Knickpleuelmotor
Knickpleuelmotoren sind Verbrennungsmotoren mit einer durch einen im Motorgehäuse gelagerten Schwinghebel angelenkten Kolbenstange. Dies ermöglicht bei großem Hub-Bohrungsverhältnis kürzere Kolbenpleuel oder weniger Kolbenpleuelauslenkung.
Das Prinzip des Knickpleuelmotors konnte sich nicht durchsetzen und kam nie über das Prototypenstadium mit wenigen Einzelanfertigungen hinaus.
Lever-Motor
Im Jahr 1920 reichte der amerikanische Erfinder Alvah L. Powell (1863–1924) unter der US-Patentnummer 1384343 ein Patent ein, welches das Knickpleuel selbst beschrieb.<ref>{{#if:{{#ifexpr:{{#if:US|0|1}} or {{#if:1384343|0|1}}|1}}|Fehlender Parameter {{#if:US||„Land“{{#if:1384343|| und }}}}{{#if:1384343||„V-Nr“}}|}}{{#if: {{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|{{#ifeq:Patent|Patentanmeldung|Patentanmeldung|{{#ifeq:Patent|Gebrauchsmuster|Gebrauchsmuster|Patent}}}} {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|US1384343|{{#switch: {{{DB}}} | DEPATIS =US1384343 | WIPO = US1384343 | Google = US1384343 | #default =US1384343 }}}}{{#if:Transmission for engines1920-12-081921-07-12A. L. Powell Power CoPowell Alvah L.|:|.}}{{#if:Transmission for engines| Transmission for engines.}}{{#if:1920-12-08| Angemeldet am {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:1921-07-12A. L. Powell Power CoPowell Alvah L.|,}}}}{{#if:1921-07-12|{{#if:1920-12-08| veröffentlicht am | Veröffentlicht am }}{{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:A. L. Powell Power CoPowell Alvah L.|,}}}}{{#if:A. L. Powell Power Co| Anmelder: A. L. Powell Power Co{{#if:Powell Alvah L.|,}}}}{{#if:Powell Alvah L.| Erfinder: Powell Alvah L.}}{{#if:| ({{{Kommentar}}})}}{{#if:1920-12-081921-07-12A. L. Powell Power CoPowell Alvah L.|.}}}}{{#invoke:TemplatePar|match |template= Vorlage:Patent |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Patent}} |format= |preview=@@@ |1=Land= ABC+ |2=V-Nr= /^[0-9A-Z]+$/ |3=Titel= * |4=Erfinder= * |5=Anmelder= * |6=A-Datum= * |7=V-Datum= * |8=Typ= ASCII |9=Code= ASCII |10=Kommentar= * |11=KeinLink= ASCII |12=DB=ASCII }}</ref> Vier Jahre später, 1924, meldete Powell unter der US-Patentnummer 1663261 einen gesamten Motor mit Knickpleuel zum Patent an;<ref name="Patent_1663261">{{#if:{{#ifexpr:{{#if:US|0|1}} or {{#if:1663261|0|1}}|1}}|Fehlender Parameter {{#if:US||„Land“{{#if:1663261|| und }}}}{{#if:1663261||„V-Nr“}}|}}{{#if: {{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|{{#ifeq:Patent|Patentanmeldung|Patentanmeldung|{{#ifeq:Patent|Gebrauchsmuster|Gebrauchsmuster|Patent}}}} {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|US1663261|{{#switch: {{{DB}}} | DEPATIS =US1663261 | WIPO = US1663261 | Google = US1663261 | #default =US1663261 }}}}{{#if:Engine1924-03-191928-03-20Leigh Powell Alvah|:|.}}{{#if:Engine| Engine.}}{{#if:1924-03-19| Angemeldet am {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:1928-03-20Leigh Powell Alvah|,}}}}{{#if:1928-03-20|{{#if:1924-03-19| veröffentlicht am | Veröffentlicht am }}{{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:Leigh Powell Alvah|,}}}}{{#if:| Anmelder: {{{Anmelder}}}{{#if:Leigh Powell Alvah|,}}}}{{#if:Leigh Powell Alvah| Erfinder: Leigh Powell Alvah}}{{#if:| ({{{Kommentar}}})}}{{#if:1924-03-191928-03-20Leigh Powell Alvah|.}}}}{{#invoke:TemplatePar|match |template= Vorlage:Patent |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Patent}} |format= |preview=@@@ |1=Land= ABC+ |2=V-Nr= /^[0-9A-Z]+$/ |3=Titel= * |4=Erfinder= * |5=Anmelder= * |6=A-Datum= * |7=V-Datum= * |8=Typ= ASCII |9=Code= ASCII |10=Kommentar= * |11=KeinLink= ASCII |12=DB=ASCII }}</ref> dieser Motor wurde im Jahr 1930 in vier Fahrzeugen der amerikanischen Marke Elcar verbaut.<ref>http://www.lincoln-highway-museum.org/Powell/Mags/AA-07-1966-150.pdf</ref>
