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Drehkolbenbrennkraftmaschine Bei Drehkolbenbrennkraftmaschinen mit
zwischen konzentrischen Führungstrommeln umlaufenden, in einer exzentrisch zu den
Trommeln gelagerten Kolbentrommel gleitenden Schieberkolben ist es von besonderer
Bedeutung, die Arbeitsräume so nach außen und gegeneinander abzuschließen, daß einerseits
eine vollkommene Abdichtung erreicht wird und andererseits eine möglichst geringe
Reibung zwischen den ortsfesten und den beweglichen Teilen der Maschine entsteht.
Man hat, insbesondere bei in ähnlicher Weise ausgebildeten Verdichtern, bereits
vorgeschlagen, zu diesem Zweck mit der Kolbentrommel umlaufende Seitenscheiben zu
benutzen, welche jedoch eine für das einwandfreie Arbeiten von Kraftmaschinen viel
zu starke Reibung erzeugen, außerdem mit besonders bearbeiteten Dichtungs- und Laufflächen
an den festen Gehäuseteilen anliegen und noch zusätzliche Anpreßfedern benötigen.
Neben ihrer teueren und umständlichen Herstellung und Einpassung in das Gehäuse
weisen diese Scheiben den Nachteil auf, daß sie infolge der bei Brennkraftmaschinen
durch die Erwärmung verursachten ungleichmäßigen Dehnung der einzelnen Teile sehr
leicht zu einem Verziehen und Festklemmen der Scheiben im Gehäuse Anlaß geben, und
daß weiterhin die Federn unter der Einwirkung der Hitze bald beschädigt werden.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile werden erfindungsgemäß bei Drehkolbenbrennkraftmaschinen,
insbesondere derjenigen .,.#,rt, bei denen eine Kraftmaschine mit einem Verdichter
gleicher Bauart in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, die Seitenscheiben
der Kraftmaschine und des Verdichters und die den Verdichter von der Kraftmaschine
trennende Mittelscheibe unter Wahrung eines Zwischenraumes gegenüber dem ortsfesten
Gehäuse mit der beiden Maschineneinheiten gemeinsamen Kolbentrommel starr verbunden
und die Zwischenräume zwischen dem Gehäuse, den Scheiben und den Gleitfüßen der
Schieberkolben durch Dichtungsringe überbrückt, welche die Arbeitsräume nach außen
hin abschließen und in bekannter Weise mit den Scheiben umlaufend den Zentrifugaldruck
der Schieberkolben aufnehmen.
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Diese Ausführung gewährleistet zunächst die völlige Vermeidung von
Reibung zwischen den Scheiben und dem Gehäuse, da die Dichtungsringe die einzige
Berührungsfläche zwischen diesen Teilen bilden. Weiterhin können sich die Scheiben
bei Erwärmung der Maschine dem Gehäuse gegenüber und radial zu den Ringen ungehindert
ausdehnen, so daß kein Festlaufen der Scheiben möglich ist. Schließlich wird auch
die Herstellung und Einpassung der Scheiben vereinfacht und verbilligt, weil die
Scheiben keine besonderen Dichtungsansätze oder Vorsprünge besitzen. Die Verwendung
irgendwelcher Federn oder sonstiger zusätzlicher Mittel zur Herbeiführung der Dichtung,
@, welche allein von den zwischen dem Gehäuse und den Scheiben mit umlaufenden Ringen
übernommen wird, ist gleichfalls vermieden, so daß die Maschine stets arbeitsfähig
bleibt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise
in einer Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i eine Seitenansicht
der Maschine im Querschnitt nach der Linie A - B der Abb. 2, Abb. 2 einen
Schnitt nach der Linie C - D
der Abb. i, Abb.3 einen Teilschnitt zur Erläuterung
der Kühlluftführung.
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Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind in dem aus der Außentrommel
i und den Seitenscheiben 2 und 3 bestehenden ortsfesten Gehäuse eine Drehkolbenbrennkraftmaschine
und ein Drehkolbenverdichter nebeneinander achsgleich angeordnet und durch die Zwischenwand
4 voneinander getrennt. Diese Zwischenwand 4 ist mit der zur Trommel i exzentrischen,
aus einzelnen Sektoren bestehenden Kolbentrommel 5 und deren Seitenscheiben 6 und
7 durch Bolzen 8 verbunden. Die Seitenscheiben 6 und 7 sind an die Flanschen 9 und
io der Welle Yi angeschlossen, welche in den Seitenscheiben 2 und 3 des Gehäuses
lagert. Die Schieberkolbcn 12 sind mit Gleitfüßen i3 und 14 ausgestattet, die sich
abdichtend an die Außentrommel i und die zu dieser konzentrische Innentrommel 15
anlegen. Sie gleiten unter entsprechender Abdichtung in den Rollen 16 der Kolbentrommel
5. Diese Rollen 16 ermöglichen die durch die exzentrische Bewegung der Kolbentrommel
5 zum Gehäuse bedingte Veränderung der Schrägstellung der Schieberkolben, die durch
ihre Gleitfüße in stets radialer Stellung zu den Trommeln i und 15 geführt werden,
gegenüber der Kolbentrommel.
