CH163095A - Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Hilfsflüssigkeit. - Google Patents

Description

      Drehkolben-Brennkraftmasehine    mit     Hilfsflüssigkeit.       Die     Erfindun--    betrifft eine     Drehkolben-          Brennkraftmaschine    mit einem in einem still  stehenden Gehäuse rotierenden Zellenrad,  dessen     7 & Ilen    teilweise mit Hilfsflüssigkeit       gefÜllt    sind. Bei diesen Maschinen wurde bis  her die Energie der gespannten Gase auf die  Hilfsflüssigkeit übertragen und diese in Be  wegung gesetzt. Beim Ausströmen aus den  Zellen und beim wieder Hineinströmen in  diese wurde dann die Energie auf hydro  dynamischem Wege auf das     Zellen.md    über  tragen.

   Bei diesen Maschinen wirken die       Wändedes        Zellenrad#es,    die meist     --ekrümmt     sind, ähnlich den Schaufeln einer hydrau  lischen Kreiselmaschine (Turbine).     Nun    ist  es aber beispielsweise nicht möglich, die       Sehaufelform    so zu gestalten,     dass    die Ver  hältnisse für die einströmende     Flüssiokeit     ebenso     #,ün"#ti",    sind wie     fürdie    ausströmende.

    Diese     Schwieri--keit        entstehtdadurch,        dass    die       ZD          Einströmuno-skante    infolge der Umkehr der  C       Strömungsriebtung    in der Zelle durch die       eD     Explosion gleichzeitig auch die     Ausströ-          el   <B>-</B>         mungskante    sein     muss.    Beim Umströmen der  Kanten bilden sich     #demnach    störende Wirbel,

         .die    besonders bei der     Arbeitder    Turbine mit  verschiedenen Drehzahlen den Wirkungsgrad  ausserordentlich ungünstig beeinflussen.  



  Bei der     Drehkolben-Brennkraftmaschine     nach der vorliegenden Erfindung ist zwi  schen  & n     Zellenzwischenwänden    und einer  äussern Wand, deren Abstand von der Welle  sich von Stelle zu Stelle ändert, eine     Abdieh-          tung    vorgesehen, die bei jeder Stellung des       Zellenra,des    -wirksam ist.  



  Die     Zeiclinungen    stellen eine bekannte       Zweitakt-Brennkraftmaschine    und verschie  dene Ausführungsbeispiele der     Brennkraft-          masehine    nach der Erfindung dar.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt die bekannte Maschine im  Schnitt senkrecht zur     Drehaehse;          Fig.    2,<B>3,</B> 4 und<B>6</B> zeigen Maschinen ge  mäss der Erfindung im Schnitt senkrecht zur  Drehachse;       Fia-.   <B>5</B> zeigt einen Schnitt der Maschine  ,durch die Drehachse;           Fig.   <B>7</B> bis<B>10</B> zeigen Einzelheiten in  grösserem Massstab.  



  Bei der bekannten     Zweitakt-Brennkraft-          maschine    gemäss     Fig.   <B>1</B> mit Hilfsflüssigkeit  ist keine Dichtung zwischen den Zellen  zwischenwänden und dem Gehäuse vorhan  den. Die Zellen sind gleichmässig am Um  fang eines umlaufenden Zellenrades verteilt.  



  Die Hilfsflüssigkeit bildet in den Zellen       Kolbe    n, welche bei der     Drellung    durch die  Fliehkraft nach, aussen gedrückt werden und  relativ     zu'm    Laufrad. vorwiegend radial     aus-          und        einsehwingen.    Während des     Einwäxts-          schwingens    wird ein in der äussern     Totlage          (Ta)    der Flüssigkeitskolben eingebrachtes  Gemisch verdichtet und in der innern     Totlage          (Ti)    gezündet;

   während des     Auswärtsschwin-          Olens    expandiert das gezündete Gemisch und  drückt dabei die Wasserkolben nach aussen. In  der äussern Tatlage wird gespült und frisch  geladen. Die Hubbewegung der Wasserkolben  wird :durch einen Kanal a im     stillstehen-den     Gehäuse<B>b</B> ermöglicht. Dieser Kanal     lässt    in  der     Expansionszone        c    aus den Zellen<B>d</B> des  Laufrades e die Flüssigkeit unter hohem  Druck austreten und führt sie in der Verdich  tungszone<B>f</B> den Zellen<B>g</B> unter niedrigerem  Druck, aber mit höherer Geschwindigkeit  wieder zu.