Anfang der 1950er Jahre entwickelte die Lever Motors Corp. aus Charleston, USA einen „gleichstromgespülten Zweitaktmotor mit Einlassventilen und Auslassschlitzen“.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:The Powell Lever Motor|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=The Powell Lever Motor}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.lincoln-highway-museum.org/Powell/000-Powell-Index.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=The Powell Lever Motor}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.lincoln-highway-museum.org/Powell/000-Powell-Index.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=The Powell Lever Motor}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2013-04-06 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Bereits damals war der Nutzen dieser durch den Einsatz zusätzlicher, bewegter Gelenke und Hebel realisierten Kinematik anstelle eines klassischen Kurbeltriebes mit Pleuelstange umstritten. Die Fachzeitschrift ATZ schrieb im Jahr 1952: „Ob die Verbindung einer normalen Pleuelstange mit zwei weiteren Hebeln und drei weiteren Zapfen die beabsichtigten Vorteile aufwiegt, erscheint mindestens fraglich.“<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Mederer-Motor
In den 1970er Jahren, und damit etwa 50 Jahre nach der ersten Entwicklung des Knickpleuel-Prinzips, schlug der deutsche Erfinder Gerhard Mederer ein Kurbeltrieb-Konzept vor. Mederer wollte aufgrund von statischen Überlegungen den Durchgang des Kolbens am oberen Totpunkt verändern. Ausgehend von der Tatsache, dass der herkömmliche Kurbeltrieb gerade im Bereich des höchsten Verbrennungsdruckes am oberen Totpunkt kaum Drehmoment entwickelt, wollte Gerhard Mederer das verfügbare Drehmoment erhöhen, indem er durch einen Zwischenhebel den wirksamen Hebelarm nahe dem oberen Totpunkt vergrößerte. Ein Effekt war, dass der Kolben am oberen Totpunkt stärker beschleunigt als dies mit einem normalen Pleuel der Fall wäre. Dies sollte ein höheres Drehmoment zur Folge haben. Der Mederer-Entwurf hatte wie der Lever-Motor ein Pleuel zwischen Kurbelwelle und dem Hebel und ein zweites zwischen Hebel und Kolben.
Alle Mederer-Konstruktionen erreichten wegen ihrer eingebauten Hebel eine verkürzte Verweildauer des Kolbens im Bereich des oberen Totpunkts.
Dieses Prinzip hat Vor- und Nachteile. Durch den schneller bewegten Kolben ist nunmehr – gegenüber dem herkömmlichen Kurbeltrieb – schon kurz nach dem oberen Totpunkt, wenn sich der maximale Gasdruck im Brennraum ausprägt, der Hebelarm größer. Dies ermöglicht theoretisch in dieser Phase eine erhöhte Leistung, niedrigere Gastemperaturen und damit verbunden ein verbessertes Abgasverhalten.
Einem Nachteil des Mederer-Kurbeltriebes, den höheren, zusätzlichen Massenkräften, die dadurch entstehen, dass der Kurbeltrieb den Kolben am oberen Totpunkt stärker beschleunigen muss, konnte Mederer nur teilweise begegnen. Die vor und nach Erreichen des oberen Totpunkts entstehenden höheren Beschleunigungen und damit einhergehend starken Massenkräfte am Kurbeltrieb hatte Mederer in speziell entwickelten Kurbelgehäusen und Lagern abgefangen. Die Gelenke der Pleuel wurden besonders haltbar und damit schwer ausgeführt. Trotzdem musste die höchste zulässige Drehzahl reduziert werden. Daher sah er zunächst einen ersten Einsatz im Bereich langsamer laufender Motoren vor.
