AT132613B - Verfahren zum Betriebe von Brennkraftmaschinen mit Hilfsflüssigkeit und Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens. - Google Patents

Verfahren zum Betriebe von Brennkraftmaschinen mit Hilfsflüssigkeit und Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens.

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AT132613B
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description


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   Die Energieabgabe bei Brennkraftmaschinen mit einer Hilfsflüssigkeit als Übertragungsmittel geschieht bisher in der Weise, dass die Energie der von gespannten Gasen in Bewegung gesetzten Hilfsflüssigkeit durch geeignete Vorrichtungen dynamisch an die   Maschinenwelle   übertragen wird. Bei be- 
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 und Hilfsflüssigkeit mit der dynamischen Umsetzung zwischen Hilfsflüssigkeit und Welle in Einklang zu bringen. 
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 in Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens so betrieben werden, dass die Hilfsflüssigkeit. die in den Zellen eines umlaufenden Zellenrades vorwiegend radial hin und her bewegt wird und dabei als Kolben wirkt, durch bewegliche Begrenzungsteile der Zellen, praktisch genommen, verhindert wird. von einer Zelle in eine andere überzutreten. 



   Um das Wesen der Erfindung klarzumachen, sei zunächst an Hand der Fig. 1 eine bekannte   Ausführungsform   einer umlaufenden Brennkraftmaschine mit dynamischer Energieumsetzung zwischen Hilfsflüssigkeit und Welle geschildert. 



   Die umlaufenden Hubzellen oder Brennkammern sind gleichmässig am Umfange eines Laufrades verteilt. Die Hilfsflüssigkeit bildet in den Zellen einzelne Kolben, die bei der Drehung durch die Fliehkraft nach aussen gedrückt werden und relativ zum Laufrad vorwiegend radial aus-und einwärts schwingen. 



  Beim Zweitatkbetrieb wird während des Einwärtsschwingens ein in der äusseren Totlage Ta   ! der Flüssig-   keitskolben eingebrachtes Gasgemisch verdichtet und in der inneren Totlage   Tri gezündet   ; während des Auswärtsschwingens expandiert das gezündete Gemisch und drückt dabei die Flüssigkeitskolben nach aussen. In der äusseren Totlage wird gespült und frisch geladen. Die Hubbewegung der Wasserkolben entsteht durch einen Kanal a im stillstehenden Gehäuse b. Dieser Kanal entnimmt in der Expansionszone c den Zellen   cl   des Laufrades P die Flüssigkeit unter hohem Druck und führt sie in der Kompression-   zone/den Zellen g   unter niedrigerem Druck, aber mit höherer Geschwindigkeit wieder zu.

   Durch die   Rückwärtskrümmung   der äusseren Schaufelwand h erzielt man eine dynamische Umsetzung der von der Hilfsflüssigkeit in Form von potentieller Energie aufgenommenen Gasarbeit in die mechanische Energie der umlaufenden Welle. 



   Der hydraulische Prozess ist bei diesen Maschinen deshalb nicht besonders wirtschaftlich, weil der Umführungskanal a und die Neigung der äusseren   Zellenwände h nur nach   der mittleren Strömungsgeschwindigkeit, nicht aber nach der jeweils herrschenden gestaltet werden kann. Bei Teillast tritt eine schlechtere Verdichtung ein, wodurch der Verbrennungsprozess unwirtschaftlich wird. Die Verdichtung ist abhängig von der Güte der Verbrennung und von der Ausdehnung auf der andern Seite, da ja die Kolben frei beweglich sind. Es stehen also die statische Energieabgabe von Gas an die Flüssigkeit und die dynamische von der Flüssigkeit an die Welle nicht miteinander in Einklang. 



   Dieser Mangel einer Sicherung der Betriebsbedingungen für den Verbrennungsprozess wird nun gemäss der Erfindung, wie bereits erwähnt, dadurch behoben, dass entsprechend dem statischen Energie- 
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 standen sind,   beschränkt.   



   Die als Übertragungsmittel benutzte Flüssigkeit legt sich bei der Drehung des Laufrades gegen die äussere Führungsbahn, die in der Regel als Kreiszylinder ausgebildet ist. Die Achse dieses Zylinders liegt dabei exzentrisch zur Laufradachse, so dass sich die Flüssigkeit in den Zellen radial ein-und auswärts bewegt. Dies kann bei jeder Umdrehung einmal geschehen. Will man aber zwei Doppelhübe während einer Umdrehung, so wird die Führungsbahn ellipsenartig usw. 



   Das Übertreten der Flüssigkeit von einer Zelle zur andern bei den zwischen zwei benachbarten Zellen auftretenden Druckunterschieden verhindern gemäss der Erfindung bewegliche Organe, die in geeigneter Weise zwischen den Zellenwänden des Laufrades und der exzentrisch liegenden Führungsbahn angeordnet sind. Als solche Organe können beispielsweise Schieber benutzt werden, die in Schlitzen der Zellenwände geführt oder U-förmig über die Zellenwände gestülpt sind, ferner auch Drehflügel, die am Laufrad oder an einem mitlaufenden Ring befestigt sind, oder Zahnräder u. dgl. mehr. 