   Durch die     Rückwärtskrümmung     der äussern     Schaufelwände   <B>b</B> erzielt man eine  dynamische Umsetzung der von !der Hilfs  flüssigkeit in Form von kinetischer Energie       auf"nommenen    Gasarbeit in die mecha  nische Energie der umlaufenden Welle.  



  Der hydraulische     Prozess    ist bei diesen  Maschinen deshalb nicht besonders wirt  schaftlich, weil der     Umführungskanal    a und  die Neigung der äussern Zellenwände h nur  nach der mittleren Strömungsgeschwindig  keit, nicht jedoch nach der jeweils herrschen  den gestaltet werden können. Bei Teillast  tritt eine schlechtere Verdichtung ein, wo  durch der     Verbrennungsprozess    unwirtschaft  lich wird. Da die Flüssigkeitskolben in den  Zellen frei beweglich sind, ist die     Verdiv,-h-          tung    und somit die Güte der Verbrennung  abhängig von der Ausdehnung auf der an  dern Seite und somit von der Belastung.

      Nach vorliegender Erfindung hat jede       ZD     Zelle eine eigene, gegen die Nachbarzellen  <B>C</B>  abgegrenzte Flüssigkeitsmasse, welche sich  bei der Umdrehung der Drehtrommel an die  äussere Wand anlehnt und in radialer Rich  tung, hin-     und        htrgesehoben    wird. Der Hub  und damit der Verdichtungsgrad sind     be;     Teillast annähernd gleich wie bei Vollast.  wodurch. sich immer ein günstiger     Verbren-          nungsprozess    ergibt. Jede Zelle ist     selbstän-          ,dig;    etwaige Störungen in der Verbrennung  bleiben also auf die betreffende Zelle, in der  sie entstanden sind, beschränkt.  



  Wenn die äussere Wand zylindrisch ist,  so ist die     Axe    -dieses Zylinders exzentrisch  zur     Drehtrommelaxe,    dann bewegt sich die  Flüssigkeit in den Zellen bei jeder     Umdre-          huno,    einmal radial einwärts und auswärts.       Istdie    äussere Wand     ellipsenartig,    so macht  die Flüssigkeit zwei Doppelhübe je Um  drehung     usw.     



  Bei der Ausführungsform     nacli        Fig.    4  bilden die Zellen des Zellenrades 2. Arbeits  kammern<B>1</B> und     wer-den    gegen die Nachbar  zellen durch Schieber<B>3</B> abgeschlossen, die  sich in Schlitzen 4 der Zellenzwischenwände  <B>5</B>     mdial    hin-     undherbewegen    und sich infolge  ihrer Fliehkraft an die Führungsbahn<B>6</B> des       stillstehen-den    Gehäuses<B>7</B>     leo-en.     



  t>  In     Fig.   <B>5</B> ist ein senkrechter Schnitt  .durch eine solche     Brennkraftmaschine        darge-          ,stellt.    Auf der Welle<B>19</B> sitzt das Zellenrad  2. Mit der Führungsbahn<B>6</B> sind die Stirn  wände 2,1 und 22 fest verbunden, in denen  .die Ein- und     Auslassöffnungen    sitzen.

   An  Stelle der in Schlitzen 4 geführten Schieber  können auch, wie     Fig.   <B>7</B> zeigt,     U-förmige     Schieber<B>8</B> treten, die über die ohne Schlitze  4 ausgeführten Zellenzwischenwände<B>5</B> ge  stülpt sind.     Nacli        Fig.   <B>9</B> ist der     U-förmige          Sichieber   <B>9</B> mit einem Gleitschuh<B>10</B> ver  sehen,     der    sieh nach der Neigung der Zwi  schenwand<B>6</B> des Gehäuses einstellt.