J. Blumberg und J. Gerster untersuchten wenige Jahre nach dem Bekanntwerden von Mederers Konstruktionen einen seiner ersten verwirklichten Kurbeltriebe, indem sie einen Einzylinder-Dieselmotor erst im Serienzustand mit konventionellem Pleuel und dann nach Umbau mit Knickpleuel untersuchten. In der 49. Ausgabe der MTZ aus 1988 berichteten sie: „Gemessen an den Hoffnungen des Erfinders blieben die Ergebnisse bei den Prüfläufen sehr stark hinter den ursprünglichen Erwartungen zurück. Sowohl im Volllastbetrieb als auch im Teillastbetrieb wurden jeweils höhere spezifische Verbräuche gemessen als beim Basismotor. Das erwartete hohe Drehmoment des Knickpleuelmotors im mittleren Drehzahlbereich blieb aus.“<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Kontroverse und Berichterstattung in den Medien
Mederer blieb stets von der Wirksamkeit des Knickpleuelprinzips überzeugt. Ergebnisse von Untersuchungen an Mederer-Motoren bezweifelte er oft, da er zu den Untersuchungen nicht hinzugezogen wurde. Unter anderem zweifelte er die Aussagekraft der Werte der genutzten Prüfstände an.<ref name="FAZ">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Er nutzte als Gegenbeispiel den von ihm genutzten Wagen, einen mit Knickpleuel umgerüsteten Mercedes W123. Diesem Fahrzeug hatte der TÜV München in einem Bericht nach Aussage Mederers einen deutlich gesenkten Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß bescheinigt.<ref name="Zeit">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Für die Entwicklung eines Dieselmotor-Umbausatzes für den Betrieb mit Pflanzenöl erhielt er eine Goldmedaille auf der Erfindermesse 1991 in Nürnberg<ref>{{#if:2015-04-02|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:https://web.archive.org/web/20150402153935/http://mederer-gelenkpleuel.de/mederer1024/dokumente/EhrenurkundeErfindermesse.jpg%7C{{#if:Urkunde der Erfindermesse in Nürnberg|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://web.archive.org/web/20150402153935/http://mederer-gelenkpleuel.de/mederer1024/dokumente/EhrenurkundeErfindermesse.jpg}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Urkunde der Erfindermesse in Nürnberg}}]{{#if:JPG| (JPG)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://mederer-gelenkpleuel.de/mederer1024/dokumente/EhrenurkundeErfindermesse.jpg%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C1}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Urkunde der Erfindermesse in Nürnberg}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://mederer-gelenkpleuel.de/mederer1024/dokumente/EhrenurkundeErfindermesse.jpg}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Urkunde der Erfindermesse in Nürnberg}}}}]}}{{#if:JPG| (JPG{{#if:1Medererhttps://web.archive.org/web/20150402153935/http://mederer-gelenkpleuel.de/mederer1024/dokumente/EhrenurkundeErfindermesse.jpg{{#if: 2015-03-21 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Auch ausländische Hersteller haben das Knickpleuel-Prinzip nie übernommen. Die Wochenzeitung Die Zeit vom 11. August 1995 berichtete von einer laut Mederer gemachten Aussage des japanischen Fahrzeugherstellers Isuzu: „Wenn Ihr Motor nur halb so gut ist, wie es der TÜV-Bericht verspricht, wollen wir ihn haben.“<ref name="Zeit" /> Bis heute vertreibt Isuzu keine entsprechenden Motoren. Weitere ernsthafte Entwicklungen in der Knickpleueltechnik waren Mederer bis zu seinem Tod nicht möglich.
Aktuelle Entwicklung
Die Idee des Knickpleuelmotors ging weder in der Ausführung des Mederer-Motors noch in der von Powell über das Erprobungsstadium hinaus und besitzt heutzutage im Motorenbau keine Relevanz.
Momentan wird an Ottomotoren mit variablem Kurbeltrieb gearbeitet, die eine Anpassung des Verdichtungsverhältnisses ermöglichen. Die Mechanismen zur Steuerung des Kolbenhubs unterscheiden sich allerdings grundlegend von der Knickpleueltechnik.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Mit variabler Verdichtung laufen Automotoren sparsam sauber|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Mit variabler Verdichtung laufen Automotoren sparsam sauber}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.ingenieur.de/Fachbereiche/Antriebstechnik/Mit-variabler-Verdichtung-laufen-Automotoren-sparsam-sauber%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Mit variabler Verdichtung laufen Automotoren sparsam sauber}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.ingenieur.de/Fachbereiche/Antriebstechnik/Mit-variabler-Verdichtung-laufen-Automotoren-sparsam-sauber}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Mit variabler Verdichtung laufen Automotoren sparsam sauber}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2013-04-06 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Literatur
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Weblinks
Einzelnachweise
<references />
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