DE1451761B2 - Parallel und innenachsige Zwei takt Rotationskolbenmaschine mit Kammeingriff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine parallel- und innenachsige Zweitakt-Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem epitrochoidenförmigen, exzentrisch umlaufenden Kolben und einem an seinen Ecken Radialdichtungen aufweisenden, axial beidseitig von Seitenteilen begrenzten, feststehenden Mantel, wobei Ein- und Auslaßschlitze in den Seitenteilen vorgesehen sind.

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus der belgischen Patentschrift 623 271 bekannt.

Dort ist eine Zweitakt-Brennkraftmaschine gezeigt, deren Kolben als 2:1-Epitrochoide ausgebildet ist. Die Epitrochoide hat dabei zwei Einsattelungen, also vier Wendepunkte. Der Gaswechsel erfolgt über einander gegenüberliegende Öffnungen in den Seitenteilen. Das Öffnen und Schließen der Ein- und Auslaßöffnungen wird vom Rand des Kolbens während seines Umlaufens gesteuert. Der Bereich der Öffnungen ist dabei nach innen, d. h. gegen die Exzenterwelle hin, und nach außen hin durch besondere Dichtringe in den Gehäuseseitenwänden begrenzt. Da die Ein- und Auslaßöffnungen oder -schlitze einander gegenüberliegen, ist beim Gaswechsel eine Differenzsteuerung nicht möglich. Ferner weist die hier benutzte Epitrochoidenform eine verhältnismäßig kleine Exzentrizität auf, was eine Verringerung des abnehmbaren Drehmomentes zur Folge hat. Durch die Epitrochoidenform mit zwei Einsattelungen wird nicht nur die Anordnung und Form der Ein- und Auslaßöffnungen bzw. ihre Steuerung problematisch, sondern die Radialdichtleisten sind einer beträchtlichen und vor allen Dingen auch einer ungleichförmigen Pendelbewegung unterschiedlicher Amplitude unterworfen. Eine starke ungleichförmige Abnutzung ist die Folge und damit eine Verminderung der Abdichtwirkung und der Betriebssicherheit.

Aus der USA.-Patentschrift 1434 446 ist eine parallel- und innenachsige Zweitakt-Rotationskolben-Brennkraftmaschine bekannt, die zwei Arbeitsräume aufweist, von denen der eine Arbeitsraum als Verbrennungs- und Expansionsraum und der andere Arbeitsraum als Ansaug-, Kompressions- und Pumpraum vorgesehen ist. Alle Ein- und Auslaßöffnungen dieser Maschine liegen in den Gehäuseseitenwänden und werden vom Kolbenrand gesteuert. Das wesentliche Merkmal dieser bekannten Maschine besteht darin, daß es sich um keine Trochoidenmaschine handelt, sondern daß sowohl für den Kolben als auch für den umschließenden Mantel exakte Kreisform verwendet wird. Es ist daher nicht möglich, die daraus bekannten Merkmale und Verhältnisse ohne weiteres auf Trochoidenmaschinen zu übertragen. In der OT-Stellung des Kolbens weist der Verbrennungsraum anschließend an die Radialdichtungen zwei sichelförmige Teile auf, die durch eine besondere Vertiefung im Mantel miteinander verbunden sein müssen. Der Verbrennungsvorgang läuft dadurch sehr ungünstig ab. Durch diese Ausbildung ist auch keine hohe

dichtung und damit kein Dieselbetrieb möglich. Darüber hinaus müssen die Radialdichtungen im Betrieb ständig sehr weit vorgeschoben und wieder zurückgezogen werden, damit sie dichtend am Kolben anliegen. Für die Bewegung der Radialdichtungen ist eine besondere Steuerung notwendig. Die Radialdichtungen sind außerordentlich starker Beanspruchung unterworfen.

Es sind auch andere Bauformen von Rotationskolbenmaschinen mit Kämmeingriff vorgeschlagen worden, jedoch handelt es sich dabei mehr oder weniger nur um die geometrischen Grundformen, die sich aus den verschiedenen Arten von Trochoiden ergeben. Dabei ist auch schon eine Bauform genannt worden, der die einfachste Epitrochoide, nämlich die l:l-Epitrochoide zugrunde liegt. Es ist bisher aber außer der rein geometrischen Grundform noch keine in der Praxis bräuchbare Maschine bekanntgeworden, insbesondere sind die Fragen der Verdichtung, des Gaswechsels und der Gasabdichtung bei einer Brennkraftmaschine bisher nicht behandelt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine parallel- und innenachsige Rotationskolbenbrennkraftmaschine zu schaffen, die als Zweitaktmaschine verwendbar ist, einen günstigen Wirkungsgrad hat und vor allem bei relativ großer Exzentrizität eine hohe Verdichtung zuläßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben die Form einer sattelfreien l:l-Epitrochoide hat, und daß von den beiden gebildeten Arbeitsräumen der zweite Arbeitsraum zur Kompression, Verbrennung sowie Expansion und der erste Arbeitsraum zum Ansaugen und Fördern des Arbeitsmediums in den zweiten Arbeitsraum zwecks Spülung gebildet ist.

