DE10138837A1 - Hubkolbenaggregat - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hubkolbenaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder und darin verschieblich angeordnetem Kolben, welcher über eine Konturführungseinrichtung (Nocke) auf seine Bahn gesteuert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Hubkolbenaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder und darin verschieblich angeordnetem Kolben, welcher über eine Konturführungseinrichtung (Nocke) auf seine Bahn gesteuert wird.
• Konturführungseinrichtungen, insbesondere Nockensteuerungen, sind bekannt. Diese dienen, vor allem in der Motorentechnik, dazu, Ventile im Zylinderkopf einer Hubkolbenmaschine zeitlich und örtlich zu führen. Dies gelingt derzeit mit hinreichender Präzision und Lebensdauer.
• Ziel der Erfindung ist es, eine derartige Bahnführung für den Kolben eines Hubkolbenaggregates vorzusehen, insbesondere für den einer Verbrennungskraftmaschine.
• Da hierbei - im Vergleich zu einer reinen Ventilsteuerung - mit hohen Flächendrücken zu rechnen ist, soll die erfindungsgemäße Konstruktion vor allem im Bereich der Werkstoffpaarung (z. B. Hartmetallwerkstoffe) und Schmierung (z. B. Ölhochdruckumlauf) auf dem neusten Stand der Technik sein.
• Es lohnt sich jedoch vorgenannten Aufwand zu betreiben; dies insbesondere aus folgenden Gründen:
  Mit einer speziellen Konturausbildung der Nocke ist es beispielsweise möglich, dem Kolben im oberen (und/oder im unteren) Totpunkt eine Verweilzeit zu vermitteln, um dem Verbrennungsgeschehen (und ggf. dem Gaswechsel) optimale Voraussetzungen zu geben (Gleichraumverbrennung).
  Außerdem kann auf eine kostspielige Kurbelwelle und ein zusätzliches Pleuel inklusive Kolbenbolzen verzichtet werden.
  Zudem ergeben sich weniger Massenkräfte, welches in einem höheren Drehzahlniveau resultiert.
  Der Motor baut kleiner und wird leichter sowie kostengünstiger.
  Der Treibstoffkonsum wird nahezu halbiert und die Abgasqualität um ein vielfaches verbessert.
  Es können auch minderwertigere, schwerentflammbare Treibstoffe zum Einsatz gelangen.
• Ein prinzipielles Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgender Fig. 1 dargestellt:
  Mit 1a (1b) ist die Konturführungseinrichtung (Nocke) bezeichnet. Sie dreht um das Zentrum 0. Die Ziffer 2 markiert den (Hub-) Kolben, welcher über elastische Medien (hier: Zugfedern) 3 in Kontakt mit der Nocke gehalten wird.
• Stellt man sich einen Doppelkolben vor - statt der Gehäusewand 4 einen weiteren (nicht gezeigten) Kolben, mit (nicht gezeigten) Verbindungskörpern - so könnte auf die Federn ganz verzichtet werden (quasi: desmodromische Steuerung); oder aber ein in sich vollständig statisch und dynamisch ausgewuchtetes System hergestellt werden.
• Der Kolben wird in dem Zylinder 5 seitlich geführt.
• Erfindungsgemäßes Aggregat ist einfach und kostengünstig in der Herstellung und effektiv in seiner Wirkung. Es ist Zwei- oder Viertaktbetrieb möglich.

Claims (4)

1. Hubkolbenaggregat, insbesondere Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder 5 und darin verschieblich angeordnetem Kolben 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenbahn steuernde Funktion durch die Rotation eines speziell geformten Nockens 1a (1b) passiert.

2. Hubkolbenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturnachführung auf dem Nocken durch elastische Medien, insbesondere Zugfedern 3 unterstützt wird.

3. Hubkolbenaggregat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Medien 3 kraftschlüssig am Gehäuse 4 kontaktiert sind.

4. Hubkolbenaggregat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kolben 2 mit (nicht gezeigten) Verbindungselementen diametral entlang der Nockenkontur 1a und 1b und vom Zylinder 5 geführt sind.