CH376317A - Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

      Verbrennungsmotor       Gegenstand der vorliegenden     Erfindung    ist ein  Verbrennungsmotor. Es sind Verbrennungsmotoren  mit hin und her gehenden Kolben bekannt, deren  Zylinder sternförmig angeordnet sind und deren Kol  ben über Pleuelstangen direkt auf eine gemeinsame,  zentrale Kurbelwelle wirken. Der Wirkungsgrad sol  cher Motoren ist relativ klein, da ein grosser Teil der  während des Arbeitshubes der Kolben frei werdenden  Energie von den Lagern aufgenommen werden muss  und da meist ein nicht unerheblicher Teil der Leistung  zur Steuerung der Einlass- und     Auslassventile    ver  braucht wird.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung  eines Verbrennungsmotors mit hin und her gehenden  Kolben, bei welchem nicht nur die meist mechanisch  komplizierte separate Ventilsteuerung     wegfällt,    son  dern auch die auftretenden Lagerdrücke gegenüber  bekannten, vergleichbaren Ausführungen herabgesetzt  sind.

   Erfindungsgemäss besitzt der Verbrennungs  motor ein stationäres Gehäuse mit zylindrischer  Bohrung, in welcher ein mit einer     Abtriebwelle    ver  sehener Trommelläufer angeordnet ist, der mindestens  eine gegen den Läuferumfang hin offene Zylinder  bohrung aufweist, in der ein über einen Kurbeltrieb  mit einem bezüglich der Läuferachse exzentrischen  Zahnrad wirkungsverbundener Kolben geführt ist,  welches Zahnrad mit einem zur Läuferachse ko  axialen, stationären Zahnkranz kämmt, wobei an dem  von der Zylinderbohrung des Läufers bestrichenen  Innenumfang des Gehäuses die Mündung mindestens  eines Zuführungskanals für     Brennstoff-Luft-Gemisch,     mindestens eines     Auslasskanals    für Verbrennungs  produkte und mindestens eine Zündstelle liegen.  



  Wie leicht ersichtlich, bewirkt ein Hin- und Her  gehen des Kolbens über das sich auf dem Zahnkranz  abwälzende Zahnrad ein Rotieren des Läufers, wobei  dessen Zylinderbohrung     zwangläufig    mit den beiden    Kanälen bzw. mit der Zündstelle in Verbindung ge  langt, Anderseits wirken die im. Kurbeltrieb auftre  tenden Drücke weitgehend im     Sinne    einer Unter  stützung der     Abwälzbewegung    des Zahnrades auf dem  stationären Zahnkranz, wodurch die Lagerdrücke  relativ klein bleiben.  



  In der beiliegenden     Zeichnung    ist ein Ausfüh  rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt;  es zeigt:       Fig.    1 einen vertikalen     Axialschnitt    und       Fig.    2 einen     Radialschnitt    durch einen     4-Zylinder-          Motor.     



  In der Zeichnung ist mit 1 ein     zweiteiliges    Ge  häuse mit zylindrischer Bohrung bezeichnet. In dieser       Gehäusebohrung    ist     ein    zweiteiliger     Trommelläufer    2  angeordnet. Der als Hohlkörper ausgebildete Läufer 2  besitzt eine erste Endscheibe 2a, die mit einem Ring  2b aus einem Stück besteht, sowie     eine    zweite     End-          scheibe        2e,    die am Ring 2b festgeschraubt ist.

   Von  der Aussenseite der Endscheibe 2c ragt eine zum Läu  fer 2 koaxiale     Abtriebwelle    3 durch eine separate       Endplatte        1c    des Gehäuses 1 nach aussen. Die Welle  3 ist mittels eines Kugellagers 4 in der Endplatte     1c     gelagert und mittels Dichtungen 5 nach aussen abge  dichtet.

   Die     Endplatte        1c    ist an einem Gehäusemantel  l     b    befestigt, der aus     einem    Stück     mit    einer zweiten       Endplatte    la besteht, Durch diese Endplatte la hin  durch ragt eine Tragachse 6, die sich ausserhalb des       Gehäuses    1 auf einem     Arm    7 abstützt.

