DE687573C

DE687573C - Drehkolbenbrennkraftmaschine mit in der Kolbentrommel verschiebbaren und auf im Gehaeuse vorhandenen Gleitbahnen gefuehrten Schieberkolben

Info

Publication number: DE687573C
Application number: DE1935C0051008
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-10-24
Filing date: 1935-10-24
Publication date: 1940-02-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenbrennkraftmaschine und insbesondere eine Maschine dieser Art mit in der Kolbentrommel verschiebbaren und auf im Gehäuse vorhandenen Gleitbahnen geführten Schieberkolben, deren Außenenden gelenkig verschwenkbar sind, und mit um die Kolbentrommel herum wesentlich kreisbogenförmig mit gleichem Radius profilierten, paarweise

angeordneten Verdichtungs- und Arbeitskammern und mit einem zwischen jedem Paar dieser Kammern in dem Gehäuse umlaufenden rohrförmigen Vorverbrennungsraum.
Infolge mangelhafter Wärmeausnutzung und Abdichtung sowie hoher Reibungsverluste ' haben die bekannten Maschinen dieser Art eine geringe Leistung sowie eine mangelhafte Arbeitsweise, so daß sie praktisch unverwendbar sind.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß der Druck der umlaufenden Maschinenteile auf das Gehäuse dadurch beschränkt wird, daß die an den verschwenkbaren außer Berührung mit dem Gehäuse stehenden Außenenden der Schieberkolben frei beweglich gelagerten, an sich bekannten Dichtungsstücke lediglich unter dem Einfluß der Fliehkraft gegen die Mantelfläche, d. h. die peripherische Wandung des Gehäuses gepreßt werden und die Wandung des Vorverbrennungsraumes schraubenförmig geschlitzt ist, während sie in der Mitte zwischen den schraubenförmigen Schlitzen mit einem gekühlten Steg verbunden ist.

Um die Wärmeausnutzung durch eine zweckmäßige Gasführung zu verbessern, ist erfindungsgemäß die Wandung des Vorverbrennungsgehäuses derart geschlitzt, daß die aus der Verdichtungskammer kommende verdichtete Frischluft unmittelbar nach Beendigung der Verdichtung zur Einlaßöffnung der Arbeitskammer übergeführt wird, wodurch Wärmeverluste vermieden sind.

Falls der Vorverbrennungsraum der Maschine aus gleichräumigen voneinander getrennten Kammern besteht, ist erfindungsgemäß stets eine dieser Kammern mit der Verdichtungskammer und die unmittelbar in Drehrichtung des Vorverbrennungsraumes folgende Kammer mit der Arbeitskammer verbunden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Vorverbrennungsraum aus einem in der Längsrichtung durch eine Scheidewand in zwei gleichräumige Kammern geteilten Drehventil besteht, sind erfindungsgemäß die schraubenförmigen Schlitze des Drehventils und die zur Drehachse des Ventils parallel angeordneten Gegenschlitze im Gehäuse der-

art angeordnet, daß gleichzeitig die Frischluft während der ganzen Dauer der Verdichtung aus der Verdichtungskammer des Gehäuses in die eine Kammer ,des Drehventils eingedrückt und das entzündete Gasgemisch aus der anderen Kammer des Drehventils in die Arbeitskammer der Maschine während der ganzen Dauer der Verbrennung überführt wird.

ίο Zweckmäßig wird die mit verdichteter Frischluft gefüllte Kammer des Drehventils bei dem Übergang eines Schieberkolbens von der Verdichtungskammer in die Arbeitskammer gleichzeitig mit der Arbeiskammer i.5 und mit einer Brennstoffeinspritzvorrichtung in Verbindung gesetzt, so daß das Gasgemisch im geeigneten Zeitpunkt gebildet und entzündet wird.

Die Zeichnung stellt schematisch und beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung dar.

Fig. ι zeigt im senkrechten Schnitt die Hauptteile einer Drehkolbenbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstabe durch das Außenende eines Schieberkolbens ;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht des als Vorverbrennungsraum zur Verwendung kommenden Drehventils;

Fig. 4 ist ein Querschnitt des Drehventils längs der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 und 6 zeigen die Gegenschlitze im Gehäuse zur Überführung des entzündeten Gasgemisches aus dem Drehventil in die Arbeitskammer der Maschine und zum Einlassen der Frischluft aus der Verdichtungskammer in das Drehventil.

Die Drehkolbenbrennkraftmaschine besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, in dessen Innerem eine auf der Welle 3 befestigte, zylindrisch ausgebildete Kolbentrommel 2 drehbar gelagert ist. Um die Kolbentrommel 2 herum sind in dem Gehäuse 1 kreisibogenförtnig mit gleichem Radius profilierte, paarweise angeordnete Aushöhlungen vorgesehen, von denen jede mit der zylindrischen Mantelfläche der Kolbentrommel 2 eine Kammer bildet.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besitzt die Maschine zwei Kammern 4 und S, von denen die Kammer 4 die Verdichtungskammer bildet, in welcher die durch die Einlaßöffnung 6 einströmende Frischluft verdichtet wird, während die Kammer S die Arbeitskammer der Maschine darstellt, in welcher die Kraft der brennenden Gase zur Erzeugung eines auf die Kolbentrommel 2 wirkenden Drehmomentes ausgenutzt wird, und aus welcher die Abgase durch die Auslaßöffnung 7 entweichen.