Die VDI-Zeitschrift berichtet im Band 102 vom 11. März 1960 auf den Seiten 314/315 von Untersuchungen über Kombinationsmöglichkeiten von Trochoiden und ihren Hüllkurven als Grundlage für Rotationskolbenmaschinen. Dabei wird darauf hingewiesen, daß scharfkantige bzw. eingesattelte Trochoiden oder auch stark gerundete Trochoidenformen dem Maschinenentwurf zugrunde gelegt werden können. Nach diesen Ausführungen spielt das Achsenverhältnis der Trochoide eine Rolle für verschiedene Eigenschaften der Maschine, zum Beispiel für die Größe des Arbeitsraumes, die erreichbare Verdichtung und den Schwenkwinkel der Radialdichtleiste. Als angeblich vorteilhafteste Form ist in der genannten Literaturstelle die zweibogige Epitrochoide mit innerem Gegenläufer angegeben. Das Achsenverhältnis ist dabei so gewählt, daß eine eingesattelte Epitrochoide entsteht, die also vier Wendepunkte aufweist. Die einfachste Epitrochoide, die l:l-Epitrochoide, findet in der Literaturstelle gar keine Erwähnung.

In der nicht veröffentlichten älteren Anmeldung deutsche Offenlegungsschrift 14 26775 ist in Fig. 21 eine zweikammerige Rotationskolbenmaschine vorgeschlagen, bei der ein Kolben von der Form einer l:l-Epitrochoide verwendet wird. In die beiden Arbeitsräume der Maschine münden durch den Mantel hindurch jeweils ein Einlaß- und ein Auslaßkanal. Die Kanäle sind durch Einlaß- bzw. Auslaßventile geschlossen. Die vorgeschlagene Maschine stellt eine Kreiselpumpe dar und ist insofern vom Anmeldungsgegenstand völlig verschieden. Die Offenlegungsschrift befaßt sich mit Problemen der Radialdichtung und enthält keine Hinweise für die Verwendung von sattelfreien 1:1-Epitrochoiden.

Die sattelfreie l:l-Epitrochoide ergibt im Verhältnis den größten Arbeitsraum, wobei sich der Kolben in OT-Stellung ganz dicht an die Hüllkurve anlegt und lediglich der konstruktiv bedingte Abstand der Äquidistanten vorliegt. Der Kolben taucht wie ein Verdrängerkolben in den Arbeitsraum und schafft die größtmögliche Verdichtung. Die gesamte Gasfüllung des Arbeitsraumes wird dabei nicht verschoben, sondern verbleibt über ein vollständiges Arbeitsspiel in

