DE1296870B - Rotationskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Rotationskolben-Brennkraftmaschine

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DE1296870B
DE1296870B DER31857A DER0031857A DE1296870B DE 1296870 B DE1296870 B DE 1296870B DE R31857 A DER31857 A DE R31857A DE R0031857 A DER0031857 A DE R0031857A DE 1296870 B DE1296870 B DE 1296870B
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Kämmeingriff mit einem Mantel mit fünfbogiger Innenfläche und Seitenteilen, die zusammen einen Innenraum begrenzen, der senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein vierbogiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl in einem festen Verhältnis zur Dehzahl der Exzenterwelle steht.
  • Es ist bereits aus der französischen Patentschrift 1 145 704 eine Brennkraftmaschine mit zwei in einem Gehäuse im gleichen Drehsinn rotierenden Kolben von angenähert elliptischem Querschnitt bekannt, die außen je eine einen ringförmigen Kühlmantel für eine Kühlflüssigkeit freilassende Ummantelung aufweisen. Die Kühlflüssigkeit wird dem zwischen dem Kolben und der Ummantelung gelegenen Kühlmantel an zwei diametral gelegenen Stellen von Durchbohrungen der Welle aus durch radial verlaufende Kanäle zugeführt und zwischen diesen Stellen wieder aus dem Kühlmantel zur Welle zurückgeführt. Beim größeren Kolben strömt die Kühlflüssigkeit durch in den Kolben eingesetzte, radial und diametral verlaufende Rohre von der Welle zum Kühlmantel. Der kleinere Kolben weist hierzu radial und diametral verlaufende Bohrungen auf.
  • Bei einer anderen, aus der österreichischen Patentschrift 214 206 bekannten Rotationskolben-Brennkraftmaschine wird die Kühlflüssigkeit dem rotierenden Kolben durch die Exzenterwelle zugeführt. In dem im Querschnitt dreibogigen Kolben verlaufen die Kanäle für die Kühlflüssigkeit so, daß besonders die achsfernen Zonen des Kolbens gekühlt werden. Jede zwischen zwei radialen Dichtleisten liegende Kolbenflanke spielt die gleiche Rolle wie ihre benachbarten Kolbenflanken, und für alle drei Kolbenflanken bestehen die gleichen thermischen Verhältnisse.
  • Gegenstand des älteren Patents 1145 426 ist eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine, deren Kolben einen über seinen ganzen Umfang verlaufenden Ringkanal für den Durchfluß einer Kühlflüssigkeit aufweist. Dieser Ringkanal ist durch eine radiale, senkrecht zur Wellenachse gerichtete Trennwand in zwei Ringraumhälften geteilt, die durch mehrere je paarweise nebeneinanderliegende Zufluß- und Abflußbohrungen mit der Zufluß- und Abflußleitung für das Kühlmittel verbunden sind.
  • Bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem Mantel mit fünfbogiger Innenfläche und einem vierbogigen, rotierenden Kolben finden bei jeder halben Umdrehung des Kolbens fünf Verbrennungen statt. Da das Gehäuse und der Kolben wie zwei Verzahnungen wirken, die um einen Zahn voneinander abweichen, und da andererseits die Zündfolge 1-3-5-2-4 usw. ist wie bei jeder Viertaktstern-Brennkraftmaschine, ergibt sich, daß nur zwei Bogen des Kolbens den jeweiligen Brennraum der Brennkraftmaschine begrenzen, wodurch diese Bogen erhöhten Wärmebelastungen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt werden, während die beiden anderen Bogen des Kolbens durch die Arbeit der Brennkraftmaschine weniger beansprucht werden.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, für eine solche Rotationskolben-Brennkraftmaschine, deren vierbogiger, rotierender Kolben zwei heiße und zwei kalte Bogen aufweist, die sich am Umfang des Kolbens gegenseitig abwechseln, eine besonders wirkungsvolle und vorteilhafte Kühlung zu schaffen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine der eingangs erwähnten Art die Exzenterwelle Zu- und Abfuhrkanäle für ein Kühlmittel für den Kolben aufweist daß der Kolben zwei über je zwei Bogen verlaufende Ringkanäle aufweist, die je einen Zuflußkanal und einen Abflußkanal haben und daß je ein Zuflußkanal und ein Abflußkanal in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei der Zuflußkanal in den Ringkanal im Bereich eines Bogens mündet, der für die Verbrennung und Expansion vorgesehen ist.
