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DE102012017788B4 - Brennkraftmaschine mit Doppelkurbeltrieb - Google Patents

Brennkraftmaschine mit Doppelkurbeltrieb Download PDF

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DE102012017788B4
DE102012017788B4 DE102012017788.7A DE102012017788A DE102012017788B4 DE 102012017788 B4 DE102012017788 B4 DE 102012017788B4 DE 102012017788 A DE102012017788 A DE 102012017788A DE 102012017788 B4 DE102012017788 B4 DE 102012017788B4
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Abstract

Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder (10),einem in dem Zylinder hin und her beweglichen Kolben (12), wobei in dem Zylinder oberhalb des Kolbens eine Arbeitskammer (20) gebildet ist,einer auf der von der Arbeitskammer abgewandten Seite des Kolbens am Kolben starr angebrachten Kolbenstange (14), die durch eine Öffnung in einer unterhalb des Kolbens angeordneten Trennwand (18) des Zylinders unter Abdichtung linear beweglich hindurchgeführt ist, wobei zwischen dem Kolben und der Trennwand eine Frischladungskammer (24) angeordnet ist, aus welcher verdichtete Frischluft der Arbeitskammer zuführbar ist, undeinem auf der vom Kolben abgewandten Seite der Trennwand angeordneten Doppelkurbeltrieb mit zwei gegensinnig mit gleicher Drehzahl drehenden Kurbeln (46, 48; 130, 140, 132,142)die über je ein Pleuel (50, 52) gelenkig mit der Kolbenstange (14) verbunden sind, wobei die gelenkige Verbindung zwischen Pleuel (50, 52) und Kolbenstange (14) mittels einer durch wenigstens ein Auge des Pleuels und wenigstens ein Auge der Kolbenstange hindurchragenden Steckachse (100, 102) erfolgt, die durch Anlage wenigstens eines ihrer freien Enden an einer Leitwand (104) des Kurbelgehäuses (44) an einem Herausbewegen aus dem Pleuel gehindert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Doppelkurbeltrieb.
  • Eine Brennkraftmaschine mit Doppelkurbeltrieb ist beispielsweise aus der DE 102 47 196 B4 bekannt, die einen Zylinder aufweist, in dem unter Bildung einer Arbeitskammer ein Kolben arbeitet. Am Kolben ist ein Schaft vorgesehen, der unter Abdichtung linear beweglich durch eine auf der von der Arbeitskammer abgewandten Seite des Kolbens ausgebildete Trennwand des Zylinder hindurchgeführt ist und den Kolben mit einem zwei Kurbelwellen enthaltenden Doppelkurbeltrieb, der auf der vom Kolben abgewandten Seite der Trennwand angeordnet ist, verbindet. Der Raum zwischen dem Kolben und der Trennwand bildet eine Frischladungskammer, die über eine Einlassventileinrichtung mit der Umgebung verbunden ist. Der Doppelkurbeltrieb weist zwei gegensinnig mit gleicher Drehzahl drehende Kurbelwellen auf, die mit dem Schaft über je ein Pleuel gelenkig verbunden sind.
  • Gegenüber konventionellen Brennkraftmaschinen, bei denen ein Kolben über jeweils ein Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden ist, haben Brennkraftmaschinen mit Doppelkurbeltrieb zahlreiche Vorteile. Vom Doppelkurbeltrieb her werden auf den Kolben keinerlei Seitenkräfte ausgeübt, wodurch die Reibung vermindert wird, die Schwingungsanregung geringer ist und der Kolben flach und ohne Hemd ausgeführt sein kann, was für die, falls erforderlich, Schmierung der Gleitberührung Kolbenring / Zylinderwand vorteilhaft ist. Aufgrund des seitlichen Versatzes der Drehachsen der gegenläufig drehenden Kurbelscheiben relativ zur linearen Bewegung der Kolbenstange ist der Drehwinkel der Kurbelscheiben bei Bewegung des Kolbens vom OT zum UT ungleich dem Drehwinkel bei der anschließenden Bewegung des Kolbens vom UT zum OT. Dies kann in für die Verbrennung und den Wirkungsgrad vorteilhafterweise genutzt werden. Die Drehmomentabgabe wird vergleichmäßigt, was zusätzlich dadurch unterstützt wird, das im Vergleich zu herkömmlichen Motoren bei gleichem Kolbenhub kleinere Kurbelradien der Doppelkurbeln erforderlich sind.