ίο ihrem Arbeitsraum. Die Gasfüllung wird in den eigentlichen Brennraum, d.h. in die Aussparung im Mantel, weggequetscht. Es wird dort eine sehr hohe Verdichtung erreicht, die ohne Schwierigkeiten einen Betrieb mit Eigenzündung ermöglicht. Durch die Wahl der sattelfreien l:l-Epitrochoide als Entwurfsgrundlage für die Maschine wird auch die größtmögliche Exzentrizität bei gleicher Baugröße und mathematisch spezifischer Kurvenform gegenüber allen anderen Epitrochoiden erreicht. Auch das Verhältnis der Volumina von Arbeitsraum zu umbautem Raum ist hier relativ günstig.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer sattelfreien Trochoide auch hinsichtlich der Gasabdichtung; denn bei diesen Kurven ist die Pendelbewegung der Radialdichtungen relativ zur Lauffläche am Kolben gleichmäßig und außerdem sind auch die Schwankungen der Umfangsgeschwindigkeit, d. h. also der Gleitgeschwindigkeit der Radialdichtungen auf dem Kolben, gering. Daraus ergibt sich eine spezifisch geringe Beanspruchung und gleichmäßige Abnutzung der Radialdichtung. Dabei bietet sich außerdem die Möglichkeit, eine geschlossene und leicht herstellbare Axialdichtung am Kolben zu verwenden. Auf diese Weise werden auch die obenerwähnten Nachteile der Maschine mit mehrbogigen Trochoiden vermieden und eine einfache seitliche Abdichtung mit geschlossener Dichtgrenze möglich. Ferner ist die Ausbildung und Anordnung der Gaswechselschlitze außerordentlich vorteilhaft, denn es läßt sich jede gewünschte asymmetrische Gassteuerung und Differenzsteuerung für den Gaswechsel erreichen. Die dem Mantel zugekehrten Begrenzungslinien der Aus- und Einlaß- bzw. Spülschlitze stimmen zumindest angenähert mit einem Teil derjenigen Kurvenbogen überein, die durch die Lage des Kolbenrandes zum gewünschten Zeitpunkt des Beginns des Öffnungsvorganges und zum gewünschten Zeitpunkt des Beginns des Schließvorganges für den betreffenden Gaswechselschlitz bestimmt ist. Als wesentlich für die Erfindung sei noch hervorgehoben, daß die Vorteile der Differenzsteuerung nicht nur für den Gaswechsel im zweiten Arbeitsraum (Kompression, Verbrennung, Expansion), sondern auch für den ersten Arbeitsraum (Ansaugen) gegeben sind. Auch hinsichtlich der Gaswechselschlitze bietet die gewählte Epitrochoidenf orm die größte Freizügigkeit, denn nicht nur die Steuerzeiten sind in weiten Grenzen wählbar, sondern auch die wirksame Fläche der Schlitzöffnungen ist stets groß genug, um eine einwandfreie und rasche Spülung ohne Gasrest zu gewährleisten. Es ist sogar eine Überladung möglich. Für die Spülung sind Überleitkanäle zwischen den beiden Arbeitsräumen vorgesehen. Die Überleitkanäle werden vom Kolben gesteuert und ermöglichen einen entsprechenden Gaswechsel wie bei der oben beschriebenen Art. Es liegt hier eine einfach wirkende Zweitakt-Maschine vor. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil, daß der erste Arbeitsraum infolge günstiger Anordnung des Einlaßschlitzes und der Über-

Strömkanäle ein größeres wirksames Volumen als der zweite Arbeitsraum aufweist, und daß daher eine Überladung des Brennraumes möglich ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Nachstehend sei der Erfindungsgegenstand an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine einfachwirkende Rotationskolben-Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen vereinfachten Querschnitt durch die Fig. 1 gemäß Linie D-D mit dem Gaswechsel und

Fig. 3 einen vereinfachten Querschnitt durch die Fig. 1 gemäß Linie C-C mit dem Gaswechsel.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer einfachwirkenden schlitzgesteuerten Zweitakt-Brennkraftmaschine. Die Darstellung ist stark vereinfacht, um lediglich die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Teile der Anordnung hervorzuheben. Diese Zweitakt-Brennkraftmaschine ist hier als gemischansaugende Maschine mit Fremdzündung ausgebildet und weist zwei Arbeitsräume auf, von denen der in der Fig. 1 links liegende zweite Arbeitsraum F₂ als Kompressions-, Verbrennungs- und Expansionsraum und der rechts liegende erste Arbeitsraum F₁ als Ansaug- und Pumpraum ausgebildet ist. Der Kolben 1 hat die Form einer sattelfreien Epitrochoide 1:1. Der Kolben hat die durch einen Pfeil D_K angedeutete Drehrichtung. Entlang des Kolbenrandes befindet sich in äquidistantem Abstand eine ringförmige, geschlossene Axialdichtung 2, welche die Abdichtung gegenüber den beiden Seitenteilen des Maschinengehäuses durchführt. Ergänzend sei erwähnt, daß hier im Ausführungsbeispiel diejenige sattelfreie Epitrochoide verwendet wird, die die größte Exzentrizität ermöglich.