Zwecks Übertragung der Kraftwirkung auf die Kolbentrommel 2 ist letztere mit in der Kolbentrommel in radialen Nuten 8 verschiebbaren und bei der Drehung der Trommel mitgenommenen Schieberkolben 9 versehen, welche beim Drehen der Kolbentrommel 2 durch die Fliehkraft nach außen getrieben werden und bewegliche Scheidewände bilden, welche während ihrer Verschiebung jede Kammer in zwei Abteile von veränderlichem Rauminhalt gasdicht trennen.

Jeder Schieberkolben 9 ist mit einer Kappe

10 versehen, die auf einem Kugelgelenkzapfen

11 am Außenende des Kolbens 9 sitzt und Dichtungsstücke 12 trägt, welche beim Drehen der Kolbentrommel 2 unter Aufrechterhaltung der schleifenden Berührung mit der Mantelfläche, d. h. der peripherischen Wandung des Gehäuses 1, der Krümmung der letzteren stets folgen. Auf diese Weise stellen sich die Dichtungsstücke 12 stets radial zur Mantelfläche des Gehäuses 1 ein.

Zur Vermeidung jeglicher Berührung zwischen den Kappen 10 und der Mantelfläche des Gehäuses 1, welche zur Erhöhung des Reibungswiderstandes führen würde, sind die Schieberkolben 9 mittels Stangen 13 mit Rollen 14 verbunden, welche in Steuerrinnen 15 laufen. Diese sind der Krümmung der Mantelfläche des Gehäuses 1 entsprechend profiliert und in solchem Abstand von der Mantelfläche angeordnet, daß ein Anlegen der Kappen 10 gegen die Wandung des Gehäuses vermieden wird.

Die Führungsrinnen 15, die den durch die Fliehkraft auf die Schieberkolben ausgeübten Druck aufnehmen, sind in eine oder zwei Seitenwände des Gehäuses 1 in geeigneter Weise eingeschnitten.

Um die Reibung der Dichtungsstücke 12 gegen das Gehäuse 1 zu vermindern, sind die Dichtungsstücke 12 in den Kappen 10 frei radial beweglich gelagert und werden lediglich unter dem Einfluß der Fliehkraft gegen die Mantelfläche des Gehäuses 1 gepreßt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Drehkolbenbrennkraftmaschine wird die durch die Einlaßöffnung 6 unter atmosphärischem Druck eingeströmte Frischluft aus der Kammer 4 durch die Vorderseite eines beweglichen Schieberkolbens 9 in einen zwischen den Kammern 4 und 5 in dem Gehäuse umlaufenden rohrförmigen Vorverbrennungsraum getrieben und verdichtet, worauf die Frischluft unter Vermischung mit dem im ' eeigneten Augenblick eingesprizten Brennstoff unter Druck ein Gasgemisch bildet, das sich in diesem Raum entzündet. Die brennenden Gase werden weiterhin aus dem Vorverbrennungsraum in die Arbeitskammer 5 eleitet, um in dieser letzteren auf die Rück-

Claims

trennten Kammern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß stets eine dieser Kammern mit der Verdichtungskammer (4) und die unmittelbar in Drehrichtung des Vorverbrennungsraumes folgende Kammer mit der Arbeitskammer (5) verbünden sind.

4. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3, deren Vorverbrennungsraum aus einem in der Längsrichtung durch eine Scheidewand in zwei gleichräumige Kammern geteilten Drehventil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen Schlitze (20,20') des Drehventils (16) und die zur Drehachse des Ventils parallel angeordneten Gegenschlitze (21, 21') im Gehäuse derart angeordnet sind, daß gleichzeitig die Frischluft während der ganzen Dauer der Verdichtung aus der Kammer (4) in die eine Kammer des Drehventils (16) eingedrückt und das entzündete Gasgemisch aus der anderen Kammer des Drehventils (16) in die Arbeitskammer (5) während der ganzen Dauer der Verbrennung überführt wird.

5. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit verdichteter Frischluft gefüllte Kammer des Drehventils (16) bei dem Übergang eines Schieberkolbens (9) von der Verdichtungskammer in die Arbeitskammer gleichzeitig mit der Arbeitskammer (S) und mit einer Brennstoffeinspritzvorrichtung in Verbindung gesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

seite des Schieberkolbens 9, welcher inzwischen von der Verdichtungskammer in die Arbeitskammer gelangt ist, einzuwirken.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht der Vorverbrennungsraum der Maschine aus einem Drehventil 16, welches in der Längsrichtung durch einen in geeigneter Weise gekühlten, eine Scheidewand bildenden Steg 17 in zwei gleichräumige Kammern 18 und 19 geteilt ist, von denen jede mit je einem schraubenförmigen Schlitz 20 bzw. 20' versehen ist. Die schraubenförmige Gestaltung der Schlitze 20 und 20' in der Wandung des Drehventils 16, dessen Mitte durch den Steg 17 ständig gekühlt wird, hat zur Folge, daß bei einer Wärmeausdehnung des Drehventils dessen Umfang unverändert bleibt, wodurch ein Druck dieses umlaufenden Teiles gegen das Gehäuse und infolgedessen seine Bremsung durch Reibungswiderstand vermieden wird.

