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Drehkolbenbrennkraftmaschine
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Verdichtungs-und Verbrennungsteil,ablauf günstigsten Zeitpunkt in den Verbrennungsteil überströmen. Ausserdem kann durch entsprechende Wahl des Volumens der Aufnehmerräume das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine beliebig gewählt werden. Es ergibt sich dadurch die einfache Möglichkeit, die erfindungsgemässe Brennkraftmaschine der gewünschtenBetriebsart anzupassen ; sie kannentwederGemisch ansaugen und nach Art eines Ottomotors arbeiten oder aber mit Kraftstoffeinspritzung im Dieselbetrieb gefahren werden.
Es ist zwar schon bekannt, im Gehäuse einer Drehkolbenbrennkraftmaschine eigene Brennkammern vorzusehen, welchen das verdichtete Gasgemisch zugeführt und dort gezündet wird. Der entstehende Gasdruck beaufschlagt sodann die Rückseite eines am Rotor vorgesehenen Kolbenflügels. Nachteilig dabei ist, dass zur Steuerung der Überströmkanäle zwischen den Brennkammern und den Arbeitsräumen der Maschine eigene ventile erforderlich sind und das Maschinengehäuse durch zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Vorsprünge eine verhältnismässig komplizierte Form aufweist, was sowohl für die Herstellung als auch für die Abdichtung während des Betriebes ungünstig ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die im Verbrennungsteil angeordneten Kolbenflügel samt zugehörigen Führungsbacken gegenüber den denselben Überströmkanälen im Verdichtungsteil zugeordneten Kolbenflügeln samt zugehörigen Führungsbacken um ungefähr 400 in Drehrichtung des Rotors
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bei jedoch weniger als 400 und dient nicht zur Bestimmung des Öffnungs-und Schliesszeitpunktes bei der Steuerung der Überströmkanäle, sondern hat lediglich den Zweck, die Überleitung des im Verdichtungteil vor einem Kolbenflügel verdichteten Gemisches hinter den zugeordneten Kolbenflügel im Verbrennungsteil der Maschine in räumlicher Hinsicht zu ermöglichen.
In den Zeichnungen ist die Erfindung näher erläutert. Die Fig. la-zig zeigen an Hand schematischer Darstellungen die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Drehkolbenbrennkraftmaschine und die Fig. 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel, wobei in Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie Il - 11 in Fig. 3 und in Fig. 3
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- IIIhörigen Verbrennungsteil der erfindungsgemässen Drehkolbenbrennkraftmaschine in der entsprechenden Rotorstellung. Mit 1 ist das zylindrische Gehäuse bezeichnet, das im Verdichtungsteil eine Ansaugöff- nung 2 und im Verbrennungsteil zwei Auspufföffnungen 3 und 4 aufweist. Im Gehäuse 1 ist die Mascbi- nenwelle 5, die den Rotor 6 trägt, exzentrisch gelagert.
Der Rotor weist im Verdichtungsteil einen mit der Welle 5 umlaufenden ringförmigen Teil 7 und im Verbrennungsteil einen analogen ringförmigen Teil 8 auf. Beide ringförmigen Teile 7 und 8 sind mit je zwei um ungefähr 1800 versetzten Kolbenflügeln versehen, die mittels verdrehbarer Führungsbacken in den ringförmigen Teilen des Rotors 6 relativ zu diesem schwenkbar gelagert und im Gehäuse 1 radial zur Gehäuseachse geführt sind.
Im Verdichtungsteil sind die Kolbenflügel mit 9 und 10 und deren Führungsbacken mit 11 und 12 bezeichnet ; im Verbrennungsteil sind die Kolbenflügel mit den Bezugszeichen 13 und 14 und die zugehörigen Führungsbacken mit den Bezugszeichen 15 und 16 versehen. Zur Führung der Kolbenflügel 9,10 und 13, 14 in radialer Lage zum Gehäuse 1 dienen mit dem Gehäuse 1 drehfest verbundene Zapfen, im Verdichtungsteil der Zapfen 17 und im Verbrennungsteil der Zapfen 18.