Im Mantel 4 befinden sich an den Simultanpunkten die Radialdichtungen 3, die die beiden Arbeitsräume der Maschine, d.h. den ersten Arbeitsraum V_x und den zweiten Arbeitsraum V₀ gegeneinander abtrennen. Die Mantelinnenwandung wird durch die beiden äußeren Hüllkurvenbögen 4a und Ab zur Epitrochoide gebildet. Im Arbeitsraum V₁ ist im Hüllkurvenbögen 4a noch eine Aussparung vorgesehen, die den Verdichtungsraum 8 bildet. In diesem Verdichtungsraum ist außerdem noch die Zündkerze 26 angeordnet. Für den Gaswechsel wird Frischgas vom Vergaser durch einen Einlaßschlitz 12 im Seitenteil in den Arbeitsraum V₁ gebracht. Bei der Rotationsbewegung des Kolbens 1 wird dieses Frischgas in eine in einem Seitenteil befindliche Ausnehmung 7 verdichtet und gelangt dann durch einen Überleitkanal zu den Spülschlitzen 15 in dem einen Seitenteil 5 des zweiten Arbeitsraumes V₂. Der Auslaßschlitz 16 befindet sich im gegenüberliegenden Seitenteil 6 ebenfalls im Bereich des zweiten Arbeitsraumes V₂. Die Vorgänge beim Gaswechsel sind im einzelnen an Hand der Fig. 2 und 3 veranschaulicht.

In der Fig. 1 sind außerdem die Vorgänge beim Gaswechsel in Abhängigkeit von der jeweiligen Winkellage des Kolbens 1 angedeutet. Aus den eingezeichneten Pfeilen geht hervor, daß die Spülschlitze 15 schräg zur Aussparung 8 hin geneigt, in den Arbeitsraum V₂ münden, um eine gute Spülung zu erhalten. Noch ein Vorteil der gegenüberliegenden Anordnung von Spül- und Auslaßschlitzen in beiden Seitenteilen besteht darin, daß bei dieser Ausbildung weitgehend Variationsmöglichkeiten für die gewünschten Steuerzeiten beim Gaswechsel und somit auch für die Lage und Länge der die Schlitze begrenzenden Epitrochoidenbögen gegeben sind.

Bei der hier gezeigten Anordnung der Spül- und Auslaßschlitze 15 und 16 ergibt sich eine echte Differenzsteuerung des Gaswechsels. Nach Abbrennen des Gemisches im Verdichtungsraum 8 bewegt sich der

ίο Kolben 1 von seiner (nicht dargestellten) OT-Stellung in Drehrichtung D_K gemäß F i g. 1 über den Aktivwinkel φ_α. Der Exzenterwellenzapfen dreht sich dabei entgegengesetzt und sein Mittelpunkt M₁ beschreibt den Exzenterkreis in der eingezeichneten Pfeilrichtung D_E um den Punkt M₂. Nach Drehung des Kolbens 1 um den Aktivwinkel φ_α öffnet der Rand des Kolbens 1 drehrichtungsabhängig bei der Winkelstellung Ao des Exzentermittelpunktes M₁ zuerst die Auslaßschlitze 16. Die Lage des Kolbenrandes, also des Epitrochoidenbogens bzw. einer äquidistanten Kurve dazu zu diesem Zeitpunkt ist der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Durch die Öffnung der Auslaßschlitze 16 ergibt sich ein praktisch vollständiges Absinken des Verbrennungsgasdruckes, bis nach einer weiteren Drehung von beispielsweise 15° der Kolbenrand bei der Stellung Eö des Exzentermittelpunktes M₁ die Spülschlitze 15 öffnet, und die im ersten Arbeitsraum F₁ durch den Einlaßschlitz 12 angesaugten und im ersten Arbeitsraum V_x vorverdichteten Frischgase strömen von der Ausnehmung 7 durch das Kolbenfenster 20, über den Überleitkanal 19, ein zweites Kolbertfenster 21 zu den Spülschlitzen 15. Diese Strömung ist in Fig. 2 durch Pfeile dargestellt.

Der eigentliche Spülvorgang sei an Hand der Fig. 3 nochmals hervorgehoben. Durch den Spülschlitz 15 treten die frischen Gase in den zweiten Arbeitsraum V₂ ein. Dadurch, daß Spülschlitz 15 und Auslaßschlitz 16 nicht einander unmittelbar auf den beiden Seitenteilen 5 bzw. 6 gegenüberliegen, sondern in der Umlaufrichtung des Kolbens aufeinanderfolgen, erfolgt eine einwandfreie Gleichstromspülung, wie durch den Pfeil dargestellt ist. Die Gase legen dabei eine räumliche Bahn zurück. Bei dieser räumlichen spiralförmigen Bewegung der frischen Gase wird der Verdichtungsraum 8, der als Aussparung ausgebildet ist, sehr gut durchströmt, so daß dort die alten Gasreste ausgespült werden und eine einwandfreie neue Füllung erzielt wird. Der Gaswechsel weist also bei der beschriebenen Art und Weise sowohl Eigenarten der Gleichstromspülung als auch der Umkehrspülung auf, so daß er im folgenden als Gleichstrom-Umkehr-Spülung bezeichnet werden soll. Die Form des Verdichtungsraumes 8, hier z. B. als kugelförmige Aussparung im Hüllkurvenbögen 4a des Mantels 4, begünstigt die Wirbelbildung und Spülwirkung. Der Verbrennungsvorgang wird daher beträchtlich verbessert.

