermassen:

Wenn während des Umlaufes des Umlaufkolbens 1,2 die Hohltrommel 1 mit ihrer Kontaktfläche den Einlaßkanal V überstreicht, dann öffnet das darin vorgesehene Ventil, so daß in den Zylinder C eine abgestimmte Menge an vorkomprimiertem Brenngemisch einströmt und für die Zündung bereit ist.

Dieses Gemisch füllt zu Beginn den Zylinderraum M (Fig. 1), der bei der Auslegung des Motors für die entsprechende Leistung festgelegt worden ist, und es wird anschließend durch die elektrische Zündkerze gezündet. Daraus resultiert

ein Kraftimpuls auf den Kolben 1, 2 in Richtung des Pfeiles N mit entsprechender Umlaufbewegung und folglich einer entsprechenden Drehung der Motorwelle A.

Der Umlauf des Umlaufkolbens 1, 2 vollzieht sich bis zu der Stelle, an der die Dichtfläche mit der Zylinderinnenwand den freien, offenen Auslaßkanal 7 überstreicht. In diesem Zeitpunkt werden die Verbrennungsgase zum Auspuff der Maschine hin frei, so daß folglich der durch sie ausgeübte Druck im Zylinderinnenraum abfällt.

Der Zyklus wiederholt sich nunmehr von neuem. Mit dieser Wiederholung des geschilderten Zyklus in jedem Zylinder der Maschine erhält man eine konstante Wirkungsweise, und die auf diese Weise erzeugte Leistung wird im Vergleich zu den derzeit bekannten Verbrennungskraftmaschinen· mit hin- und herbeweglichen oder umlaufenden Kolben beträchtlich erhöht, da bei diesen bekannten Ver— brennungskraftmaschinen die Antriebskraft nur über eine Hälfte des Umfanges ihres Arbeitszyklus wirkt. Bei dem erfindungsgemässen Motor hingegen wird von den Kolben ein effektives Drehmoment über mehr als die Hälfte des Umfanges ihrer Umlaufbahn während des Betriebes abgegeben. Dieses Drehmoment hängt von der Hublänge und der Kontaktfläche der Umlaufkolben mit der Zylinderinnenwand ihrer zugehörigen Zylinder ab, wobei diese Hublänge durch den Kontaktpunkt T zum ZündungsZeitpunkt bis zur Auslaßöffnung 7 hin bestimmt ist. Daraus ist erkennbar, daß die Vergrösserung der Hublänge beim Arbeitshub jedes Umlaufkolbens von der möglichst nahen Anordnung des Kontaktpunktes T zum Zündzeitpunkt und von der Position der Auslaßöffnung 7 in der Zylinderwandung relativ zu dem Schwinggelenk 5 für die Trennwand 4 abhängt.

Anstelle des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielskönnen im Rahmen der Erfindung, jedoch ohne Änderung der grundsätzlichen Konstruktion, des Zündzyklus und der Vorteile der Erfindung,folgende Abänderungen getroffen werden:

Gemäß Fig. 3 kann anstelle einer ständiaen Befestigung der Trennwand 4 an dem Umlaufkolben 1 die Trennwand 4 durch eine Federbelastung 12 an die Umfangsflache des Umlaufkolbens 1 angedrückt sein, wobei die Trennwand 4 gleitend verschieblich in einer Lagerfläche 11 des Zylinders C aufgenommen ist und in Richtung des Pfeiles Z sich vor- und rückbewegen kann.

Es ist aber gemäß Fig. 4 auch möglich, die Trennwand 4 in dem Umlaufkolben selbst gleitend verschieblich zu lagern, wobei sie unter der Federbelastung einer im Umlaufkolben selbst angeordneten Druckfeder 12 oder unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft an die Zylinderinnenwand angedrückt wird. Auf diese Weise überstreicht sie mit ihrer an der Zylinderwand anliegenden Kante die Zylinderinnenfläche, während sie entsprechend dem Abstand von der Zylinderinnenwand in der Lagerung im Kolben 1 hin- und herbeweglich ist.

In den beiden Ausführunqsformen gemäß Fig. 3, 4 kann zur Verringerung der Reibung, die zwischen der Dichtkante der Trennwand 4 und der Zylinderinnenwand auftritt, bei T¹ eine spezielle Rollenlagerung vorgesehen sein.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

Bei gleicher Leistung können die Anzahl der Zylinder der Hauptmaschine und damit der Herstellungsaufwand und die

daraus entstehenden Kosten abgesenkt werden.

Der Platzbedarf für den Einbau der Maschine oder von
Maschinenblöcken wird geringer.

Auf die bei heutzutage bekannten Verbrennungskraftmaschinen üblichen komplizierten Kurbelwellen kann verzichtet werden.

Der Aufwand an Zeit und Kosten für die Wartung der Maschine wird verringert.

Man erhält eine grosse Brenngemischverdichtung/ da der
Verdichtungsdruck nicht im Zylinder der Hauptmaschine
erzeugt wird, woraus eine grössere Ausgangsleistung resultiert.

Von wesentlicher Bedeutung ist schließlich die Verringerung des Kraftstoffbedarfes gegenüber Verbrennungskraftmaschinen ähnlicher Ausbildung/ wobei die Einsparung bis zu 5o %
beträgt.

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE Or. rer. nat. DIETER LOÜIS Dlpl.-Phyt. CLAUS POHLAU Dlpl.-Ine. FRANZ LOHRENTZ Dlpi.-Phys.WOLFGANG SEGETH FERDrNAND-MARIA-STR. 6

8130 STARNBERG

Georgios Eust. Georgopoulos
Agras Str. 6, Athen, Griechenland

21 354 2o/h Kreiskolbenartiger Umlaufkolbenmotor

Patentanspruch

Umlaufkolbenmotor mit einem Zylindergehäuse von kreiszylindrischem Querschnitt, in dem Einlaß- und Auslaßöffnungen für Brenngemisch bzw. Verbrennungsgase vorgesehen sind und in welchem ein in örtlichem Dichtkontakt mit der Zylinderinnenwand stehender Umlaufkolben ■ um eine zur Zylinderachse achsparallele Achse umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Zylindergehäuses (C) eine Trennwand (4) zumindest radial verschiebbar gelagert ist, die in Zusammenwirken mit der Außenfläche des Umlaufkolbens (1, 2) und dessen Dichtlinie oder Dichtfläche mit der Zylinderinnenwand zwei Kammern (M, M¹) im Zylindergehäuse (C) bildet, und daß in Laufrichtung des Umlaufkolbens (1, 2) vor der Trennwand (4) die ständig offene Auslaßöffnung (7) und hinter der Trennwand (4) die ventilgesteuerte Einlaßöffnung (V) für vorkomprimiertes Brenngemisch vorgesehen ist.