  • Es wird nur für die Gesamtkombination der im Patentanspruch angegebenen Merkmale Schutz beansprucht, aber nicht für eines oder mehrere der Einzelmerkmale.
  • Durch den Vorschlag der Erfindung wird in dem Kolben das Kühlmittel, z. B. Öl, in zwei Kreisläufe getrennt, von denen jeder zwei radiale Kanäle, nämlich einen Zuflußkanal und einen Abflußkanal sowie einen Ringkanal aufweist, wobei jeder radiale Zuflußkanal in einen Bereich des Ringkanals mündet, der dem den Verbrennungsgasen ausgesetzten Bogen, d. h. einer der beiden am stärksten thermisch belasteten Zonen des Kolbens benachbart ist. Nach Kühlung dieser heißesten Teile des Kolbens bestreicht das Öl die weniger heißen Teile des Kolbens und wird anschließend durch die zweiten radialen Abflußkanäle zur Exzenterwelle zurückgeführt. Der Vorteil eines solchen Umlaufs besteht darin, zuerst die am stärksten belastete Zone des Kolbens zu schützen und zu kühlen mit dem Ziel, diesem alle die metallurgischen Eigenschaften zu erhalten, die für eine lange Lebensdauer des Kolbens erforderlich sind und dann die anderen Teile des Kolbens anzugleichen oder sogar zu erwärmen.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Rotationskolben-Brennkraftmaschine, F i g. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 11-II in F i g. 1, welche das Gehäuse und den Kolben sowie den Kühlmittelumlauf zeigt, F i g. 3 eine Schnittansicht der Exzenterwelle nach der Linie III-Ill in F i g. 1, welche den Kühlmittelumlauf in der letzteren zeigt, F i g. 4, 5, 6, 7 in verringertem Maßstab Schnittansichten des Mantels und des Kolbens in den verschiedenen Arbeitstakten der Brennkraftmaschine, F i g. 8 ein Diagramm der Arbeitstakte (Entspannung - Auspuff - Ansaugen - Verdichtung) des Arbeitsspiels der Rotationskolben-Brennkraftmaschine.
  • F i g. 1 zeigt eine Rotationskolben-Brennkraftniaschine mit fünf Arbeitskammern im Mantel und vier Bogen am Kolben. Mit 21 ist der Mantel bezeichnet, die Seitenteile mit 22 und 23, mit 24 der Kolben, mit 25 die Exzenterwelle, mit 26, 26' die mit den Seitenteilen fest verbundenen Hohlräder (Führungsverzahnungen) und mit 27, 27' die mit dem Kolben fest verbundenen Ritzel, die mit den Hohlrädern 26, 26' in Eingriff stehen.
  • Wie erwähnt, wird der Kolben durch einen Kühlmittelkreislauf, z.B. durch einenölkreislauf, gekühlt, der einen Kühler 50, eine ölpumpe 51 und außerhalb der Brennkraftmaschine befindliche Rohrleitungen 52 enthält.
  • Der innere ölkreislauf der Brennkraftmaschine weist im Seitenteil 23 einen Zuleitungsanschluß 28 auf, der mit einem in der Exzenterwelle25 vorgesehenen axialen Kana129 in Verbindung steht und durch Zufuhrkanäle 30 mit dem auf dem Exzenter angeordneten Kolben verbunden ist. In diesem läuft das Öl auf einem besonderen Weg um, der nachstehend näher beschrieben wird. Das Öl tritt aus dem Kolben 24 durch radiale Abfuhrkanäle 41, 42, 43, 44, 45 (F i g. 3) aus, die in einen hinteren axialen Kanal 46 der Exzenterwelle münden, und wird durch einen Anschluß 47 im Seitenteil 22 abgeleitet. Bei der in F i g. 2 gegebenen Darstellung dreht sich die Exzenterwelle im Uhrzeigersinn (Pfeil F), während sich der Kolben in der entgegengesetzten Richtung (Pfeil F) dreht. Die Zündfolge der Arbeitskammem 1 - 3 - 5 - 2 - 4, wenn die Arbeitskammem 1, 2, 3, 4, 5 in der Drehrichtung der Exzenterwelle numeriert sind (F i g. 8).
  • Die Arbeitskammer 1 befindet sich im Zündzeitpunkt (F i g. 2), wenn der Bogen 11 des Kolbens fast völlig die Arbeitskammer 1 mit Ausnahme der gestrichelt gezeichneten Verbrennungskammer 53 ausfüllt.
  • Nachfolgend sei nun mit näheren Einzelheiten der Kolben und der Weg des öls in diesem beschrieben. Der Kolben 24 weist einen doppelten Mantel 24', 24" auf, wobei zwischen den beiden Mänteln ein Ringkanal 36 von gleichbleibender Breite gebildet wird. Der Doppelmantel ist mit Bögen 11, 12, 13 und 14 ausgebildet.