Verdichtungs- und Verbrennungsteil sind durch Überströmkanäle miteinander verbunden. Im Inneren des Rotors 6 sind zwei Aufnehmerräume 19 und 20 vorgesehen, die mit dem Verdichtungsteil durchje einen Kanal 21 und 23 und mit dem Verbrennungsteil durch je einen Kanal 22 und 24 in Verbindung stehen. Die Kanäle 21-24 sind durch die Führungsbacken 11,12, 15 und 16, die als Drehschieber ausgebildet sind, gesteuert. Die Stelle im Verbrennungsteil des Gehäuses, an welcher die Zündung erfolgt, ist durch einen Pfeil 25 angedeutet. Es kann an dieser Stelle eine Zündkerze oder eine Einspritzdüse in das Gehäuse 1 eingesetzt sein. Der Pfeil 26 auf der linken Seite der Fig. la bezeichnet die Drehrichtung des Rotors 6.
Die Wirkungsweise der Brennkraftmaschine ist aus den in den Fig. la - 19 dargestellten Rotorstellungen, begonnen vom Ansaugen der Frischgase im Verdichtungsteil der Fig. la bis zum Auspuffen der verbrannten Gase im Verbrennungsteil der Fig. lg, zu entnehmen. Bei der Bewegung des Rotors 6 in Richtung
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des Pfeiles 26 in der linken Hälfte der Fig. la wird durch die Ansaugöffnung 2 in den sich dabei vergrö- ssernden Raum hinter dem Kolbenflügel 9 Frischgas 27 angesaugt, bis der Kolbenflügel 10 die in Fig. lb stärker ausgezeichnete Stellung erreicht und die Ansaugöffnung 2 abgeschlossen hat.
Der Führungsbacken 12 hält während des Ansaugens den Kanal 23 geschlossen. In weiterer Folge der
Drehbewegung öffnet der Führungsbacken 12 den Kanal 23, so dass das Frischgas 27, wie aus Fig. lc er- sichtlich ist, in den Aufnehmerraum 20 gelangen kann. Da sich in der nunmehr folgenden Bewegungsphase des Rotors 6 das Volumen des betrachteten Raumes zwischen den Kolbenflügeln 10 und 9 verringert, wird das Frischgas 27 verdichtet und zur Gänze in den Aufnehmerraum 20 gedrückt. Der den Aufnehmerraum 20 mit dem Verbrennungsteil verbindende Kanal 24 wird in dieser Bewegungsphase durch den Führungsbacken
16 verschlossen gehalten, wie aus der rechten Hälfte der Fig. lc entnommen werden kann.
Bei der in
Fig. ld dargestellten Lage des Kolbenflügels 10 ist fast das gesamte Frischgas im Aufnehmerraum 20 kom- primiert und der Führungsbacken 12 beginnt bereits den Kanal 23 abzuschliessen. Damit ist die Verdich- tung des angesaugten Frischgases beendet.
Gleichzeitig beginnt nunmehr der aus der rechten Hälfte der Fig. 1d ersichtliche Führungsbacken 16 im Verbrennungsteil der Maschine mit der Öffnung des Kanals 24, worauf das Frischgas in den zu diesem Zeitpunkt sein kleinstes Volumen aufweisenden Raum in Drehrichtung des Rotors 6 hinter den. Kolbenflügel
14 im Verbrennungsteil ausströmen kann. Kurze Zeit danach wird in der Stellung des Kolbenflügels 14 nach Fig. le, in welcher der Führungsbacken 16 den Kanal 24 bereits zur Gänze geöffnet hat, das Frischgas 27 gezündet.
Die Zündung ist durch den verstärkt ausgezogenen Pfeil 25 angedeutet. Der zufolge der Zündung entstehende Explosionsdruck wirkt nunmehr auf den Kolbenflügel 14 und verdreht den Rotor 6 unter Vergrösserung des Volumens des in Drehrichtung hinter dem Kolbenflügel 14 liegenden Raumes bis in die aus Fig. If ersichtliche Stellung. Der Kolbenflügel 14 überstreicht sodann die Auspufföffnung 4, so dass die verbrannten Gase 27'nach aussen abströmen können. Durch die Auspufföffnung 4 wird der grösste Teil der verbrannten Gase 27'unter gleichzeitigem Druckabfall im Raum zwischen den Kolbenflügeln 14 und 13 ausgepufft.