Das Ventil 16 ist in einer zwischen den beiden Kammern 4 und 5 des Gehäuses vorgesehenen und durch im Gehäuse zur Drehachse des Ventils 16 parallel angeordnete Gegenschlitze 21 bzw. 21' mit der Verdichtungskammer 4 und der Arbeitskammer 5 verbundenen Bohrung des Gehäuses drehbar und gasdicht gelagert, so daß durch das Zusammenwirken der Schlitze 20 und 20' und der Gegenschlitze 21 und 21' stets eine der Kammern des Drehventils 16 mit der Verdichtungskammer 4 und die andere Kammer mit der Arbeitskammer 5 verbunden ist.

Hinsichtlich der Gasführung hat dieses Zusammenwirken zur Folge, daß die Frischluft während der ganzen Dauer der Verdichtung aus der Kammer 4 des Gehäuses in die Kammer 19 des Drehventils 16 eingedrückt und das entzündete Gasgemisch aus der Kammer 18 des Drehventils in die Arbeitskammer S während der ganzen Dauer der Verbrennung überführt wird.

Zwecks Zuführung des Brennstoffes wird erfindungsgemäß die Kammer des Drehventils 16, welche in dem betrachteten Augenblick mit verdichteter Frischluft gefüllt ist, beim Übergang eines Schieberkolbens 9 aus der Verdichtungskammer 4 in die Arbeitskammer 5 gleichzeitig mit dieser letzteren und mit einer nicht dargestellten, an sich bekannten Brennstoffeinspritzvorrichtung in Verbindung gesetzt.

Das Ventil 16 wird mittels einer geeigneten Kraftübertragung von der Welle 3 aus mit geeigneter Drehzahl angetrieben.

Die beschriebene Drehkolbenbrennkraftmaschine arbeitet folgendermaßen:

Die die Kammer 4 des Gehäuses und die Kammer 19 des Drehventils 16 füllende Frischluft wird durch den sich in die Pfeilrichtung bewegenden Schieberkolben 9 in die Kammer des Ventils 16 getrieben und verdichtet. Im Augenblick, wo die Rückseite des Schieberkolbens 9 den Einlaßschlitz 21' der Arbeitskammer 5 freigegeben hat, wird infolge der Drehbewegung des Ventils 16 diese Kammer durch den Schlitz 21' mit der Arbeitskammer 5 in Verbindung gesetzt und die verdichtete Frischluft mit dem in diese Kammer des Ventils 16 eingespritzten Brennstoff vermengt und entzündet, worauf das brennende Gasgemisch aus dem Ventil 16 in den hinter dem Schieberkolben 9 befindlichen Teil der Kammer 5 eingelassen wird, so daß ein Antriebsmoment erzeugt wird. Die aus der vorhergehenden Verbrennung stammenden Abgase werden durch die Auslaßöffnung 7 der Kammer 5 durch die Vorderseite des Schieberkolbens 9 ausgetrieben.

Patentansprüche:

i. Drehkolbenbrennkraftmaschine mit in der Kolbentrommel verschiebbaren und auf im Gehäuse vorhandenen Gleitbahnen geführten Schieberkolben, deren Außenenden gelenkig verschwenkbar sind, und mit um die Kolbentrommel herum wesentlich kreisbogenförmig mit gleichem Radius profilierten, paarweise angeordneten Verdichtungs- und Arbeitskammern und mit einem zwischen jedem Paar dieser Kammern in dem Gehäuse umlaufenden rohrförmigen Vorverbrennungsraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der umlaufenden Maschinenteile auf das Gehäuse (1) dadurch beschränkt wird, daß die an den verschwenkbaren außer Berührung mit der Mantelfläche des Gehäuses (1) stehenden-Außenenden (10) der Schieberkolben frei beweglich gelagerten, an sich bekannten Dichtungsstücke (12) lediglich unter dem Einfluß der Fliehkraft gegen diese Mantelfläche gepreßt werden und die Wandung des Vorverbrennungsraumes schraubenförmig geschlitzt ist, während sie in der Mitte zwischen den schraubenförmigen Schlitzen (20, 20') mit einem gekühlten Steg (17) verbunden ist.
2. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Vorverbrennungsgehäuses derart geschlitzt ist, daß die aus der Verdichtungskammer (4) kommende verdichtete Frischluft unmittelbar nach Beendigung der Verdichtung zur Ein¹aßöffnung der Arbeitskammer (5) übergeführt wird.
3. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, deren Vorverbrennungsraum aus gleichräumigen voneinander ge-