  • Der Ringkanal 36, der auf den Seiten abgeschlossen ist, ist mit der Nabe 33 durch radiale hohle Arme, die Zuflußkanäle 34, 35 und Abflußkanäle 38, 39 aufweisen, verbunden. Diese Zu- und Abflußkanäle stehen mit dem Ringkanal 36 an der Verbindungsstelle zwischen zwei Bogen in Verbindung und sind durch eine mittlere Trennwand unterteilt, die sich von der Nabe 33 zum Außenmantel 24' erstreckt. Ferner können auch Verstrebungen, insbesondere an der Verbindungsstelle von zwei Bogen, vorgesehen werden, wie bei 48, 48' dargestellt. Das von den Zufuhrkanälen 30 des Exzenters kommende Öl tritt in den Kolben durch den ersten radialen Zuflußkanal 34 ein und strömt zuerst durch den Bereich des Ringkanals 36, der der Arbeitskammer 1 gegenüberliegt, wodurch gekühltes Öl zur Belastungszone des Kolbens 24 gebracht wird.
  • Dieses Öl strömt weiter durch den Ringkanal 36, wobei ein Teil der durch das Öl aufgenommenen Wärme in dem Bogen 14 abgegeben wird. Hieraus ergibt sich, daß das Öl das Bestreben hat, den Bogen 11 zu kühlen und den Bogen 14 zu erwärmen, was im Sinne einer thermischen Angleichung wirkt.
  • Nach Ablauf der Verbrennung in der Arbeitskammer 1 kühlt das gekühlte Öl, das weiterhin durch den Ringkanal 36 geführt wird, das Ende des Bogens 11 und den Anfang des Bogens 14, welche beide an der Arbeitskammer 1 vorbeibewegt werden, in welcher die Entspannung der Gase erfolgt.
  • Gleichzeitig wird gekühltes Öl dem anderen diametral zum Bogen 11 gelegenen Bogen 13 des KoI-bens 24 zugeführt. Dieses Öl strömt durch den Ringkanal 37 und kühlt den Bogen 13, so daß dieser in die günstigsten Temperaturbedingungen und damit in die günstigsten Bedingungen für die mechanische Festigkeit gebracht wird, da, wie F i g. 4 zeigt, nach dem Bogen 11 der Bogen 13 der Verbrennung ausgesetzt wird, welche in der Arbeitskammer 3 nach einer Teildrehung des Kolbens erfolgt.
  • Sodann befindet sich die Arbeitskammer 5 (F i g. 5) im Zündpunkt, und die Verbrennung geschieht in dieser Kammer gegenüberliegend dem Bogen 11, auf den die neue Verbrennung nach einer weiteren Teildrehung des Kolbens 24 wirksam wird. Aus F i g. 5 ergibt sich, daß der Kühlvorgang der gleiche ist, wie vorangehend beschrieben.
  • Nach einer Teildrehung des Kolbens (F i g. 6) befindet sich die Arbeitskammer 2 im Zündpunkt, und die Verbrennung erfolgt in dieser Kammer gegenüberliegend dem Bogen 13. Der radiale Zuflußkanal 35 und der Ringkanal 37 führen dem Bogen 13 gekühltes Öl zu.
  • Hierauf erfolgt, wie die F i g. 7 zeigt, die Zündung in der Arbeitsknmmer 4, und die Verbrennung geschieht in dieser Kammer gegenüberliegend dem Bogen 11 nach einer weiteren Teildrehung des Kolbens. Das gekühlte Öl wird durch den Zuflußkanal 34 zugeführt und läuft im Ringkanal 36 um.
  • Die Zündstellen sind jeweils mit A bezeichnet, wobei als Zusatzzahl die Benennung der jeweiligen Arbeitskammer angegeben ist.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Rotationskolben - Brennkraftmaschine mit Kämmeingriff, mit einem Mantel mit fünfbogiger Innenfläche und Seitenteilen, welche zusammen einen Innenraum begrenzen, der senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist und auf deren Exzenter ein vierbogiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle Zu- und Abfuhrkanäle (30, 41) für ein Kühlmittel für den Kolben (24) aufweist, daß der Kolben (24) zwei über je zwei Bogen verlaufende Ringkanäle (36, 37) aufweist, die je einen Zuflußkanal (34, 35) und einen Abflußkanal (38, 39) haben, und daß je ein Zuflußkanal (34, 35) und ein Abflußkanal (38, 39) in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei der Zuflußkanal (34, 35) in den Ringkanal (36, 37) im Bereich eines Bogens mündet, der für die Verbrennung und Expansion vorgesehen ist.
DER31857A 1961-01-18 1962-01-11 Rotationskolben-Brennkraftmaschine Pending DE1296870B (de)

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FR850083A FR1286025A (fr) 1961-01-18 1961-01-18 Rotor de moteur rotatif

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DE1296870B true DE1296870B (de) 1969-06-04

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1551095C3 (de) * 1966-09-07 1974-06-06 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Mehreckiger Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1145704A (fr) * 1955-12-30 1957-10-29 Moteur à combustion du type rotatif
AT214206B (de) * 1958-10-02 1961-03-27 Nsu Werke Ag Rotationskolbenmaschine

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FR1286025A (fr) 1962-03-02
ES272802A1 (es) 1962-02-16

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