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Verbrennungskraftmaschine mit um seine Achse sich drehendem Zylinder.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Verbrennungskraftmaschinen, die im Viertakt arbeiten und deren Zylinder sich um die eigene Achse drehen. Um die bisher üblichen Hilfseinrichtungen, wie z. B. Vergaser, Magnete, Öl-und Wasserpumpen, Ventilatoren, Kühler, Schalldämpfer usw. zu vermeiden, wird gemäss der Erfindung die Drehbewegung des Zylinders dazu benutzt, den Brennstoff zu vergasen, mit Luft zu vermengen, den Ein-und Auslass des Gemisches und seine Zündung zu steuern sowie die Schmierung zu bewerkstelligen, die derart durchgeführt wird, dass das Schmiermittel auch als Dichtungsmittel zwischen Kolben und Zylinder sowie zwischen einem feststehenden, ringförmigen Steuerschieber'und der Zylinderwand wirkt.
Eine solche Maschine besitzt sehr wenige Teile im Vergleich zu den bekannten Maschinen und eignet sich daher besonders zur Herstellung von Mehrzylindermaschinen, deren Zylinder sich mit grosser Geschwindigkeit um eine gemeinsame Achse drehen und bei denen hin und her gehende Teile nach Möglichkeit zu vermeiden sind. Durch Ausnutzung der Drehbewegung des
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im Schieber wird von Zeit zu Zeit bei der Drehung des Zylinders eine Verbindung mit dem Zwischenraum zwischen dem Mantel und dem Zylinder selbst hergestellt, so dass die Gase entsprechend den Arbeitstakten in das Zylinderinnere eindringen bzw. aus diesem austreten können.
Der Zylinder ist an seinem Umfang mit spiralförmig angeordneten Rippen 30 versehen, die in dem Teil, der zum Auspuff dient, eine Turbine mit schraubenförmigen Schaufeln bilden, die der Luft bzw. den Gasen eine doppelte Bewegung erteilen, u. zw. eine in der Richtung von der Zwischenwand des Steuerringes nach unten und die zweite von den Wänden des Zylinders zu jenen des Gehäuses. Als resultierende Bewegung ergibt sich eine Strömung, deren Geschwindigkeit von der Umlaufzahl des Zylinders und der zuströmenden Luft-bzw. Gasmenge in dem Auspuffraum abhängt. In den Zeiträumen, in denen kein Auspuff stattfindet, bildet sich ein gewisses Vakuum in dem Zwischenraum, wodurch eine Kühlung der Zylinderwand und der Zwischenwände des Steuerringes erzielt wird.
Das Gemisch strömt durch den oberen Teil 33 des Mantels 27 zu und dringt oberhalb der Trennungswand 32'in den Zylinder ein.
Der Kopf des Zylinders ist mit spiralförmigen Rippen 30 versehen und stellt einen Trichter 37 dar, dessen Spitze nach unten gerichtet und der axial zum Zylinder angeordnet ist. Dem oberen Teil dieses Zylinders fliesst der Brennstoff zu. Durch die Drehung des Trichters wird der Brennstoff nach auswärts geschleudert. Auch hier stellen die Rippen 30 Schaufeln einer Turbine dar, die von der Mitte nach auswärts arbeitet, so dass in der Mitte eine Verdünnung und nach aussen eine Verdichtung hervorgerufen wird, die von der Umlaufzahl der Turbine bzw. des Zylinders abhängig ist. Der Zylinderkopf wird bekanntlich bei Viertaktmaschinen am stärksten erwärmt. Diese Erwärmung hängt u. a. auch von der Drehzahl und der Luftmenge im Gemisch ab.
Die Erwärmung des Zylinderkopfes befördert nun die Verdampfung des Brennstoffes und die Verdampfung ihrerseits begünstigt die Abkühlung des Zylinderdeckels.
Die Drehung des Zylinders regelt auch die Schmierung in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindig- keit. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, gelangt das 01 durch den Kanal 40, Öffnungen in diesem Kanal und Querkanäle zu dem Kugellager. Durch die Kugeln wird das Öl nach auswärts geschleudert und fliesst längs den Wandungen zur Trennwand dz Während des Saughubes wird das Öl auch in den Zylinder eingesaugt und verteilt sich infolge der Drehung des Zylinders gleichmässig auf seine Arbeitsfläche. Während des Verdichtungshubes wird das Öl unter der Wirkung des Verdichtungsdruckes zwischen den Zylinderwänden und dem Kolben in den unteren Raum gedrückt, in dem es zur weiteren Schmierung der arbeitenden Teile dient.
