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Verbrennungskraftmaschine mit kreisendem, mit Kolbenflügeln versehenem Gehäuse.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine mit kreisendem, mit Kolbenflügeln versehenem Gehäuse und einer in diesem feststehenden Trommel, zwischen welchen Teilen ein ringförmiger, von den Kolbenflügeln des Gehäuses und von in der Trommel umlaufenden Drehschiebern unterteilter Arbeitsraum gebildet wird. Nach der Erfindung sind die sich gegenseitig steuernden Treibmittelkanäle in der Trommel und im Gehäuse derart angeordnet, dass bei einer Kolbenflügelzahl, die um eins grösser ist als jene
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der Trommel, und zwar die Zündungen zeitlich nacheinander stattfinden. Das Treibmittel wird von zwei diametral gegenüberliegenden Stellen der Trommel in je eine Kompressionskammer im Innern der Trommel und von dieser zu den diametral gegenüberliegenden Arbeitsräumen gedrückt.
In der Trommel ist längs ihres Umfanges ein Kanal angeordnet, durch den das Treibmittel vor seiner Kompression strömt, während die Auspuffgase durch ständig mit der Aussenluft in Verbindung stehende Kanäle entweichen und die Aussenluft Hohlräume der Trommel zur Kühlung bestreicht.
Die Zeichnung veranschaulicht die Verbrennungskraftmaschine nach der Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform. Fig. i ist ein Längsschnitt der Maschine nach der Linie a-a der Fig. 2, die Fig. 2, 3 und 4 sind Schnitte nach den Linien b-b, c-c bzw. d-d der Fig. i, Fig. 5 zeigt eine Abwicklung eines Teiles der Trommelumfläche, Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Kolbenflügels und Fig. 7 ein Längsschnitt dieses Flügels mit den angrenzenden Teilen des Gehäuses in grösserem Massstab.
Die innere feststehende Trommel ist radartig ausgebildet und besteht aus einer Nabe 1 (Fig. 2), die durch speichenartige Teile 2, 3, 4 und 5 mit dem Kranz 6 verbunden ist. Die Trommel besitzt Ausnehmungen 7 zur Aufnahme der umlaufenden Drehschieber 8, 9, 10 und 11, von denen beispielsweise vier vorhanden sind. Jeder umlaufende Drehschieber besitzt eine Ausnehmung 12, damit die von dem äusseren kreisenden Gehäuse getragenen Kolbenflügel an den umlaufenden Drehschiebern vorbeigehen können.
Die Nabe 1 enthält Längskanäle 13 zur Zuführung des Treibmittels, die mittels Kanälen 14, 15 in den Speichen 3, 5 mit einem Kanal 16 in Verbindung stehen, der um den ganzen Umfang der Trommel 6 verläuft und mittels Einlassöffnungen 17, 18 mit der ringförmigen Arbeitskammer 19 der Maschine in Verbindung steht. Die Nabe 1 besitzt noch in ihrer Längsrichtung einen mittleren Kanal 20, der durch Kanäle 21, 22 in den Speichen 2, 4 mit den Auslassöffnungen 23 ; 24 in Verbindung steht (Fig. 2 und 3), die in der Umfläche der Trommel 6 vorgesehen sind. Auf jeder Seite der Trommel befindet sich eine Platte 25 (Fig. i), in der eine ringförmige Kammer 26 untergebracht ist (Fig. 4), die mittels der Kanäle 27 und 28 mit den Kanälen 29, 30 und 29', 30'im Umfang der Platte 2. 5 (Fig. 4 und 5) in Verbindung steht.
Die feststehende Trommel 1 ruht in Lagern der Ständer 31, 32. Mittels Kugellager 33 lagert das äussere kreisende Gehäuse drehbar auf der Trommelwelle. Das Gehäuse besteht aus den beiden Deckelplatten 34, 35 von radartiger Form, einem inneren Zahnkranz 36, den beiden ringförmigen Teilen 37, 38 und der zwischen diesen angeordneten zylindrischen Wand 39. Diese Teile werden mittels Schrauben ? (Eig-i) o-dgl, zusammengehalten.
Die zylindrische Wand 39 trägt fünf Kolbenflügel 411, 412, 413, 414 (Fig. die in dichter Berührung mit der Umfläche der Trommel stehen. Jeder Kolbenflügel ist mit einem Packungsstreifen 42 versehen (Fig. 6 und 7), der mittels Federn 43 einwä : ts gedrückt wird. Die Federn liegen in dem Teil 44 der Flügel, der an der ringförmigen
Wand 39 mittels Bolzen befestigt ist.