  • Die DE 199 25 445 A1 und die DE 25 15 641 A1 offenbaren weitere Brennkraftmaschinen mit Doppelkurbeltrieb.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Eigenschaften einer Brennkraftmaschine mit Doppelkurbeltrieb weiter zu verbessern.
  • Eine Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.
  • Die Erfindung ist für weitgehend alle Arten von Kolbenbrennkraftmaschinen einsetzbar, beispielsweise Ein- und Mehrzylindermotoren, Otto-, Diesel-, und Gasmotoren, Zweitakt- und Viertaktmotoren.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert:
  • In den Figuren stellen dar:
    • 1 eine Prinzipskizze eines Mittelschnitts durch eine Brennkraftmaschine mit Doppelkurbeltrieb,
    • 2 eine Prinzipskizze eines Flüssigkeitskreislaufs,
    • 3 eine Aufsicht auf den Doppelkurbeltrieb mit Darstellung der Ankupplung eines Kolbenschafts,
    • 4 ein Schema der Betätigung von Ladungswechselventilen,
    • 5 eine schematische Ansicht einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine und
    • 6 eine schematische Ansicht einer weiteren mehrzylindrischen Brennkraftmaschine.
  • Gemäß 1 weist eine Brennkraftmaschine einen Zylinder 10 auf, in dem ein Kolben 12 längs der Achse des Zylinders beweglich ist. Der beispielsweise hemdlos ausgebildete Kolben 12 ist vorzugsweise starr mit einer Kolbenstange 14 verbunden, die unter Abdichtung linear beweglich durch eine Durchführung 16 hindurch geführt ist, die in einer Trennwand 18 ausgebildet ist, die den Innenraum des Zylinders 10 gemäß 1 nach unten abschließt. Auf diese Weise ist oberhalb des Kolbens 12 eine Arbeitskammer 20 zwischen dem Kolben 12 und dem Zylinderkopf 22 bzw. einer Oberwand des Zylinders ausgebildet und unterhalb des Kolbens 12 ist zwischen dem Kolben 12 und der Trennwand 18 eine Frischluftkammer 24 ausgebildet. Eine im unteren Bereich der Frischluftkammer 24 ausgebildete Einlassöffnung ist an einen Ansaugkanal 26 angeschlossen, der mit einem Ansaugventil 28 verschließbar ist.
  • Aus dem unteren Bereich der Frischluftkammer 24 führt eine Auslassöffnung in einen Verbindungskanal 32, in dem ein Zwischenventil 34 angeordnet ist und der mit einem Einlasskanal 36 verbunden ist, der in die Arbeitskammer 20 der Brennkraftmaschine führt und mittels eines als Tellerventil ausgebildeten Einlassventils schließbar ist.
  • Aus der Arbeitskammer 20 führt ein Auslasskanal durch ein nicht dargestelltes Abgassystem der Brennkraftmaschine ins Freie. Der Auslasskanal ist mittels eines als Tellerventil ausgebildeten Auslassventils 42 verschließbar.
  • Die Kolbenstange 14 führt durch die Trennwand 18 hindurch in den Innenraum eines den Doppelkurbeltrieb aufnehmenden Kurbelgehäuses 44, in dem zwei Kurbelscheiben 46 und 48 um gehäusefeste Drehachsen A und B drehbar gelagert sind. Die Kurbelscheiben weisen an mit gleichem Durchmesser ausgebildeten Umfängen Umfangsverzahnungen (doppelt gepunktet dargestellt) auf, die miteinander kämmen. Die Drehachsen A und B der Kurbelscheiben 46 und 48 befinden sich in einer senkrecht zur Kolbenstange 14 gerichteten Ebene und sind von der Kolbenstange 14 gleich weit entfernt. Die Kolbenstange 14 erstreckt sich bis unterhalb der Ebene, in der die Drehachsen A und B liegen derart, dass ihr unteres Ende auch im dargestellten oberen Totpunkt des Kolbens 12 unterhalb der Drehachsen ist. Das untere Ende der Kolbenstange 14 ist über Pleuel 50, 52 gelenkig mit an den Kurbelscheiben radial innerhalb der Umfangsverzahnungen exzentrisch zu der Drehachse der Kurbelscheiben angeordneten Pleuelzapfen 55 bzw. 56 verbunden.