Bei der Winkellage Az (Fig. 1) des Mittelpunktes M₁ des Exzenters 23 schließt der Kolbenrand den Auslaßschlitz 16, der sich gemäß Fig. 3 im Seitenteil 6 befindet und durch den die Abgase über das anschließende Abgasrohr ins Freie strömen. Befindet sich beim Weiterdrehen des Exzenters 23 dessen Mittelpunkt M₁ gemäß Fig. 1 in der Winkelstellung Vö, so öffnet der Rand des Kolbens 1 den Einlaßschlitz 12 im Seitenteil 5. Vom nicht dargestellten Vergaser kann dann Frischgas in.den ersten Arbeitsraum F₁

einströmen. Bei der gewünschten Winkelstellung Vz schließt der Einlaßschlitz 12 wieder.

Die Überströmungsvorgänge zwischen dem ersten Arbeitsraum V₁ und dem zweiten Arbeitsraum V₂ sollen nochmals betrachtet werden. Wie erwähnt, wird das vom Vergaser angesaugte Frischgas im Arbeitsraum V₁ verdichtet und schließlich in der Ausnehmung 7, die sich in einem Seitenteil befindet, zusammengepreßt. Die Verbindung zum zweiten Arbeitsraum V₂ wird in der Weise hergestellt, daß zunächst die Spülschlitze 15 durch den Kolbenrand im zweiten Arbeitsraum V₂ geöffnet werden. Sodann tritt das Kolbenfenster 20 vor die Ausnehmung 7, so daß die verdichteten Frischgase durch das Kolbenfenster 20 in den als Überleitkanal 19 dienenden Kolbenhohlraum eintreten können. Der Überleitkanal 19 mündet an seinem anderen Ende in einem weiteren Kolbenfenster 21 und stellt dort die Verbindung zu den Spülschlitzen 15 im Brennraum her. Selbstverständlich ist es auch möglich, dem Kolben eine andere Gestalt zu geben und an Stelle des Überleitkanals 19 nur eine Vertiefung in der Seitenwand des Kolbens als Überströmaussparung vorzusehen. Es fallen dann die beiden Kolbenfenster 20 und 21 weg. Die Lage und Ausbildung der seitlichen Überströmaussparung kann ähnlich sein wie die aus Fig. 1 ersichtliche Lage des Überleitkanals 19. Schließlich sei der Vollständigkeit halber noch erwähnt, daß die Überleitkanäle auch in den Seitenteilen 5 und/oder 6 angeordnet sein können, wobei auch diese Überleitkanäle vom Kolbenrand gesteuert werden.

Am Beispiel der Fig. 1 läßt sich die Anordnung und Größe der Ausnehmung 7 und des Kolbenfensters 20 erkennen. Die Verbindung zum Kolbenhohlraum bzw. Überleitkanal 19 wird durch das Kolbenfenster 20 kurz vor Erreichen der OT-Stellung des Kolbenläufers im ersten Arbeitsraum V₁ hergestellt. Diese Verbindung bleibt nur eine bestimmte kurze Zeit offen, so daß nur in dieser Zeit ein Überströmen der vorgelagerten Frischgase zum zweiten Arbeitsraum möglich ist. Diese Frischgase können durch die offenen Spülschlitze 15 in den zweiten Arbeitsraum austreten, wobei durch die Vorverdichtung ohne weiteres ein Überladen des zweiten Arbeitsraumes V₂ infolge der Differenzsteuerung möglich ist, ohne daß ein Rückschlagen durch die offenen Einlaßschlitze erfolgen kann, wenn der Kolbenläufer bei seiner Rotation den Verdichtungsvorgang einleitet. Ebenso hat man freie Wahl für den Zeitpunkt des Schließens der Verbindung zwischen der Ausnehmung 7 und dem Kolbenfenster 20. Der Schließzeitpunkt wird etwa so viele Winkelgrade nach der OT-Stellung gewählt, daß die Verbindung zwischen der Ausnehmung 7 und dem Uberleitkanal 19 etwa gleich lang besteht wie die Spülschlitze 15 im zweiten Arbeitsraum V₂ geöffnet sind. Durch diese Ausbildung entsteht beim Weiterdrehen des Kolbens von der OT-Stellung im ersten Arbeitsraum V₁ aus dort ein Unterdruck für das Ansaugen der Frischgase aus dem Vergaser. Da aber der Rand des Kolbenfensters 20 gleichzeitig die Ausnehmung 7 vom Uberleitkanal 19 wieder abtrennt, kann sich der Unterdruck im Kanal 19 oder gar im zweiten Arbeitsraum V₂ nicht schädlich auswirken.