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Um ein Undichtwerden zu vermeiden, das zwischen den umlaufenden Teilen eintretert kann, kommen Packungsringe 54 (Fig. i) in dem äusseren Gehäuse zur Anwendung, die die Umfläche der Trommel berühren. Ähnliche Packungsringe 55 (Fig. I) können auch zwischen den seitlichen Teilen angeordnet sein, die mit der Trommel und dem umlaufenden Gehäuse in Berührung stehen. Es ist bekannt, dass das bei Verbrennungskraftmaschinen verwendete Gasgemisch aus verdampftem Brennstoff und Luft eine verhältnismässig niedrige Temperatur hat, wenn es den Vergaser verlässt ; dieses Gemisch wird dazu verwendet, die einzelnen Teile der Maschine zu kühlen. Diesem Zweck dient der Kanal 16, der sich längs des Umfanges der Trommel erstreckt.
Das Brennstoffgemisch strömt auf seinem Wege nach der Arbeitskammer 19, wo es verdichtet wird, durch den Kanal 16, kühlt die Trommel und die Flügel, wenn diese das Gemisch ansaugen. Infolge der radartigen Ausbildung der Maschine sind Hohlräume 5 (Fig. 2) gebildet, die von der einen nach der anderen Seite der Maschine reichen. Die Deckelplatte 34, 35 sind ferner mit radialen Rippen 53 versehen, die während der Drehung des äusseren Gehäuses bewirken, dass die Luft durch die Öffnungen 52 gedrückt wird und die Kühlung der Trommel unterstützt. Jeder Kolbenflügel 41, 47, 41, 47", 47 (Fig. 6 und 7) besitzt einen Querkanal 541, der mit einem Kanal 551 in der Gehäusewand in Verbindung steht, der'nach aussen offen ist.
Eine Rippe 56 ist hinter der Öffnung vorgesehen und dient dazu, die Luft aufzufangen und durch die Kanäle 551 und 541 zu führen, wenn das äussere Gehäuse kreist. Zur Schmierung der Kraftmaschine sind Schmierkanäle 561 (Fig. I) vorgesehen, von denen ein Schmiermittel den zu schmierenden Teilen zugeführt wird.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Kraftmaschine soll angenommen werden, dass die Maschine einige Umdrehungen zurückgelegt hat und die Kompressionskammern 26 und die Kanäle 27, 28 (Fig. 4) mit dem Treibmittel unter Druck gefüllt sind. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, befindet sich der Kolbenflügel 41 in der Explosions-und Auspuffstellung. Der Kolbenflügel 411 ist im Begriff, seinen Saug-und Kompressionshub auszuführen, während der Kolbenflügel 412 seinen Saug-und Kompressionshub vollendet hat. Der Kolbenflügel 413 hat seinen Kraft-und Auspuffhub nahezu vollendet und der Kolbenflügel 414 befindet sich in der Saug-und Kompressionsstellung.
Das durch die Kanäle 13 eintretende Gemisch strömt durch die Kanäle 14, 15 nach dem Kanal 16 (vgl. die Pfeile in Fig. 2). Der Kolbenflügel 412 hat eine Ladung durch den Einlasskanal 17 der Trommel in die ringförmige Arbeitskammer 19 eingesaugt, während der Kolbenflügel414 im Begriff ist, das Treibmittel durch den Kanal 18 in die Arbeitskammer 19
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umlaufenden Drehschieber 8 zu verdichten. Wenn sich nun der Flügel 411 vorbewegt, wird das vor ihr befindliche Gemisch gegen den umlaufenden Drehschieber 10 verdichtet, bis der Kanal 51'mit den Kanälen 29 und 30 der Trommel zur Deckung gelangt (s. Fig. 4), worauf das verdichtete Gemisch durch die Öffnung 50, den Kanal 491, den Kanal 511,'die
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Sobald der Kolbenflügel 411 in die Ausnehmung 12 des Schiebers 10 eintritt und nach der gegenüberliegenden Seite des Schiebers geht, kommen die Kanäle 481 mit den Kanälen 29, 30 in Übereinstimmung und das verdichtete Gemisch gelangt von den Kompressionskammern durch die Kanäle 28, 29,30, 481 in den länglichen Kanal 461 und durch die Öffnung 47 in die Arbeitskammer 19 hinter den Flügel 411 und zwischen diesem und dem umlaufenden Schieber 10. Sobald der Flügel die durch die gestrichelten Linien im unteren Teil der Fig. 2 angedeutete Lage erreicht hat, werden die Kanäle 29,30 durch das äussere Gehäuse geschlossen. In diesem Zeitpunkt wird die Ladung entzündet, beispielsweise mittels der üblichen Zündkerze ; die folgende Expansion treibt den Kolbenflügel vorwärts.