  • In 1 ist die Stellung des Kolbens 12 im unteren Totpunkt einfach punktiert gestrichelt dargestellt.
  • Aufbau und Funktion der bisher beschriebenen Brennkraftmaschine sind an sich bekannt.
  • Bei Betrieb im Viertaktverfahren sind ausgehend von im unteren Totpunkt befindlichem Kolben 12 bei einem Auspufftakt die Ventile 34 und 38 geschlossen und die Ventile 28 und 42 offen. Der Kolben schiebt während des Auspufftakts verbrannte Ladung aus der Arbeitskammer aus und saugt gleichzeitig Frischluft in die Frischluftkammer 24 ein. Beim anschließenden Ansaughub sind die Ventile 28 und 42 zu und die Ventile 34 und 38 auf, so dass in dem Verbindungskanal 32 und der Frischluftkammer 24 befindliche Frischluft durch die offenen Ventile 34 und 38 hindurch in die Arbeitskammer 20 gedrückt wird. Beim anschließenden Verdichtungshub ist lediglich das Ansaugventil 28 offen, so dass bei der Verdichtung der in der Arbeitskammer 20 befindlichen Ladung Frischluft in die Frischluftkammer 24 eingesaugt wird. Bei dem anschließenden Arbeitshub (Verbrennungstakt) sind alle Ventile mit Ausnahme des Zwischenventils 34 geschlossen, so dass während des Arbeitstakts beim vorherigen Verdichtungstakt angesaugte Frischluft in den Verbindungskanal 32 geschoben wird und dort vorverdichtet wird. Beim anschließenden Auspufftakt beginnt der beschriebene Zyklus von neuem. Die beschriebene Brennkraftmaschine arbeitet somit mit integrierter interner Aufladung, da bei einem Ansaugtakt etwa das Zweifache des Volumens der Frischluftkammer in die Arbeitskammer 20 gelangt, so dass unmittelbar beim Anlassen bereits eine Aufladung vorhanden ist.
  • Bei der angedeuteten gegensinnigen Drehrichtung der Kurbelscheiben 46 und 48, bei der die in 1 linke Kurbelscheibe 46 gegen Uhrzeigerrichtung und die rechte Kurbelscheibe 48 gegen Uhrzeigerrichtung dreht, ist, wie aus der Figur unmittelbar ersichtlich, der Drehwinkel der Kurbelscheiben vom OT zu UT des Kolbens größer als der Drehwinkel der Kurbelscheiben vom UT zum OT. Durch zweckentsprechende Auslegung des Doppelkurbeltriebs kann erreicht werden, dass ein Arbeitstakt sich über bis zu 230° Kurbelwinkel erstreckt, was für eine vollständige Verbrennung und eine gleichmäßigere Drehmomententfaltung vorteilhaft ist.
  • In 1 mit einer dreifachpunktierten gestrichelten Linie eine im Kurbelgehäuse 44 angeordnete Flüssigkeitstrennwand 60 dargestellt, die im Bereich der unteren Umfangsabschnitte der Kurbelscheiben 46 und 48 Flüssigkeitsaufnahmenuten bzw. Pumpkanäle 62 und 64 bildet, die den Umfängen der Kurbelscheiben entsprechend geformt sind und in die die Außenverzahnungen der Kurbelscheiben eintauchen. Die Pumpkanäle bilden in Verbindung mit den Außenverzahnungen der Kurbelscheiben bei deren Drehung Flüssigkeitspumpen.