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Die Seitenscheiben 6 und 7 und auch die Zwischenwand 4 sind so auf
der Welle angeordnet, daß sie den feststehenden Teilen gegenüber mit geringem Zwischenraum;
also reibungslos umlaufen. Die dadurch not-,vendig werdende Abdichtung zwischen
den Seitenscheiben 6, 7 bzw. der Zwischenwand 4 und dem Gehäuse erfolgt durch Ringe
22, welche sich abdichtend an die Scheiben bzw. die Zwischenwand und die Außentrommel
i legen. Auf diesen Ringen 22 liegen auch die Gleitfüße 14 der Schieberkolben, so
daß die Ringe den durch deren Umlaufen entstehenden Zentrifugaldruck aufnehmen,
ohne jedoch das zum Abdichten der einzelnen Räume voneinander erforderliche Anliegen
der Gleitfüße an der Lauffläche der Außentrommel i zu verhindern. Die Reibung zwischen
den umlaufenden und den ortsfesten Teilen der Maschine wird dadurch unter völliger
Sicherung der Abdichtung auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
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Der Stutzen 17 des Verdichters führt über einen in der Zeichnung nicht.
dargestellten Dochtvergaser zu dem Stutzen 18 der Brennkraftmaschine, der die Außentrommel
i an der Stelle unterbricht, an welcher die Arbeitsräume der Brennkraftmaschine
ihren Rauminhalt zu vergrößern beginnen. In der Drehrichtung dicht hinter dieser
Stelle ist auch dieZündvorrichtung i9 vorgesehen. Beginnend von der Stelle des größten
Inhaltes- der Verbrennungsräume bis zum beendeten Auspuff ist die Außentrommel i
durchbrochen, um das Austreten der Verbrennungsgase durch den Kanal 2o und den Stutzen
21 zu ermöglichen.
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Als Arbeitsräume kommen sowohl bei der Brennkraftmaschine als auch
beim Verdichter nur diejenigen in Betracht, welche zwischen der Kolbentrommel 5
und der äußeren Trommel i von den Stegen der Schieberkolben 12 eingeschlossen werden.
Die entsprechenden Räume zwischen der Kolbentrommel und der Innentrommel 15 sollen
bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel zur Förderung von Kühlungsluft für die
Maschine benutzt werden. Sie sind deshalb durch Öffnungen 23 an die Aussparungen
24 der Kolbentrommel angeschlossen, welche ihrerseits durch Öffnungen 25 der Seitenscheiben
6 und 7 und entsprechende Aussparungen mit der Außenluft in Verbindung stehen. Die
beim Umlaufen des Motors erfolgende Vergrößerung und Verkleinerung der Räume zwischen
Kolbentrommel 5 und Innentrommel i5 erzeugt dann einen durch die Kolbentrommel hindurchgehenden
Kühlluftstrom.
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Beim Betrieb der Maschine gelangt die Frischluft durch eine in der
Zeichnung nicht angedeutete Öffnung des Trommelmantels i in diejenigen Räume der
als, Verdichter arbeitenden (nach Abb.2 rechts liegenden) Maschinenhälfte, welche
infolge der zum Gehäuse i exzentrischen Drehung der Kolbentrommel jeweils einen
sich vergrößernden Rauminhalt erhalten und sich bei der Weiterdrehung der Kolbentrommel
sodann wieder zu verkleinern beginnen. Die von ihnen eingeschlossene Luft wird dabei
verdichtet und verläßt den Verdichter durch den zum Vergaser führenden Stutzen
17. Das im Vergaser entstehende und durch die Arbeit des Verdichters, stark
verdichtete Gemisch tritt durch den Stutzen 18 (Abb. i) in die linke Hälfte des
Gehäuses i ein und füllt dabei die Arbeitsräume der Brennkraftmaschine dann, wenn
sie ihren kleinsten Rauminhalt aufweisen. Die Weiterdrehung der Kolbentrommel im
Uhrzeigerdrehsinn führt die jeweils mit Gemisch gefüllten Kammern an der Zündkerze
i9 vorbei. Die bei der Explosion entstehenden Verbrennungsgase üben ihren Druck
auf die Stege der Schieberkolben 12 und damit die Kolbentrommel 5 aus und treten
nach ihrer Entspannung in den sich
durch die Drehung der Kolbentrommel
vergrößernden Arbeitsräumen in den Kanal 2o über, den sie durch den Auspuff 21 verlassen.
Da die Trommelwandung i in der aus Abb. i ersichtlichen Weise bis nahezu zum Eintrittsstutzen
18 nach dem Kanal 2o hin durchbrochen ist, sind die Arbeitsräume bei ihrer
Wiederfüllung mit Brennstoffgemisch praktisch vollkommen frei von Verbrennungsrückständen.
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Es ist selbstverständlich, daß der Vergaser nicht zwischen dem Verdichter
und der Brennkraftmaschine angeordnet zu sein braucht, sondern auch vor den Verdichter
geschaltet werden kann, so daß dieser nicht Frischluft sondern Gemisch ansaugt,
verdichtet und der Brennkraftmaschine zuführt.