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Verbrennungskraftmaschine mit in einem ringförmigen Arbeitsraum kreissenden Kolben.
Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungskraftmaschinen mit in einem ringförmigen Arbeitsraum kreisenden Kolben und als Widerlager dienenden Drehschiebern, die sich um teststehende, vom Arbeitsraum durchschnittene, zylindrische Einsatzstücke, deren Achse zur Maschinenwelle parallel ist, drehen. Gegenüber den bisherigen Maschinen dieser Art zeichnet sich der Gegenstand der Erfindung dadurch aus, dass in den erwähnten Einsatzstückes Luftkammern angeordnet sind, in die die im Arbeitsraum vor dem Kolben hoch verdichtete Luft eingeschoben wird, die dann in den Arbeitsraum hinter dem Kolben zurückströmt und den hier vorher eingeführten und vergasten Brennstoff entzündet.
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Fig. 8 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, von der Fig. 9 eine Einzelheit darstellt.
Zwischen der äusseren und inneren zylinderwandung 1 und 2 (Fig. 1) befindet sich der ringförmige Arbeitsraum 26, in dem die Kolben 3 kreisen. Im dargestellten Beispiel sind drei Kolben vorgesehen, deren jeder aus einem hohlen, im Querschnitt im wesentlichen trapez-
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lassung eines Zwischenraumes die hohlen Einsatzstücke 27 und 7 angeordnet, so dass zwischen diesen Teilen und der Innenfläche der erwähnten Mulden ein ringförmiger Zwischenraum 31 entsteht. In diesem Ringraum Jj ! rotiert ein zylindrischer Drehschieber 4, der an einer Stelle
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Welle 21 in der Weise, dass, während die Kolben 3 (Fig. 1) im Arbertsraume 26 in der Richtung des Pfeiles x kreisen, die Drehschieber 4 in der Richtung des Pfeiles y in den Ringräumen. 31 rotieren.
Während dieses Spieles der beschriebenen Teile wird der Arbeitsraum 26 nacheinander vor dem Kolben 3 (Fig. 3), dann beiderseits des Kolbens (Fig. 1 und 4) und schliesslich hinted
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und die äussere Form der Arbeitskolben ist derart gewählt, dass die Drehschieber 4 die Bahn der Arbeitskolben knapp vor denselben freilegen bzw. knapp hinter denselben schliessen.
Im Einsatzstück 7 (Fig. 1) ist ein Hohh'aum ausgebildet, der durch zwei Öffnungen 10 mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht, und beiderseits dieses Hohlraumes sind zwei Kanäle 8 und 9 im Einsatzstück y vorgesehen, von denen der eine beim Vorlauf und der andere beim Rücklauf den Brennstoff in den Arbeitsraum überführt. Die Zuführung des Brennstoffes erfolgt durch ein Rohr 34 (Fig. 7) das mit einem rohriörmigen Brennstoffschieber 13 in Verbindung steht, der auf der Welle 35 sitzt (Fig. 2) und mittels der Zahnräder 15, 16 in Umdrehung versetzt
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den Kanal 9 in den Arbeitsraum lassen."
Bei Einstellung des Hebels 20 für den Vorlauf ist die Wirkungsweise folgende :
Angenommen, der Kolben ist in der Stellung nach Fig. 3, bei der er die Öffnung. 36, die abwechselnd zum Auspuff und zur Einaaugung von Frischluft dient, eben abschliesst. Die in dem Raume vor dem Kolben Befindliche Luft wird bei weiterer Vorbewegung des Kolbens verdichtet, da der Arbeitsraum vor dem Kolben durch den Drehschieber 4 abgeschlossen ist. Zu gleicher Zeit wird auch die Luft in die Kammer 33 des Einsatzstückes 7 durch die Öffnungen JO hindurch verdichtet, und zwar solange. bis der Kolben diese Öffnungen bei der Stellung nach Fig. 1 mit seiner oberen Fläche verdeckt.
Sobald diese Stellung erreicht ist, bei der der Drehachieber den Arbeitsraum zu beiden Seiteh des Kolbens abschliesst, kommt der Kanal 6 mit dem Kanal 8 in Verbindung (Fig. 4) und der Brennstoff strömt in den Raum hinter dem Kolben, in welchem Raume jetzt ein Unterdruck herrscht, da der Kolben inzwischen etwas weiter vorgelaufen ist. Dies hat zur Folge, dass der Brennstoff rasch vergast. Unmittelbar darauf wird die linksseitige Öffnung 10 infolge weiteren Vorlaufes des Kolbens freigelegt und es strömt somit aus der Kammer 33 die verdichtete, hocherhitzte Luft in den Raum hinter den Kolben und führt dort die Zündung bzw. Explosion des Gases herbei, wobei zur Sicherheit der Zündung noch eine Zündkerze als zweite Zündung in Tätigkeit gesetzt werden kann.
Der Druck in dem Raume hinter dem Kolben steigt nun sehr hoch an (bis über 30 Atm. ) und da ein grosses Anfangsvolumen vor- handen ist, so findet nur eine allmäliche Expansion des Gases statt, wodurch die Leistung und Wirtschaftlichkeit der Maschine gegenüber den bekannten Verpuffungsmaschinen wesentlich erhöht wird.
Bei Einstellung der Brennstoffspeisung durch den Kanal 9 ist das Spiel dasselbe, nur die Drehungsrichtungen sind entgegengesetzt.
Nach erfolgter Explosion wird der Kolben weitergetrieben, bis er die Stellung nach Fig. 5 erreicht, bei der dann der freie Auspuff erfolgt.