  • Die Funktion der Flüssigkeitspumpen wird anhand der 2 erläutert, die schematisch einen Flüssigkeitskreislauf darstellt.
  • In 2 bildet eine Ausbauchung 66 des Kurbelgehäuses 44 (1), deren Tiefe durch die Stellung der Kurbelstange 14 im UT des Kolbens 12 bestimmt ist, einen Flüssigkeitssumpf 70. Eine lediglich zur drucklosen Förderung ausgelegte einfache Flüssigkeitspumpe 72 saugt Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf 70 an und führt sie der Kolbenstange 15 zugewandten Einlässen der Pumpkanäle 62 und 64 zu. Von dort wird die Flüssigkeit bei Drehung der Kurbelscheiben 46 und 48 durch die Pumpkanäle 62 und 64 hin durch zu angeschlossenen Flüssigkeitskanälen 74 und 76 gefördert, die an Anlässe der Pumpkanäle angeschlossen sind. An die Flüssigkeitskanäle 74 und 76 ist ein Versorgungskanal 78 angeschlossen, über den Elemente 80, 82, 84 u.s.w. mit Flüssigkeit versorgt werden. Nach Durchströmung der Elemente tritt die Flüssigkeit aus einem Rücklaufkanal 86 aus und gelangt zurück zu den Einlässen der Pumpkanäle 62, 64, 84 und/oder dem Flüssigkeitssumpf 70.
  • Die Flüssigkeit ist vorteilhafterweise ein Schmieröl, das zur Schmierung von Elementen der Brennkraftmaschine dient, beispielsweise eines Getriebes, das mit einer oder beiden der Kurbelscheiben über eine Kupplung verbunden ist, der Kurbelscheiben und deren Pleuellager u.s.w. Zusätzlich kann das Schmieröl zur Kühlung der Brennkraftmaschine dienen, in dem es einen entsprechenden Kühler durchströmt. Der Flüssigkeitsstand im Ölsumpf 66 wird derart eingestellt, dass die Kolbenstange 14 mit deren Pleuelanbindung gerade in den Flüssigkeitspegel eintaucht, so dass keine unnötigen Panschverluste entstehen.
  • Das vorstehend beschriebene Beispiel eines Schmier/Kühlsystems hat wegen der beiden Pumpkanäle 62 und 64 und deren Flüssigkeitspumpenfunktion den Vorteil, dass auch bei langen Kurvenfahrten eine Flüssigkeitsversorgung sichergestellt ist. In der 2 dargestellte Ventile 88 und 90 in den Flüssigkeitskanälen 74 und 76 stellen sicher, dass kein Öl in einen der Pumpkanäle 62 und 64 rückströmt. Die Ventile 88 und 90 können als einfache Rückschlagventile ausgebildet sein und sind vorteilhafterweise nahe an den Anlässen der Pumpkanäle.
  • Das beschriebene System kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann lediglich eine der Kurbelscheiben mit zugehöriger Nut als Pumpe verwendet werden. Bei ungekehrter Drehrichtung der Kurbelscheiben sind die Einlässe und Auslässe der Pumpkanälevertauscht.
  • Ein grundsätzlicher Vorteil einer mit Doppelkurbeltrieb ausgerüsteten Brennkraftmaschine liegt darin, dass der Kurbelraum vollständig vom Kolbenraum getrennt ist. Der Kolben muss wegen seiner Seitenkraft-freien Führung bei entsprechender Materialpaarung zwischen der Außenseite des Kolbens bzw. eines oder mehrerer dort vorgesehener Kolbenringe und der Innewand des Zylinders nicht geschmiert werden, so dass das Schmieröl keiner Alterung durch den Einfluss von Verbrennungsrückständen oder hohen Temperaturen ausgesetzt ist und als Lebensdauerfüllung vorhanden sein kann.