   Die  Reibungsarbeit     --der    Schieber     lä.sst    sieh gemäss       Fig.   <B>10</B> durch einen im Gehäuse drehbar an  geordneten mitlaufenden Gleitring<B>11</B> ver  mindern, an dem die     Sehieber    abdichten,      gleichviel ob sie gemäss     Fig.    4,<B>7</B> oder<B>9</B> aus  gebildet und an den Zellenwänden geführt  sind.     Zweckmässio#    bestehen die Schieber<B>9</B>  n  und die Gleitschieber<B>10-</B> aus Leichtmetall.

    Bei der Maschine nach     Fig.   <B>3</B> werden die  Zellen<B>1</B>     --e,-,#en    ihre Nachbarzellen durch Flü  gel 12     bezw.   <B>13</B> abgeschlossen, die an den       Zellenzwisehenwänden    befestigt sind. In der       Fig.   <B>3</B> sind unten     Drehnü.,ei    12 gelenkig  an der Drehtrommel 2 befestigt, dargestellt,  die sich     durchdie    Fliehkraft     ge-,en    die feste  Führungsbahn<B>6</B> legen, während oben ganz  oder teilweise biegsame Flügel<B>13</B> fest an  den     Zellenzwisohenwänden    2     befesti-t    sind.

    Die Flügel 12     bezw.   <B>13</B> könnten auch an  einem im Gehäuse drehbaren Ring abdich  ten. In     Fig.   <B>6</B> sind oben, an dem mitlaufen  den     Rino-    14     Drehnüoei    12     angelenkt,    die       21        tn     mit dem freien Ende auf den radialen     Zel-          lenzwisehenwänden   <B>5</B> gleiten, während unten  ganz oder teilweise biegsame Flügel<B>13</B> am  mitlaufenden Rin- 14 befestigt sind, die auf  <B>'5</B>     el     den radialen     Zellenwän#den   <B>5</B> -leiten.

   Die  n  Drehflügel haben gegenüber den     Sehiebern     den Vorteil     -eringgerer    Reibungsverluste,       tD          Oleben    jedoch keine so gute     Abdiehtung    von       t'    en  Zelle zu Zelle.

   Beide Nachteile vermeidet die  Ausführung nach     Fig.   <B>8,</B> bei welcher     Dreh-          sehieber        23    an einer benachbarten     Zellen-          zwischenwan#d    drehbar gelagert sind und an  ,der     Zellenzwiselienwand    mit einer Zylinder  flüche abdichten, deren     Axe    die     Drehaxe    des       Sehiebers    ist.

   Damit wird erreicht,     dass    die  Resultierende :der auf den     Drehflüoeln    wir  kenden     Flüssigkleitsdrücke    durch eine     Dreh-          axe   <I>geht, so</I>     dass    die     Flüssi-,lzeitsdr!.ieli:e    kein  Drehmoment auf die Flügel ausüben, wie  dies bei den     Flü-elii    in den     Fi--.   <B>3</B> und<B>6</B>  der Fall ist.  



  In     Fi-    2 ist eine Maschine     dar-,est211t.     bei welcher die     Abdichtuno,    mit Hilfe eines  im Gehäuse drehbaren     Zahnrinces   <B>17</B> herbei  geführt wird. Das Zellenrad<B>15</B>     o-reift    mit  den abgerundeten Rippenenden<B>16</B> in den  Zahnring<B>17,</B> welcher exzentrisch zur     Zellen-          radwelle    im Gehäuse<B>18</B> drehbar gelagert ist.