Die noch verbleibenden Restgase werden sodann durch den Kolbenflügel 13 bei seiner auf die in Fig. 1g dargestellte Stellung folgenden Bewegung durch die Auspufföffnung 3 hindurch in Richtung des Pfeiles 28 ins Freie gedrückt. Da sich hiebei das Volumen des Raumes vor dem Kolbenflügel 13 verkleinert, erfolgt eine vollständige Entleerung.
Wie aus den Fig. la - 19 ersichtlich ist, überstreicht der Kolbenflügel 9 bereits während der Bewegung des Rotors 6 von der in Fig. 1c dargestellten Stellung in die Stellung nach Fig. ld wieder die Ansaug- öffnung 2, wobei er von neuem Frischgas ansaugt. Ausserdem wird auch vom Kolbenflügel 10 nach dem Überstreichen der Ansaugöffnung 2 Frischgas angesaugt, so dass bei jeder Umdrehung des Rotors 6 zwei Arbeitstakte erfolgen. Da fUr das Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Auspuffen jeweils ein eigener Bewegungsbereich des Rotors zur Verfugung steht und diese Vorgänge voneinander getrennt erfolgen, arbeitet die Maschine im Viertaktverfahren. Die gezeichnete Drehkolbenbrennkraftmaschine entspricht somit einem herkömmlichen Viertaktmotor mit vier Zylindern.
Bei dem in den Fig. 2 und 3 ausführlicher dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im zylindrischen Gehäuse 1, das mit Kühlrippen 30 versehen ist, die Maschinenwelle 5 exzentrisch gelagert und der Rotor 6 auf dieser aufgekeilt. Das Gehäuse 1 ist senkrecht zur Achsrichtung der Welle 5 geteilt ausgeführt, wobei zwischen den beiden Teilen ein Ring 33 vorgesehen ist, dessen Durchgang koaxial zur Maschinenwelle 5 liegt. Auch der Rotor 6 ist samt der Welle 5 in zwei Teile geteilt, die miteinander fest verbunden, z. B. verschraubt sind.
Der Rotor 6 besteht aus zwei miteinander fest verbundenen Scheiben 34 und 35, die je auf einer Hälfte der Welle 5 drehfest befestigt sind und den Innenraum des Gehäuses 1 in zwei gleiche Teile unterteilen, von welchen der in Fig. 3 auf der linken Seite liegende Teil zur Verdichtung und der andere zur Verbrennung dient.
Mit der Scheibe 34 ist ein ringförmiger Teil 7 verbunden, der im Verdichtungsteil der Maschine exzentrisch umläuft und die Kolbenflügel 9 und 10 aufweist, die im ringförmigen Teil 7 des Rotors 6 mittels den Führungsbacken 11 und 12 gelagert und gegen die Innenwände des Gehäuses 1 durch Federbügel 43,44 und 45, 46 abgedichtet sind. Der Verbrennungsteil der Maschine ist in analoger Weise aufgebaut. Die Scheibe 35 trägt hier den ringförmigen Teil 8 mit den Kolbenflügeln 13 und 14 sowie den als Drehschieber ausgebildeten Führungsbacken 15 und 16. Die zur Abdichtung dienenden Federbügel des Kolbenflügels 14 sind mit 45'und 46'bezeichnet.
Im Rotor 6 sind die beiden Aufnehmerräume 19 und 20 sowie die Kanäle 21,22 und 23,24 ausgespart, die als Überströmkanäle von den Führungsbacken 11,12 und 15,16 gesteuert sind. Die Kolbenflügel samt den zugehörigen Führungsbacken werden auf den ringförmigen Teilen 7,8 des Rotors 6 durch
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