  • 3 zeigt schematisch ein Beispiel der Anbindung der Kolbenstange 14 an die Kurbelscheiben 46 und 48. Die Kurbelscheiben 46 und 48 weisen Lagerzapfen 92 und 94 auf, mit denen sie drehbar am Kurbelgehäuse gelagert sind. Weiter weisen die Kurbelscheiben 46 und 48 die Pleuelzapfen 54 und 56 auf, an denen die Pleuel 50 und 52 gelagert sind. Im in 3 dargestellten Beispiel weist das untere Ende der Kolbenstange 14 an seinen voneinander abgewandten Seiten je zwei vorstehende Ohren bzw. Ansätze 96 und 98 auf die parallel zueinander angeordnet sind und mit Durchgangsöffnungen bzw. Augen versehen sind. Die gemäß 1 unteren Enden der Pleuel 50 und 52 weisen entsprechende Durchgangslöcher bzw. Augen auf, so dass jeweils eine Steckachse 100 bzw. 102 durch ein zugehöriges Pleuel 50 bzw. 52 und die zugehörigen Ansätze 96 bzw. 98 hindurchsteckbar ist und das Pleuel an der Kolbenstange lagert.
  • Am Kurbelgehäuse bzw. einem Kurbelgehäusedeckel sind vorzugsweise beidseitig der Bewegungsbahnen der freien Enden der Steckachsen 100 und 102 Leitwände 104 ausgebildet, wobei in 3 nur eine der Leitwände sichtbar ist. Die Leitwände 104 sind zumindest im Bereich ihrer Berührung mit den freien Enden der Steckachsen vorteilhafterweise mit einem reibungsgünstigen Material beschichtet. Durch die Leitwände sind die Steckachsen verliersicher in den jeweiligen Durchgangsöffnungen gehalten. Da das untere Ende der Kolbenstange 14 mit den Ansätzen 96 und 98 in den Flüssigkeitssumpf 70 eintaucht ist eine Schmierung sowohl der Lagerung der Pleuel an den Steckachsen, als auch die Gleitberührung zwischen den freien Enden der Steckachsen und den Leitwänden 104 sichergestellt. Bei entsprechenden Materialpaarungen ist diese Schmierung jedoch nicht zwingend.
  • Das Kurbelgehäuse bzw. ein Deckel des Kurbelgehäuses kann auch im Bereich der Bewegungsbahnen der freien Enden der Pleuelzapfen 54 und 56 ebenfalls mit Leitwänden (nicht dargestellt) ausgebildet sein, längs derer sich die freien Enden in Gleitberührung oder mit geringem Abstand bewegen, so dass die Pleuel 50 und 52 auf den Pleuelzapfen 54 und 56 lediglich aufgesteckt werden müssen und nach Zusammenbau des Kurbelgehäuses verliersicher gehalten sind.
  • Die vorstehend beschriebene Anbindung der Pleuel an die Kolbenstange kann auch bei mehrzylindrigen Motoren angewendet werden, wenn beispielsweise beidseitig der Lagerzapfen 92 und 94 Kurbelscheiben vorgesehen sind, wobei eines der Kurbelscheibenpaare mit der Kolbenstange eines Kolbens und das andere der Kurbelscheibenpaare mit der Kolbenstange eines weiteren Kolbens zusammenwirkt. Die Kolbenstange 14 ist in 3 mit rechteckigem Querschnitt dargestellt. Die Kolbenstange, die hohl sein kann, kann auch mit rundem Querschnitt oder längs ihrer Länge mit unterschiedlichem Querschnitt ausgebildet sein, beispielsweise nur an ihrem gemäß 1 unterem Ende mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein.
  • 4 zeigt schematisch eine Weiterbildung der Maschine gemäß 1 mit einer schematischen Darstellung der Betätigung des Einlassventils 38 und des Auslassventils 42. Die Ventile 38 und 42 werden vorteilhafterweise mechanisch positiv betätigt, wohingegen die Ventil 34 und 28 einfache Rückschlagventile sein können. Die Verbindung der in 4 sichtbaren Kurbelscheibe 48 mit der Kolbenstange 14 über den Pleuelzapfen 56 und das Pleuel 52 ist lediglich schematisch dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß 4 sind beidseitig der Ansatz 98 der Kolbenstange 14 Pleuel 52a und 52b angeordnet und mittels der Steckachse 102 an dem Auge 98 befestigt.