    Die Zahlen der Zellen des Zellenrades und  ,der     Zähnedes        Za-Iinringes    -unterscheiden sich    um<B>1.</B> Man erkennt aus der Figur deutlich,  e5  wie die zwischen dem Zellenrad und dem  Zahnring eingeschlossenen Räume bei der  Drehung grösser und kleiner werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH- Drehkolben-Brennkraftmasehine mit einem in einem stillstehenden Gehäuse rotierenden Zellenrad, dessen Zellen teilweise mit Hilfs flüssigkeit gefüllt sind, dadurch gekenn zeichnet, dass, zwischen den Zellenzwischen wänden und einer äussern Wand, deren<B>Ab-</B> stand von der Zellenradwelle sich von Stelle zu Stelle ändert, eine Abdichtung vorgesehen t' ist, die bei jeder Stellung des Zellenrades wirksam ist.

   UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Drehkolben-Brennkraftinaschine nacliPa- tentanspru#h, gekennzeichnet durch in den Zellenzwisehenwänden radial beweg liche Schieber zur Abdielltung zwischen den Zellenzwischenwänden des Zellen rades und der äussern Wand.

   2. Drehkolben-Brennkraftmaschine narliPa- tentanspruch, gekennzeichnet durch an den Zellenzwisehenwänden angelenkte Drehflügel zur Abdichtung zwischenden Zellenzwisehenwänden des Zellenrades und der äussern Wand.' <B>3.</B> Drehkolben-Brennkraftmaselline nach Pa,- tentan,spruch, gekennzeichnet durch an den Zellenzwischenwänden befestigte biegsame Flügel zur Abdichtung zwi schen den Zellenzwischenwänden des Zellenrades und der äussern Wand.

   4. Drehkolben-Brennkraftmasehine nach Pa- tentansprueh, gekennzeichnet durch einen Zahnkranz im Gehäuse zur Abdichtung zwischen den Zellenzwisellenwänden des Zellenrades und der äussern Wand, dessen Zähnezahl von der Zahl der Zellen um eins verschieden ist.

   <B>5.</B> Drehkolben-Brennkraftmasehine naellPa- tentanspruch, gekennzeichnet dureh Dreh flügel zur Abdichtung zwischen den Zellenzwisclienwänden des Zellenrades und einem im Gehäuse drehbar angeord- naten mit Odem Zellenrad rotierenden Ring, die au,diesem Ring angelenkt sind.

   <B>6.</B> Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch bieg same Flügel zur Abdichtung zwischen .den Zellenzwischenwä.nden des Zellen rades und einem im Gehäuse mit dem Zellenrad rotierenden Ring, die an die sem Ring befestigt sind.

   <B>7.</B> Drehkolben-Brennkraftmasohine nach Pa tentanspruch, gekennzeichnetdureh Dreh schieber zur Abdiehtung zwischen den Zellenzwischenwänden des Zellenrades und der äussern Wand, die an einer be- naehbarten Zellenzwischenwand drehbar gelagert sind und an der Zellenzwischen wand mit einer Zylinderfläche abdichten, öderen Axe die Drehaxe des Schiebers ist.

   <B>8.</B> Drehkolben-Brennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch U- In förmig ausgebildete Schieber, die über ,die Zellenzwischenwände gestülpt sind. <B>9.</B> DrehkeIben-Brennkraftmaschine naeliPa- tent,auBprueh und Unteranspruch<B>1,</B> da- durch gekennzeichnet, dass die Schieber an einem im Gehäuse gelagerten, mit ,dem Zellenrad umlaufenden Ring ab dichten.

   <B>10.</B> Drehkolben-Brennkra.itmasehine nach Pa tentanspruch, und Unteranspruch<B>8,</B> da- ,durch gekennzeichnet, dass die Schieber mit Gleitschuhen an -der äussern Wand ab- ,dichten, die sich nach der Neigung der äussern Wand einstellen.

   <B>11.</B> Drehlzolben-Brennkraftmaschine nacliPa- tentanspruch und Unteransprüchen<B>8</B> und <B>10,</B> da-durch gekennzeichnet, dass die Schieber und Gleitschuhe aus Leicht metall bestehen. 12. Drelik-olben-Brennkraftmasehine nach Pa tentanspruch, #dadurch gekennzeichnet, ,dass die Spülung und Ladung der Zellen ,des Zellenraides und der Auspuff durch Schlitze erfolgt, die im Gehäuse angeord net sind.