Beim Anlassen wird einer von den drei Hebeln 20 in die Nahe der Stellung.. vor" oder ,, rückwärts" gestellt, wogegen die anderen zwei Hebel in der Nullstellung verbleiben. Hierauf wird angekurbelt, wobei nach einer Sechstelumdrehung des Kolbens die Zündung stattfindet. Das Ankurbeln kann auf zweierlei Arten erfolgen, und zwar entweder in der üblichen Weise, in welchem Falle der Arbeitsraum mit einem während des Leerlaufes offenen, beim Arbeiten jedoch geschlossenen Hahn versehen wird, oder durch Zwischenschaltung einer Übersetzung, welche Anordnung den Vorteil hat, dass ein Zurückschlagen der Kurbel ganz ausgeschlossen ist.
Die Höchstleistung wird erreicht, wenn alle drei Kolben gleichzeitig arbeiten, d. h. alle drei Hebel auf"Vorwärts"bzw."Rückwärts"gestellt sind, wodurch die grösste Füllung des Brennstoffes gegeben wird. Je mehr die Hebel 20 gegen die Nullstellung zurückgedreht werden, desto mehr sinkt die Leistung, weil dann die zugeführte Brennstoffmenge verringert wird, um schliesslich bei der Nullstellung ebenfalls Null zu werden. Ferner kann man die Leistung auch dadurch ändern, dass man einen oder zwei Hebel 20 in der Nullstellung lässt oder in eine Stellung zwischen Null und Maximum stellt.
Wie aus vorstehendem ersichtlich, kann die Leistung, Geschwindigkeit und Drehrichtung der Maschine sehr leicht und ohne Zwischenschaltung von Getrieben geändert werden. Auch die Herstellung der Maschine ist sehr einfach und billig.
Alle in der Zeichnung ersichtlichen Hohlräume der Maschine werden zum Teil mit Wasser und zum Teil mit Öl gefüllt, so dass alle kreisenden Teile teils in Öl und teils in Wasser laufen, wodurch eine natürliche hydraulische Abdichtung, Schmierung und Kühlung stattfindet.
Die in Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der soeben beschriebenen dadurch, dass hier im Drebschieber 4 ein Luftkanal 37 und zwei Brennstoffkanäle 38 und 39 (Fig. 9) angeordnet sind, von denen der eine für den Vorlauf und der andere für den
Rücklauf dient. Der rotierende Brennsto schiebel'1-1 ist bei dieser Ausführungsform im Einsatzstück 7 angeordnet und besitzt ebenfalls zwei Öffnungen 14 für Vor-und Rücklauf. Das Einsatz- stück 7 enthält, wie bei der früheren Ausführungsform, die Kammer 33, in der die Luft verdichtet wird und die durch zwei Öffnungen 10 mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Nach dem Eintritte des Kolbens 3 in den Drehschieber 4 (gestrichelt gezeichnete Stellung a) wird die Luft vor dem Kolben noch mehr verdichtet, wenn der Kolben, von der Stellung a die
Stellung b überschreitend, in die mit vollen Linien gezeichnete Stellung gelangt. Dabei wird hinter dem Kolben ein Unterdruck erzeugt und folglich der Brennstoff aus dem Brennstoff-
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schieber 13 durch die eine Öffnung 14 und den Kanal 38 in dem Raum I gesangt. In diesem Raume erfolgt eine momentane Vergasung des Brennstoffes und gleichzt itig findet eine Überführung der Luft aus dem Raume 11 durch den Kanal 37 in den Raum I statt.
Es wird sich nun das explosible Gas unter hohem Drucke entzünden und den Kolben weiter vorbewegen, so dass nun die linke Öffnung 10 freigelegt wird und die verdichtete Luft aus der Kammer 33 in den Raum I übertritt, wodurch der Anfangsdruck wesentlich erhöht bzw. der Verlauf der Adiabate verflacht und somit die Leistung vergrössert wird.
Diese Ausführungsform ermöglicht auch die Verwendung von gasförmigem Brennstoff, indem dieser durch die Kanäle 38 bzw. 39 selbsttätig angesaugt wird. Ferner ist die Anwendung einer magnetelektrischen Sicherheitszündung hier ganz überflüssig, weil das Explosionsgemisch schon durch die Luft aus dem Raume Il, spätestens aber durch die Luft aus der Kammer 33 mit voller Sicherheit selbsttätig entzündet wird, so dass bei dieser Ausführungsform eventuell auch schwere Öle als Brennstoff verwendet werden können. Schliesslich ist ein Zurückschlagen der Explosionsflamme in den Brennstoffbehälter oder Karburator ausgeschlossen, weil sowohl die Brennstoffkanäle 38 und 39 als auch die Öffnung 14 des Brennstoffschiebers 13 im Momente der
Zündung abgeschlossen sind.
Die rotierenden Teile laufen bei beiden Ausführungsformen in Kugellagern und zur Abdichtung der Kolben dienen die Dichtungsringe 11 (Fig. 2) und die Dichtwlgsleisten 12, an denen eine Labyrinthdichtung vorgesehen ist, bei der die Rillen in der Richtung des Gasstromes in bekannter Weise an Volumen zunehmen.
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Verbrennungskraftmaschine mit in einem ringförmigen Arbeitsraum kreisenden Kolben und als Widerlager dienenden Drehschiebern, die um feststehende, vom Arbeitsraum durchschnittene, zylindrische Einsatzstücke mit zur Maschinenwelle paralleler Achse rotieren, gekennzeichnet durch eine im äusseren Teil (7) jedes Einsatzes (7, 27) vorgesehene Kammer (3/J) zur Aufnahme von im Arbeitsraum vor dem Kolben (3) hochverdichteter Luft, die dann in den Arbeitsraum hinter dem Kolben zurückströmt und den hier vorher eingeführten und vergasten Brennstoff entzündet oder bei bereits erfolgter Zündung den Druck erhöht.