  • Die Kurbelscheibe 48 ist mit ihrem Lagerzapfen 94 maschinenfest gelagert. Der Lagerzapfen 94 weist eine Verlängerung 106 auf, die beispielsweise zu einer Kupplung führt, über die die Kurbelscheibe 94 mit einem Getriebe eines Fahrzeugs verbunden ist. An einer Stufe zwischen der Verlängerung 106 und dem Lagerzapfen 94 befindet sich eine drehfest mit dem Lagerzapfen 94 verbundenes Zwischenzahnrad 108, die mit einer Außenverzahnung ausgebildet ist, die mit einer Außenverzahnung eines weiteren Zahnrades 110 kämmt, das um eine maschinenfeste Achse C drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 110 kann auch mit einer unmittelbar an dem Lagerzapfen ausgebildeten Verzahnung kämmen. Das Zahnrad 110 weist axial benachbart zwei exzentrische Nockenflächen 112 und 114 auf, die zur Betätigung von Stößeln 116, 118 dienen, die über Kipphebel 120, 122 die Ventile 42 bzw. 38 betätigen. Mit dem Zwischenrad 108 wird erreicht, dass die Drehzahl des Zahnrades 110 die halbe Drehzahl der Nockenscheibe 48 ist, so dass die Ventile 38 und 42 entsprechend einem Viertaktverfahren betätigt werden können. Bei einem Zweitaktverfahren kann die Zwischenübersetzung entfallen und kann die Nockenfläche unmittelbar an der Kurbelscheibe 48 ausgebildet werden. Es versteht sich, dass auch beide Kurbelscheiben 46 und 48 unmittelbar mit Nockenflächen ausgebildet sein können oder über Übersetzungen mit Nockenflächen zusammenwirken, wobei die Kurbelscheibe 46 das oder die Einlassventile 38 und die Kurbelscheibe 48 das oder die Auslassventile 42 betätigt.
  • Die vorstehend beschriebene Betätigung der Ladungswechselventile ist lediglich eine von zahlreichen Ausführungsformen. Beispielsweise müssen die Stößel nicht mit Nockenflächen zusammenwirken, sondern können mit Zapfen ausgebildet sein, die unmittelbar in umlaufende Nockennuten einer jeweiligen Scheibe eingreifen, so dass die Ventile nicht gegen Federdruck geöffnet oder geschlossen werden, sondern zwangsläufig betätigt werden. Anstelle der Stößel können Umschlingungsmittel, wie Zahnriemen oder Ketten verwendet werden, um die Drehbewegung der Kurbelscheiben auf an sich bekannte Nockenwellen zur Betätigung der Ventile zu übertragen.
  • Die vorstehende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und nicht einschränkend. Die Brennkraftmaschine kann in vielerlei Hinsicht abgeändert sein, beispielsweise als Zweitaktmotor ausgebildet sein, bei der Verbindungskanal 32 fehlen kann und die Frischluft aus der Frischluftkammer 24 in die Arbeitskammer 20 durch Schlitze überströmt, die an der Innenwand des Zylinders im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens ausgebildet sind. Eine oder beide der Kurbelscheiben 46, 48 können als Rotor einer Elektromaschine dienen, indem ein Umfangsbereich axial neben der Umfangsverzahnung, der gegebenenfalls mit kleinerem oder größerem Durchmesser ausgebildet sein kann, in an sich bekannter Weise mit Magneten bestückt ist, die innerhalb eines ortsfesten Stators umlaufen. Eine dadurch gebildete Elektromaschine kann beispielsweise wie bei Hybridantrieben abhängig von Betriebsbedingungen als Generator zur Stromerzeugung dienen oder als Antriebsmotor zum zusätzlichen Antrieb eines Fahrzeugs dienen. Eine Elektromaschine, die bedarfsweise als Generator oder Motor (z.B. Anlasser) betrieben werden kann, kann auch derart ausgebildet sein, dass ein Antriebsritzel eines Rotors der Elektromaschine mit der Umfangsverzahnung einer der Kurbelscheiben kämmt, so dass der Rotor der Elektromaschine von der Kurbelscheibe her mit hoher Übersetzung, d.h. hoher Drehzahl angetrieben wird. Es versteht sich, dass zwischen der Elektromaschine und den Kurbelscheiben eine Kupplung und/oder ein Getriebe mit variabler Übersetzung angeordnet werden können.