Während dieser Bewegung werden die Abgase der vorhergehenden Ladung durch den Auslasskanal 24, durch den Kanal 22 und den zentral angeordneten Kanal 20 nach der Auspuffstelle befördelt.
Während dieses Arbeitskreislaufes hat der Kolbenflügel 414 die Ladung vor ihm gegen den Drehschieber 8 verdichtet und in der mit Bezug auf den Flügel 41'beschriebenen Weise nach der Kompressionskammer 26 befördert. Wenn nun der Kolbenflügel 414 die Stellung 41 erreicht, wird die Ladung von der Kammer 26 durch die Kanäle 27 29'und 30'nach dem Explosionsraum befördert und dort in der beschriebenen Weise entzündet.
Die Anordnung der sich gegenseitig steuernden Treibmittelkanäle in der Trommel und im Gehäuse bei einer Kolbenflügelzahl, die um eins grösser ist als jene der Drehschieber, ist eine derartige, dass, wenn einer von den Kanälen 51, 511, 512, 513, 514 zur Deckung mit
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wegbewegt, wird die Ausdehnung des Explosionsraumes sogleich zunehmen, so dass die gleiche Brennstoffmenge, die in den Kammern 26 gedrückt wurde, aus diesen in den Explosionsraum gelangt. Wenn einmal der Inhalt dieser Kammern unter vollem Arbeitsdruck steht, wie dies nach einigen Umdrehungen des Gehäuses der Fall ist, dann befindet sich ständig eine gleiche Brennstoffmenge in den Kammern unter ständig gleichbleibendem Druck.
Die richtige Steuerung der umlaufenden Drehschieber mit Bezug auf die Kolbenflügel wird durch den Ring 36 mit innerer Verzahnung bewirkt (Fig. i), der einen Teil des kreisenden Gehäuses bildet. Die Verzahnung des Ringes 36 steht mit Zahnrädern 57 in Eingriff, die auf den Wellen der umlaufenden Schieber aufgekeilt sind. Bei den Drehschiebern 8 und 10 finden somit die Verdichtungen und Explosionen statt, da an diesen Stellen das brennbare Gemisch der Kompressionskammer 26 zugeführt, von dort wieder abgezogen wird und zur Explosion gelangt, und zwar jedesmal, wenn einer der fünf Kolbenflügeln an diesen Drehschiebern vorbeigeht. Bei den Schiebern 9 und 11 erfolgt das Ansaugen und Auspuffen, welche Phasen jedesmal auftreten, wenn einer der Flügel an diesen Drehschiebern
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Bei jeder Umdrehung des Gehäuses werden zehn Krafthübe auftreten.
Durch Erhöhung der Zahl der Drehschieber und Flügeln bei Beibehaltung desselben Verhältnisses der Flügel in Bezug auf die Schieber kann auch eine grössere Zahl von Krafthüben bei jeder Umdrehung erreicht werden. Von wesentlicher Bedeutung ist hierbei, dass die Explosionshübe an diametral gegenüberliegenden Punkten der Innentrommel, und zwar nacheinander auftreten. Da demnach die Öffnungen, Kanäle, Flügel und Drehschieber so angeordnet sind, dass, kurz bevor die Expansion infolge der Explosion der Ladung beendet ist, eine andere Ladung zur Explosion gelangt, wird eine gleichmässige und ständige Drehbewegung erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verbrennungskraftmaschine mit kreisendem, mit Kolbenflügeln versehenem Gehäuse und einer in diesem feststehenden Trommel, zwischen welchen Teilen ein ringförmiger, von den Kolbenflügeln des Gehäuses und von in der Trommel umlaufenden Drehschiebern unterteilter Arbeitsraum gebildet wird, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der sich gegenseitig steuernden Treibmittelkanäle in der Trommel und im Gehäuse, dass bei einer Kolbenflügelzahl, die um eins grösser ist als jene der Drehschieber, die Verdichtungen und Zündungen an diametral gegenüberliegenden Stellen der Trommel, und zwar die Zündungen zeitlich nacheinander, stattfinden.