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   Eine   Ausi'ührungsforlll einer Brennkrafttmas iiinf'gemäss der Erfindung   ist in Fig. 2 in einem Schnitt. senkrecht zur Achse dargestellt. Zwei weitere   AusführungsforIl1l'n   zeigen die Fig. 3 und 4 in   gleiehgeführten   Schnitten, eine weitere   Ausführungsform   die Fig. 5. Fig. 6 zeigt in einem Axialschnitt den Aufbau einer Maschine nach einer der dargestellten   Ausführungsformen.   Eine Einzelheit der nach Fig. 2 zeigen die Fig. 7 bis 10 in mehreren Ausführungsformen und Fig. 11 zeigt eine weitere besondere Ausführungsform der Einrichtung zum Abdichten der einzelnen Zellen gegeneinander. 



   Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden die   Hubzellen   des Laufrades 2 gegen ihre Nachbarzellen durch Schieber 3 abgegrenzt, die sich in Schlitzen 4 der   Zellenwände   5 radial hin und her bewegen können und sich infolge der Fliehkraft gegen die   Fiihrungsbahn   6 des stillstehenden Gehäuses 7 legen. 



  Die Zellen sind seitlich durch stillstehende ringförmige Deckel abgeschlossen zu denken, und in diesen ringförmigen Deckeln sind die Steuerschlitz   L,/)', J. angebracht,   die auch in Fig. 1 in der oberen Hälfte 
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 Verbindung gebracht werden. 



   Die Achse des Laufrades 2 ist gegenüber der Achse des Gehäuses 7 exzentrisch angeordnet. Die Hilfsflüssigkeit legt sich infolge der Fliehkraft in allen Zellen an die Innenwandung 6 des Gehäuses 7 an und lässt je nach der Stellung der Zellen im Gehäuse in den einzelnen Zellen mehr oder weniger Raum frei. 



   Während eines Umlaufes des Laufrades wird in der Maschine ein Arbeitsspiel ausgeführt. Es sei z. B. der mittlere Schlitz   S   in Fig. 2 der   Spülsehlitz.   der rechts davon gelegene L die Ladeöffnung und der auf der linken Seite der Auspuff   A.   Die obere Zelle, die rechts von der lotrechten Symmetrielinie gezeichnet ist, empfängt Spülluft ; die im Sinne der Drehung folgende Zelle erhält Brennstoff. Das   Brennstoffluft-   gemisch wird bei Weiterdrehung des Laufrades verdichtet, da der Flüssigkeitsspiegel immer mehr gegen den Mittelpunkt des Laufrades gedrängt wird. Jede Zelle besitzt eine Zündkerze Z, die aber so gesteuert ist, dass etwa nur die Zündkerze der Zelle, die rechts der lotrechten Symmetrielinie unten gelegen ist, zündet.

   Die Zündung erfolgt also nach erfolgter Verdichtung des Brennstoffgemisches. Von da findet die Ausdehnung statt, da der Flüssigkeitsspiegel bei der Weiterdrehung immer mehr zurückweichen kann, und kommt die Zelle in den Bereich des   Auspuffsehlitzes   A, so beginnt der Auspuff, der dann später mit einem Durchspülen mit Spülluft, das an der Stelle, die von der lotrechten Symmetrielinie links oben gelegen ist, beginnt, verbunden wird. Das hier angedeutete Arbeitsspiel findet aufeinanderfolgend in allen Zellen statt und die Drücke in den Zellen, in denen nach erfolgter Zündung die Ausdehnung stattfindet, d. s. also im Sinne der Fig. 2 die links gelegenen, erzeugen das Drehmoment an der Welle.

   Die auf der rechten Seite gelegenen Zellen erzeugen ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment, weil ja dort die Verdichtung stattfindet ; dieses wird aber von dem durch die Ausdehnung erzeugten Drehmoment überwogen. 



   Die   Platten. 3   werden durch die Fliehkraft immer dicht an die Führungsfläehe 6 des Gehäuses 7 angedrückt, wodurch im Zusammenwirken mit der Hilfsflüssigkeit eine Abdichtung der Zellenbegrenzungen gegeneinander bewirkt wird. 



   Die Fig. 7 zeigt eine solche Schieberplatte 3, die in einem Schlitz 4 der Zellenwände 5 gelagert ist, in etwas grösserem Massstabe. Anstatt dieser Ausführungsform kann auch die nach Fig. 8 verwendet werden, wobei der Schieber 8 U-förmig gestaltet und über die volle Zellenwand 5 gestülpt ist. Eine weitere Ausführungsform der Abdichtung ist in Fig. 9 gezeigt, wo der U-förmig gestaltete Schieber 9, der über die Zellenwand 5 gestülpt ist, mit einem Gelenkschuh 10, der, ebenso wie der Schieber   3,   8 oder 9, aus einem Leichtmetall bestehen kann, versehen ist. Die Gleiteigenschaften lassen sieh durch einen mitlaufenden Gleitring 11 verbessern, wie dies in Fig. 10 dargestellt wird. 



   Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 werden die Hubzellen 1 gegen ihre Nachbarzellen durch Drehflügel 12 bzw. 13 abgegrenzt, die entweder, wie Fig. 3 zeigt, am Laufrad 2 oder, wie Fig. 4 zeigt, an einem mitlaufenden Ring 14 befestigt sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 unten sind gelenkig am Laufrad 2 befestigte   Drehflügel je   dargestellt, die sieh durch die Fliehkraft gegen die feste Führungsbahn 6 oder im Sinne der Fig. 10 gegen einen Laufring 11 legen, wogegen oben fest am Laufrad 2 befestigte   Drehflügel. M   dargestellt sind, die ganz oder teilweise aus einem biegsamen Material hergestellt sind und sich entweder gegen die feste Führungsbahn 6 oder im Sinne der Fig. 10 gegen einen Laufring 11 legen.

   Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind oben gelenkig an dem mitlaufenden Ring 14 befestigte   Drehflügel 12   dargestellt, die mit dem freien Ende auf den beweglichen Zellenwänden 5 gleiten, wogegen unten fest am mitlaufenden Ring 14 befestigte   Drehflügel J3 dargestellt   sind, die ganz oder teilweise aus einem biegsamen Material hergestellt sind und auf den radialen Zellenwänden 5 gleiten. 



   Die Drehflügel haben gegenüber den Schiebern den Vorteil geringerer Reibungsverluste, geben jedoch keine so gute Abdichtung von Zelle zu Zelle und damit keinen so geschlossenen Hubraum wie die Schieber. Diese Nachteile vermeidet die Ausführungsform der Drehflügel 23 nach Fig. 11, die nicht jene Zellenwand abdichten, an der sie befestigt sind, sondern die benachbarte Zellenwand an einer zylindrischen   Fläche 24,   deren Achse mit der Drehachse des Flügels   2. 3 zusammenfällt.   Mit dieser Anordnung 
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   Steuerselitze   enthaltenden Ringdeckel 21 und 22 fest verbunden sind,
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebe von Brennkraftmaschinen mit   Hilfsflüssigkeit   als Übertragungsmittel, 
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Claims (1)

  1. Gehäuse exzentrisch angeordneten Laufrades bewegliche Begrenzungsteile haben. durch die sie an der Gehäuseinnenwandung die Zellenräume gegeneinander dielitend abschliessen.
    4. Maschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander abgedichteten Zellenräume in radialer Richtung, dem Arbeitsprozess entsprechend, von veränderlicher Abmessung sind, was durch Ausbildung ihrer im Wesen radialen Begrenzungen mit relativ feststehenden und relativ beweglichen Teilen möglich ist.
    5. Maschine nach Anspruch 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbewegung der Hilfsflüssigkeitskolben durch eine exzentrisch zur Maschinenwelle angeordnete Führungsbahn (6) erzeugt EMI3.3 flüssigkeitskolben durch eine exzentrisch zur Maschinenwelle angeordnete Führungsbahn (6) erzeugt wird. gegen die sieh gelenkig befestigte oder biegsame Drehflügel (12 bzw. 13) legen (Fig. 3 und 4).
    7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung der Zellen (1) gegeneinander gelenkig oder biegsam am Läufer (2) oder an einem mitlaufenden Ring (14) befestigte Drehflügel (12, dienen (Fig. 3 und 4).
    8. Maschine nach Anspruch 2. 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbewegung der Hilfsflüssigkeit durch Verzahnungseingriff der Begrenzungswände (16) des Zellenrades . in die Innenverzahnung eines exzentrisch gelagerten Ringes (17) od. dgl. erzeugt wird (Fig. 5).
    9. Maschine nach Anspruch 2,3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Brenn- EMI3.4 den Gehäusedeekeln erfolgt (Fig. 2).
    10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet. dass die die Steuerschlitze (L, S, A) enthaltenden Gehäusedeekel mit der Führungsbahn (6) fest verbunden sind.
    11. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (8. 9) U-förmig über die Laufradrippen gestiilpt sind (Fig. 8 und 9).
    12. Maschine nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber sich gesren einen in der Führungsbahn (6) umlaufenden Ring (11) legen (Fig. 10).
    13. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber sich gegen beweglielhe Gleitschuhe (10) legen, die sieh nach der Neigung der Führungsbahn (6) einstellen (Fig. 9). EMI3.5 deten Diehtungsschieber ( : ?, j) ihre Drehachse an der benachbarten Zellenwand (5) haben und gegen die zugehörige Zellenwand mit einer um diese Drehachse zylindrisch gekrümmten Fläche (24) abdichten.
AT132613D 1930-08-16 1931-08-14 Verfahren zum Betriebe von Brennkraftmaschinen mit Hilfsflüssigkeit und Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens. AT132613B (de)

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