  • Die Brennkraftmaschine kann zusätzlich aufgeladen werden, indem beispielsweise das gemäß 1 untere Ende der Kolbenstange 14 verlängert wird und mit einem weiteren Kolben verbunden wird, der in einem einfach oder doppelt wirkenden Verdichterzylinder arbeitet, der in geeigneter Weise an den Einlass der Arbeitskammer 20 angeschlossen ist, so dass dieser zusätzliche verdichtete Ladung zugeführt wird. Zur weiteren Aufladung kann auch ein Abgasturbolader eingesetzt werden. Der Kurbeltrieb kann beispielsweise dahingehend abgeändert werden, dass die Kurbelscheiben jeweils Doppelscheiben sind, zwischen denen die Kolbenstange durchgeführt ist.
  • Bei der Brennkraftmaschine gemäß 1 sind die beiden Kurbelscheiben 46 und 48 über ihre Umfangsverzahnungen in drehfestem Eingriff miteinander. Die Kurbelscheiben müssen nicht zwangsläufig in drehfestem Eingriff miteinander sein und können unter Verringerung ihres Außendurchmessers mit ihren Umfängen beabstandet angeordnet sein. Die synchrone gegenläufige Drehung der Kurbelscheiben wird in diesem Fall über die linear geführte Kolbenstange 14 und die Pleuel 50, 52 gewährleistet, wobei die Kolbenstange 14 vorteilhafterweise in ihrer Durchführung 16 durch die Trennwand 18 linear beweglich geführt ist.
  • Die anhand der 1 beispielhaft beschriebene Brennkraftmaschine kann in unterschiedlicher Weise zu einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine ergänzt werden, die im Folgenden anhand der 5 und 6 erläutert wird:
    • Gemäß 5, die eine schematische Aufsicht auf eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine zeigt, sind zwei Kurbelwellen 130, 132 in gegenseitigem Abstand maschinenfest drehbar gelagert. In der Mitte jeder Kurbelwelle ist drehfest mit der Kurbelwelle verbunden und gleichachsig zu ihr angeordnet eine Scheibe 140, 142 vorhanden. Jede der Scheiben 140 und 142 weist eine Außenumfangsverzahnung auf, über die die Scheiben 140, 142 drehfest miteinander verbunden sind, so dass sie mit entgegengesetzter Drehrichtung und gleicher Umfangsgeschwindigkeit drehen. Die Kurbelwellen 130, 132 weisen Kurbeln 144, 146 auf, die jeweils über ein Pleuel 50, 52 mit der Kolbenstange 14 eines Kolbens 12 verbunden sind. Bezüglich eines einzelnen Zylinders ist die Anordnung wie in 1, wobei die Kurbelscheiben 46 bzw. 48 der 1 durch die Scheiben 140 und 142 und die zugehörigen Kurbeln der Kurbelwellen ersetzt sind. Die Kröpfungen der Kurbelwellen, d. h. die in Axialansicht der Kurbelwellen gesehenen Winkel zwischen den Kurbeln, richten sich in zweckentsprechender Weise nach der Zylinderzahl (dargestellt ist ein 6-Zylinder-Motor) und der Arbeitsweise, beispielsweise 2-Takt oder 4-Takt. Jede der Kurbelwellen 130, 132 kann zweiteilig ausgebildet sein, so dass die Scheiben 140 bzw. 142 jeweils mit zwei Enden der Kurbelwellen drehfest verbunden sind.