   Die durch eine  Hohlwelle 8 des Läufers. 2 mit Spiel     hindurchragende     Tragachse 6 trägt innerhalb des Läufers 2 einen statio  nären Zahnkranz 9 und ein weiteres Kugellager 10 zur       Abstützung    der     Läuferendscheibe        2c,    Die Hohlwelle  8 ist mittels eines äusseren Kugellagers 11 in der       Gehäuseendplatte    l     a        geführt    und mittels Dichtungen  12 nach aussen abgedichtet.

        Der Läuferring 2b ist in gleichen Umfangsab  ständen mit vier     einwärtsragenden    Zylinderbüchsen  13 versehen; die Achsen der sich in Umfangsrichtung  folgenden Zylinderbüchsen stehen     senkrecht    zuein  ander und liegen alle in einer     Radialebene    des Läufers  2. In jeder Zylinderbüchse 13 ist ein Kolben 14 ge  führt, dessen einwärts ragende Kolbenstange 15 an  einem     Kuibelarm    16 angreift; mit jedem Kurbelarm  16 ist über eine Kurbelwelle 18 ein zu seiner Dreh  achse koaxiales Zahnrad 17 starr verbunden, wobei  diese Zahnräder 17 mit dem stationären Zahnkranz 9  kämmen. Die Kurbelwellen 18 sind in den     Läuferend-          scheiben    2a, 2c drehbar gelagert.  



  Das Innere des Läufers 2 steht durch     Bohrungen     19 mit einem Ringkanal 20 im Gehäusemantel 1 b  in Verbindung, der seinerseits über eine     Bohrung    21  und eine     Rückführleitung    22 mit einem     Wärmeaus-          tauscher    23 in Verbindung steht; die Ölzufuhr vom       Wärmeaustauscher    23 zum Innenraum des Läufers  2     erfolgt    über eine Leitung 24, die an die hohle Trag  achse 6 angeschlossen ist, und in welcher eine     Förder-          pumpe    25 vorgesehen ist.

   Anderseits sind im Gehäuse  1     Kühlwasserkanäle    26 vorgesehen, die über eine Lei  tung 27 mit dem     Wärmeaustauscher    23 verbunden  sind; der     Kühlwassertransport    aus dem     Wärmeaus-          tauscher    23 in die Kanäle 26 erfolgt mittels einer in  einer Leitung 27 angeordneten Pumpe 28. Im Ge  häusemantel 1 b sind im Bereich der von den Zylin  derbohrungen bestrichenen Umfangsfläche ein Ein  lasskanal 29 und mit Umfangsabstand davon ein Aus  lasskanal 30 vorgesehen. Die beiden Kanäle sind  durch in zueinander entgegengesetzten Umfangsrich  tungen konvergierende Aussparungen 29a und 30a  an der Gehäuseinnenseite erweitert.

   Auf der den  beiden relativ eng benachbarten Kanälen 29, 30  gegenüberliegenden Gehäuseseite ist in den Gehäuse  mantel l b eine Zündkerze 31 eingesetzt. Die Mittel  zur Speisung des     Einlasskanals    29     mit        Brennstoff-Luft-          Gemisch,    die Auspuffleitung und die die Zündkerze  31 speisende elektrische Anlage können in an sich be  kannter Weise ausgebildet sein und sind deshalb  nicht gezeichnet.  



  Die Wirkungsweise des beschriebenen Motors ist  die folgende, wobei von der in     Fig.    2 gezeichneten  Stellung der Einzelelemente ausgegangen wird: Der  im rechts oben liegenden Quadranten befindliche  Kolben 14 hat seine äussere     Totpunktlage    über  schritten;     während    des folgenden     Einwärtshubes    saugt  er aus dem Kanal 29     Brennstoff-Luft-Gemisch    an;  das rotierende Zahnrad 17 wälzt sich dabei auf dem  Zahnkranz 9 ab. Der im rechts unten liegenden Qua  dranten befindliche Kolben 14 ist in der inneren Tot  punktlage und der Zylinder ist mit     Brennstoff-Luft-          Gemisch    gefüllt.

