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Ventll- und schieberlose Verbrennungskraftmaschine mit in einem feststehenden Gehäuse kreisenden Zylindern.
Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Verbrennungskraftmaschinen, bei denen die kreisenden und in der Drehrichtung vorgeneigten Zylinder von einem feststehenden zylindrischen Gehäuse umgeben sind, auf dem ihre offene Mündung abdichtend gleitet und bei denen die Kolbenkräfte durch Kurbel und Zahnräder, die sich in einem feststehenden Zahnrad abrollen, zur Wirkung kommen. Die Steuerung der Maschine erfolgt in der Weise, dass die äusseren, offenen Zylinderenden mit den entsprechenden Zu-und Ableitungen im umschliessenden Gehäuse in Verbindung gebracht werden. Die Erfindung besteht darin, dass die Fläche der Zylinderwand der in bekannter Weise vorgeneigten Zylinder in der Drehrichtung am grössten, in der entgegengesetzten Richtung dagegen am kleinsten ist, so dass Kraftkomponenten in der Drehrichtung der Kraftmaschine entstehen.
In der Zeichnung ist als Beispiel eine Zweizylindermaschine dargestellt, und zwar in Fig. I im Schnitt nach A-A der. Fig. 2 und in Fig. 2 teils im radialen Schnitt und teils in der Ansicht. Fig. 3 zeigt das Schema der Zylinderanordnung, Fig. 4 jenes der Kurbelanordnung und Fig. 5 eine Einzelheit.
Auf einer in einem zylindrischen bzw. trommelartigen Gehäuse 1 gelagerten Hauptwelle 2 sitzt der Drehkörper, Er besteht aus dem Kurbelgehäuse 3, das auf der Hauptwelle 2 aufgekeilt ist, den Zylindern 4 sowie den zu Ventilatorflügeln ausgebildeten Armen 5, die den Schwungring 6 tragen. Die Zylinder sind mit ihren Achsen tangential zu einem Kreis, z. B. mit dem Radius r (Fig. i und 3), so angeordnet, dass die Zylinder in der Drehrichtung vorgeneigt sind. Das Kurbelgehäuse 3 enthält die Lagerungen 7 der Kurbelwellen 8, deren Kurbeln durch die Pleuelstangen 9 mit den in den Zylindern 4 arbeitenden Kolben 10 verbunden sind. Die freien Enden der Kurbelwellen 8 tragen Zahnräder 11, die mit einem Innenzahnkranz 12 im Eingriff stehen, der mit dem umschliessenden Gehäuse 1 verschraubt ist.
Dieses Gehäuse hat an seiner Mantelfläche (Gehäusering) in bestimmten Abständen Öffnungen, die mit Rohrleitungen 14 und 15 für die Zu-bzw. Ableitung der Gase verbunden sind. Ferner liegen in diesem Gehäuseteil einander genau diametral gegen- über die beiden Zündstellen 16. Zur Kühlung der Zylinder dient die bei der Umdrehung durchstreichende Luft, und zwar ist über den eigentlichen Zylindermantel 4 eine mit Kühlrippen versehene Hülse 17 geschoben, die aus Aluminium bestehen kann. Diese Hülse ist längsbeweglich und bewirkt durch Schleifen an der Innenfläche des Gehäuseringes die Abdichtung des Explosionsraumes, während sie gegen den Zylinder durch nicht dargestellte Kolbenringe abgedichtet ist.
Einer allzu grossen Anpressung der Hülse 17 gegen das feststehende Gehäuse 1 durch die Fliehkraft wird durch Gegengewichte 18 vorgebeugt, die an einem Arm eines Doppelhebels 19 angeordnet sind, dessen anderer'Arm an der Hülse 17 angreift.
Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende : Durch die Drehung der Hauptwelle 2 wird der Drehkörper mit dem ganzen System der inneren Teile der Maschine in Drehung gesetzt. Die Zahnräder 11 an den Kurbelwellen 8 wälzen sich in dem feststehenden Zahnkranz 12 ab und werden entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, z. B. 14, mit einer bestimmten Umlaufzahl gedreht, so dass sie um ihre eigene sowie um die Achse der Hauptwelle kreisen.
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Die mit den Kurbelwellen 8 verbundenen Kolben 10 bewirken durch ihre hin und her gehende Bewegung Ansaugen und Verdichten des Gasgemisches. Die zwei Zylinder arbeiten dabei immer gleichzeitig, und zwar wird bei dem angenommenen Übersetzungsverhältnis I : 4 bei der ersten Viertelumdrehung des Drehkörpers das Gemisch angesaugt, verdichtet und sodann im geeigneten Moment in beiden Zylindern gleichzeitig gezündet. Der gleiche Zündmoment wird durch Benutzung des elektrischen Stromes von einem Erzeuger und Verteiler (Doppelfunkenmagnet) erreicht. Während der zweiten Viertelumdrehung werden nach Entspannung der Gase (Arbeitshub) diese, da sehr gross dimensionierte Auspufföffnungen und Rohrleitungen vorhanden sind, fast widerstandslos ausgestossen.
Ehe jedoch die Hülse 17 bzw. der Zylinder 4 die Auspufföffnung 15 ganz abschliesst, wird schon die Saugöffnung 14 freigegeben (Fig. 5), und es entsteht durch die Saugwirkung der austretenden Gase eine Voreinströmung der Frischgase, wodurch die Füllung des Zylinders verbessert wird. Nach
Beendigung des Kolbenhubes haben die Kurbelwellen 8 zwei ganze Umdrehungen und die Hauptwelle 2 mit dem Drehkörper eine halbe Umdrehung zurückgelegt, die beiden Zylinder haben also eine vollständige Arbeitsperiode ausgeführt.
Die Kraftabgabe erfolgt im Augenblicke der Entzündung der verdichteten Gase und während der Expansion in erster Linie so wie bei anderen Verbrennungskraftmaschinen auf den Kolben und die Kurbelwelle (Fig. 3). Hierbei werden jedoch auch auf die Wände des Verbrennungsraumes, und zwar senkrecht auf diese, Drücke ausgeübt.
Da nun infolge der geneigten Lage des Zylinders dessen Mantelfläche am Zylinderkopf schräg zur Zylinderachse geschnitten ist und die grössere Fläche in der Drehrichtung liegt, so wird ein auf diesen Flächenüberschuss b (Fig. 3) wirkender Verbrennungsdruck erfindungsgemäss eine Kraftabgabe in der Pfeilrichtung bewirken, das heisst, die Drehung der Maschine und der Hauptwelle unterstützen.
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worin F die in der Drehrichtung hegende nutzbare Fläche in cmz, Piii, den mittleren Explosionsdruck, H den Weg des Zylinders während der Expansionsperiode in mund E die Anzahl der Explosionen pro Minuten bedeuten.
Durch die geneigte Anordnung der Zylinder wird überdies auch deren mögliche Baulänge und damit der Kolbenhub vergrössert bzw. der Durchmesser des Gehäuses verringert.
Zum Zwecke einer Verkleinerung der schädlichen Kolbendrücke in den Zylindern wird eine Schränkung des Kurbeltriebes, das ist eine seitliche Versetzung der Kurbelwelle 8 bzw. deren Lagerung (Fig. 4) gegenüber der Zylinderachse entgegen der Drehrichtung der Kurbel angewendet. Die Schränkung bzw. ausserachsige Lagerung ist in Fig. 4 gleich a. Die schädlichen Kolbendrücke werden bei vorliegender Maschine zwar auch als nutzbare Arbeit verwertet, da sie auf den Zylinder im günstigen Drehrichtungssinne einwirken, doch bewirken sie einen einseitigen Verschleiss des Kolbens und Zylinders, der zu vermeiden ist.
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