  • Die Ausführungsform gemäß 6 unterscheidet sich von der der 5 dadurch, dass die Scheiben 140, 142 an einem Ende der Kurbelwellen 130, 132 drehfest mit diesen verbunden sind.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale müssen nicht gemeinsam an einer Brennkraftmaschine vorhanden sein, sondern können auch einzeln realisiert sein. Die Anmelderin behält sich vor, die beschriebenen Merkmale für sich oder in Kombination weiter zu verfolgen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Zylinder
    12
    Kolben
    14
    Kolbenstange
    16
    Durchführung
    18
    Trennwand
    20
    Arbeitskammer
    21
    Zylinderkopf
    24
    Frischluftkammer
    26
    Ansaugkanal
    28
    Ansaugventil
    30
    Auslassöffnung
    32
    Verbindungskanal
    34
    Zwischenventil
    36
    Einlasskanal
    38
    Einlassventil
    40
    Auslasskanal
    42
    Auslassventil
    44
    Kurbelgehäuse
    46
    Kurbelscheibe
    48
    Kurbelscheibe
    50
    Pleuel
    52
    Pleuel
    54
    Pleuelzapfen
    56
    Pleuelzapfen
    60
    Flüssigkeitstrennwand
    62
    Pumpkanal
    64
    Pumpkanal
    66
    Ausbauchung
    70
    Flüssigkeitssumpf
    72
    Flüssigkeitspumpe
    74
    Flüssigkeitskanal
    76
    Flüssigkeitskanal
    78
    Versorgungskanal
    80
    Element
    82
    Element
    84
    Element
    86
    Rücklaufkanal
    88
    Ventil
    90
    Ventil
    92
    Lagerzapfen
    94
    Lagerzapfen
    96
    Ansatz
    98
    Ansatz
    100
    Steckachse
    102
    Steckachse
    104
    Leitwand
    106
    Verlängerung
    108
    Zahnscheibe
    110
    Zahnrad
    112
    Nockenfläche
    114
    Nockenfläche
    116
    Stößel
    118
    Stößel
    120
    Kipphebel
    122
    Kipphebel
    130
    Kurbelwelle
    132
    Kurbelwelle
    140
    Scheibe
    142
    Scheibe
    144
    Kurbel
    146
    Kurbel

Claims (1)

  1. Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder (10), einem in dem Zylinder hin und her beweglichen Kolben (12), wobei in dem Zylinder oberhalb des Kolbens eine Arbeitskammer (20) gebildet ist, einer auf der von der Arbeitskammer abgewandten Seite des Kolbens am Kolben starr angebrachten Kolbenstange (14), die durch eine Öffnung in einer unterhalb des Kolbens angeordneten Trennwand (18) des Zylinders unter Abdichtung linear beweglich hindurchgeführt ist, wobei zwischen dem Kolben und der Trennwand eine Frischladungskammer (24) angeordnet ist, aus welcher verdichtete Frischluft der Arbeitskammer zuführbar ist, und einem auf der vom Kolben abgewandten Seite der Trennwand angeordneten Doppelkurbeltrieb mit zwei gegensinnig mit gleicher Drehzahl drehenden Kurbeln (46, 48; 130, 140, 132,142) die über je ein Pleuel (50, 52) gelenkig mit der Kolbenstange (14) verbunden sind, wobei die gelenkige Verbindung zwischen Pleuel (50, 52) und Kolbenstange (14) mittels einer durch wenigstens ein Auge des Pleuels und wenigstens ein Auge der Kolbenstange hindurchragenden Steckachse (100, 102) erfolgt, die durch Anlage wenigstens eines ihrer freien Enden an einer Leitwand (104) des Kurbelgehäuses (44) an einem Herausbewegen aus dem Pleuel gehindert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2515641A1 (de) 1975-04-10 1976-10-21 Konrad Stieve Doppelkurbelwellenmotor mit ziehenden pleulstangen
DE19925445A1 (de) 1999-06-02 2000-12-14 Peter Pelz Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE10247196B4 (de) 2002-08-12 2006-07-13 Peter Pelz Hubkolbenbrennkraftmaschine sowie Kolben dafür

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