   Der im     links    unten liegenden Qua  dranten befindliche Kolben 14 hat seine äussere Tot  punktlage überschritten und dabei das     Brennstoff-          Luft-Gemisch    komprimiert. Der Zylinder liegt der  Zündkerze 31 gegenüber, wobei das komprimierte  Gemisch entzündet wird und den Kolben 14 nach  innen treibt. Das sich auf dem Zahnkranz 9 ab-    wälzende Zahnrad 17 treibt dabei den Läufer 2 in  Pfeilrichtung an. Der im links oben liegenden Qua  dranten befindliche Kolben 14 ist in seiner inneren       Totpunktlage;    sein Zylinder enthält die teilweise ex  pandierten Verbrennungsgase, die unmittelbar an  schliessend durch den     Auslasskanal    30 ausgestossen  werden.    Es handelt sich somit um einen Viertaktmotor.

   Ein  wesentlicher Vorteil des beschriebenen Motors gegen  über     Viertakt-Verbrennungsmotoren    üblicher Bauart  liegt im     Wegfall    komplizierter     Ventilsteuerungen    ein  weiterer Vorteil liegt darin, dass die in Richtung der  Kolbenverschiebung wirkenden Kräfte, soweit sie im       jeweiligen    Kurbeltrieb nicht zur Drehung des Zahn  rades 17 ausgenützt werden, direkt auf die Kurbel  wellenlager wirken, und dadurch ein Drehmoment  mit dem     Radialabstand    der     Kurbelwellenachse    von der  Rotationsachse des Läufers 2 erzeugen, das die Dreh  bewegung des letzteren unterstützt.  



  Es versteht sich, dass die Zahl der zur Verwendung  gelangenden Zylinder sich nach Grösse und Leistungs  bedarf richtet; Voraussetzung ist nur, dass die Achsen  aller Zylinder Tangenten an einen gemeinsamen Kreis  bilden. Grösse und Zähnezahl der Zahnräder 17 und  des Zahnkranzes 19 richten sich nach der gewünsch  ten Drehzahl, wobei die Anordnung auch so ge  troffen sein kann, dass jeder Kolben während einer       Läuferumdrehung    mehr als einen Arbeitshub aus  führt; in diesem Fall ist eine entsprechende Anzahl  von Einlass- und     Auslasskanälen    und von Zündkerzen  vorzusehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verbrennungsmotor mit mindestens einem hin und her gehenden Kolben, gekennzeichnet durch ein Ge häuse mit zylindrischer Bohrung, in welcher ein mit einer Abtriebswelle versehener Trommelläufer ange ordnet ist, der mindestens eine gegen den Läuferum fang hin offene Zylinderbohrung aufweist, in der ein über einen Kurbeltrieb mit einem bezüglich der Läu ferachse exzentrischen Zahnrad wirkungsverbundener Kolben geführt ist, welches Zahnrad mit einem zur Läuferachse koaxialen, stationären Zahnkranz kämmt,

   wobei an dem von der Zylinderbohrung des Läufers bestrichenen Innenumfang des Gehäuses die Mündung mindestens eines Zuführkanals für Brennstoff-Luft- Gemisch, mindestens eines Auslasskanals für Verbren nungsprodukte und mindestens eine Zündstelle liegen. UNTERANSPRÜCHE 1. Verbrennungsmotor nach Patentanspruch, dass die Zylinderbüchsen in gleichmässigen Umfangsab ständen in dem als Hohlkörper ausgebildeten Läufer angeordnet sind, wobei die Zylinderachsen Tangen ten an einen gemeinsamen Kreis mit Zentrum auf der Drehachse des Läufers sind. 2.

   Verbrennungsmotor nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der ortsfeste Zahnkranz auf einer durch eine hohle Läuferwelle hindurchge- führten, hohlen Tragachse sitzt, die ihrerseits der Öl- zufuhr zum Innenraum des Läufers dient. 3. Verbrennungsmotor nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass allen Zylinderbüchsen ein Gemischeinlasskanal, eine Zündkerze und ein Gas- auslasskanal im Gehäuse gemeinsam zugeordnet ist, die bei rotierendem Läufer aufeinanderfolgend von jedem Zylinder passiert werden.