Der Überschuss anÖl, der sonst denZylinderkopf, die Zündkerze und den Kolben verunreinigen würde, wirdimvorIiegendenFaIlwährend des Auspuffes aus dem Zylinder durch die Auspufföffnungen ausgestossen. Die spiralförmige Bewegung des Öles im Zylinder, die sich aus der Drehung des Öles mit den Zylinderwänden und gleichzeitig aus der Bewegung des Kolbens 34 nach unten oder oben ergibt, ermöglicht es, die Kolbenringe durch einfache Rillen und den Kolbenzapfen durch ein Kugelgelenk 35 zu ersetzen. Der in dieser Weise angeordnete Kolben wird gleichzeitig an zwei Bewegungen teilnehmen, u. zw. an einer gleichbleibenden-nach oben und unten-sowie an einer veränderlichen, d. i. einer Drehbewegung um die Achse.
Diese hängt in der Hauptsache von der Zähflüssigkeit des Öles ab.
Aus der beschriebenen Durchbildung der Maschine lässt sich entnehmen, dass sie im Vergleich zu
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Die Zufuhr des Brennstoffes erfolgt durch die Leitung 41, aus der der Brennstoff durch feine Öffnungen 36 einer Düse in den vertieften Teil der Zylinderstirnwand gelangt. Da sieh der Zylinder mit seiner Deckelwand dreht, die darüber befindliche Wandung mit den kapillaren Öffnungen aber feststehend angeordnet ist, so wird der Brennstoff eine Drehbewegung ausführen und dabei der Fliehkraftwirkung unterworfen werden. Er wird sich demnach in Form einer dünnen Schichte nach auswärts ausbreiten und innig mit der durch die Öffnungen 38 des trichterförmigen Siebes 39 einströmenden Verbrennungsluft vermengen. Gleichzeitig wird der Brennstoff unter Abkühlung der Zylinderwandung, wie bereits erwähnt wurde, vergasen.
Bei der in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsform sind die gleichen Teile im wesentlichen mit denselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet und nur noch die Einrichtungen für die Zündung hinzugefügt.
Mit 48 ist ein Ring aus Isolationsmaterial bezeichnet, in dem ein leitendes Segment vorhanden ist.
Dieser Ring mit dem leitenden Segment dreht sich mit dem Zylinder. Eine aus leitendem Material hergestellte Stange 55 steht in leitendem Kontakt mit einer elektrischen Leitung 47. Bei der Drehung des Zylinders wird die Verbindung zwischen dem leitenden Segment und der Stange 55 hergestellt und dadurch der eine Pol der Stromquelle mit der Zündspitze 49 verbunden. Die andere Zündspitze 51 steht über die Masse des Zylinders ständig mit dem andern Pol in Verbindung. Sobald beide Pole an die Stromquelle gelegt sind, erfolgt die Zündung.
Wie bei der erstbesehriebenen Ausführungsform erfolgt die Zufuhr des Brennstoffgemisches axial zum Zylinder und das Gemisch wird durch die Fliehkraft zwischen einem Kegel aus Isolationsmaterial
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und dem Zylinderdekel in Form einer dünnen Schichte nach auswärts ausgebreitet und fliesst dann durch unterhalb der Kugellager vorgesehene Öffnungen den Rippen des Zylinderdeckels zu, von wo es zur Steuerung 31, 32 gelangt. Der Brennstoff verfolgt über die Kugellager denselben Weg wie vorhin beschrieben.
Er wird in 41 der Maschine zugeführt und gelangt durch die Bohrung in dem Isolationsstück zur Mitte des Zylinders. In dieser Bohrung ist mit Spiel ein leitender Stift 50 vorgesehen, der durch eine Feder nach abwärts gegen die Elektrode 49 angedrückt wird. Der Stift steht in Verbindung mit der von einer Klemme des nicht dargestellten Induktors kommenden Leitung 47, während die andere Klemme an die Masse der Maschine gelegt ist.
Zu bemerken ist noch, dass ausser der dem Brennstoff bzw. dem Gemisch aufgezwungenen Bewegung nach auswärts längs einer Spirale der Brennstoff bzw. das Gemisch noch eine Drehbewegung an sich ausführt, wodurch eine sichere Durchmischung von Brennstoff und Luft herbeigeführt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verbrennungskraftmaschine mit um seine Achse sich drehendem Zylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff in der Zylinderachse, die Verbrennungsluft und das Schmieröl parallel zu dieser Achse dem Zylinder zugeführt werden, unter der Einwirkung der Drehbewegung des Zylinders an den Zylinderumfang gelangen und von hier in das Zylinderinnere eingeführt werden.