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Dokumentenidentifikation DE102004059928B4 13.12.2007
Titel Stirlingsternmotor
Anmelder Welle, Robert, 87490 Haldenwang, DE
Erfinder Welle, Robert, 87490 Haldenwang, DE
DE-Anmeldedatum 13.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004059928
Offenlegungstag 14.06.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse F02G 1/044(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

In der heutigen Zeit in der fossile Brennstoffe immer teurer werden und deren Ende nicht mehr sehr weit entfernt ist erleben Maschinen die mit erneuerbarer Energie betrieben werden können eine Renaissance.

Eine dieser Maschinen ist der Stirling-Motor.

Schon in den sechziger Jahren wurden von verschiedenen Firmen Versuchsmotoren für Autos gebaut. Diese Motoren konnten sich aber wegen ihrer Grösse, des Gewichtes und durch die angestrebte Leistung (Aufladung mit über 100 bar) aufwendige Bauart nicht durchsetzen und ihre Weiterentwicklung wurde eingestellt.

Heute findet der Stirling-Motor auf Unterseebooten und als stationärer Motor zur Energieerzeugung Anwendung.

Es gibt zwar neu entwickelte Stirling-Motoren zum Beispiel von der amerikanischen Firma „Quiet Revolution" die unter anderem einen dreizylindrigen, sternförmigen Stirling-Motor (US 6,065,289) zum Patent anmeldete, der ohne Pleuel mit hydraulischem Kraftschluss zur Kurbelwelle und frei beweglichen Verdrängerzylinder arbeitet. Dieser Motor läuft zwar als Computeranimation aber ob er in Realität abgedichtet werde kann und über einen längeren Zeitraum tatsächlich funktioniert bezweifle ich ernsthaft.

Weitere Bauarten sind aus den Druckschriften:

1) US 5 177 968 2) US 4 285 197 3) US 3 845 624 und 4) US 3 523 427

bekannt, wobei zwei dieser Entwürfe zwar eine Sternenform aufweisen aber sonst keine Konstruktionsmerkmale meiner Anmeldung besitzen.

1) US 5 177 968

Ein sternförmiger Stirling-Motor, dessen Kraftschluss über eine Excenterwelle und frei fliegenden Kolben bewerkstelligt wird und dessen Anzahl der Zylinder nach unten begrenzt ist. Ich nehme an, dass der Motor mit 4 Zylindern nicht mehr läuft wenn überhaupt, da sich die Verdrängerzylinder laut Zeichnung unkontrolliert bewegen.

2) US 4 285 197

Bei dieser Anmeldung Handelt es sich um einen doppelten sich gegenüberliegenden V-Stirling-Motor mit speziellen Wärmekammern und beidseitig wirkenden Kolben.

3) US 3 845 624

Ein V-fömiger Stirling-Motor mit einem zusätzlichen Verdrängerkolben und einem unsymmetrischen, einem Mutterpleuel ähnlichen Gebilde zur Kraftübertragung und zur Bewegung der Verdrängerkolben.

4) US 3 523 427

Ein gewöhnlicher V-förmiger Stirling-Motor bei dem der zusätzliche sich nur in eine Richtung bewegende Kolben zur Veränderung des Volumen im Kurbelgehäuses benutzt wird.

Aufgabe ist es einen vielzylindrigen Stirling-Motores mit guter zuverlässiger Leistung, annehmbaren Baukosten, kompakter Form und niederem Gewicht zu entwerfen der universell einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen gemäss den 1 bis 4 erläutert.

Fig. 1

Die Arbeitszylinder (1) und die Verdrängerzylinder (4) zeigen von der im Zentrum des Kurbelgehäuses (7) gelegenen Kurbelwelle (6) strahlenförmig nach aussen.

Fig. 2

Die Arbeitskolben (2) sind über ein Mutterpleuel (3) in dem auch die Lager der restlichen Pleuel (3.1 und 3.2) sitzen, mit einer Kröpfung der mindestens zweifach gekröpften Kurbelwelle (6) verbunden, wobei die eine Kröpfung der Kurbelwelle zu der anderen Kröpfung um 90° versetzt ist.

Fig. 3

Die Verdrängerkolben (5) sind über ein Mutterpleuel (3a) in dem auch die Lager der restlichen Pleuel (3b und 3c sitzen mit dem um 90° versetzten Teil der mindestens zweifach gekröpften Kurbelwelle (6) verbunden und eilen dem Arbeitskolben um diese 90° voraus.

Fig. 4

Die Arbeitszylinder (1) und die Verdrängerzylinder (4) können axial zueinander versetzt sein, aber auch übereinander liegen.

Die Vorteile dieser sehr kompakten Bauform insgesamt liegen auf der Hand, aber insbesondere die des Kurbelgehäuses welches sich durch eine symmetrische, röhren-ähnlichen Form auszeichnet und sich deshalb sehr gut für eine hohe Aufladung eignet. Ausserdem ist es mit dieser Bauform als Basis möglich verschiedene viel zylindrige Stirling-Motor-Typen (beta, gamma usw.) zu bauen, aber auch mittel bis niedrig Temperatur Motoren deren Bau als viel zylindrige Motoren wegen des grossen Verdrängerzylinders ziemlich schwierig wäre.


Anspruch[de]
Stirling-Stern-Motor, dessen Arbeitszylinder (1) und Verdrängerzylinder (4) von der im Zentrum des Motorengehäuses gelegenen mindestens zweifach gekröpften Kurbelwelle (6), strahlenförmig nach aussen zeigen und axial zueinander versetzt angeordnet sind und sowohl die dazu gehörenden Arbeitskolben (2) als auch die Verdrängerkolben über ein Mutterpleuel (3 und 3a) mit den eingearbeiteten Lager für die restlichen Pleuel (3.1, 3.2 und 3b, 3c) mit der Kurbelwelle (6) verbunden sind, wobei die Verdrängerkolben (5) an der Kröpfung gelagert ist die dem Arbeitskolben (2) um 90° voraus eilt und eine Kröpfung 90° zu der anderen Kröpfung versetzt ist. Stirling-Stern-Motor nach Anspruch 1 dessen Arbeits- und Verdrängerzylinder übereinander liegen. Stirling-Stern-Motor nach Anspruch 1 und 2 dessen Kurbelwelle ausserhalb des Kurbelgehäuses fest fixiert ist und dessen Zylinder und Kolben sich um diese drehen.






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