Wie die Fi g. 2 und 3 zeigen, dichten die Axialdichtungen 2 den Kolben 1 in einer geschlossenen Dichtgrenze gegen die Seitenteile 5 und 6 ab. Der zweite Arbeitsraum V₂ und der erste Arbeitsraum V₁ sind von einem Kühlwassermantel 13 umgeben. Die Ex-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen zenterwelle 9 ist in Lagern in den Seitenteilen 5 und 6 gelagert. Das Seitenteil 5 enthält auch die Spülschlitze 15 und die Ausnehmung 7. Das Seitenteil 6 enthält den Auslaßschlitz 16 mit dem daran anschließenden Abgasrohr und zentrisch symmetrisch dazu den Einlaßschlitz 12 mit dem Vergaserrohr.

Bei dieser Ausbildungsform als einfachwirkende Rotationskolbenbrennkraftmaschine wird ein ausgezeichneter Gaswechse! erreicht. Man erreicht eine gewünschte asymmetrische Gassteuerung. Hinzu kommt noch eine Differenzsteuerung mit einem Differenzwinkel zwischen dem Schließen der Auslaß- und der Spülschlitze. Dieser Winkel liegt vorteilhafterweise in der Größenordnung von etwa 15° und ermöglicht ein Überladen des zweiten Arbeitsraumes V₂. Die Öffnungs- und Schließungszeiten können je nach den Erfordernissen der asymmetrischen Steuerung gewählt werden. Dabei sind die äußeren Begrenzungslinien, d. h. die dem Rotationsmittelpunkt abgewandten B.egrenzungslinien der Spül- und der Auslaßschlitze, wenigstens durch zwei Epitrochoidenbögen bestimmt, nämlich durch die Lage der Epitrochoide, d.h. des Kolbenrandes, beim Beginn und die Lage der Epitrochoide beim Ende des Auslaßvorganges und entsprechend auch des Einlaßvorganges. Die Spülwirkung und die Tendenz zur Wirbelbildung wird verbessert, wenn wenigstens die Spülschlitze schräg in den zweiten Arbeitsraum V₂ münden und dabei eine Richtung etwa zur Aussparung 8 haben. Fig. 1 zeigt schematisch die Richtung an, in der die Frischgase vom Spülschlitz 15 her in den Verbrennungsraum eintreten.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß der Einlaßschlitz 12 schmal und langgezogen ist, dabei ebenfalls aus zwei Trochoidenbögen gebildet sein kann, aber schmaler ist als die Spül- und Auslaßschlitze im zweiten Arbeitsraum V₂. Infolgedessen ist das Anfangsvolumen für den Verdichtungsvorgang im ersten Arbeitsraum V₁ größer als das Anfangsvolumen im zweiten Arbeitsraum V₂, wenn bei Beginn des Verdichtungsvorganges die seitlichen Schlitze geschlossen sind. Es kann daher eine genügende Menge Frischgas für den Spül- und Überladevorgang in der Ausnehmung 7 vorverdichtet werden. Die inneren Begrenzungslinien des Einlaßschlitzes 12 und auch der Auslaßschlitze 16 können ebenfalls durch einen Epitrochoidenbögen gebildet werden, und zwar durch den Epitrochoidenbögen bei UT-Stellungdes Kolbens oder mit anderen Worten durch die innere Hüllkurve. Eine derartige Begrenzung nach dem Rotationsmittelpunkt zu ist bei den Spülschlitzen 15 hier nicht möglich, weil sie den Abstand zwischen Kolbenfenster 21 und Kolbenrand in der betreffenden Stellung überbrücken müssen. Durch -diese Schlitzausbildung hat man es in der Hand, die Zeitpunkte für Öffnen und Schließen der Schlitze ganz nach den Erfordernissen zu wählen.

Abschließend sei noch erwähnt, daß die hier beschriebene Ausbildungsform der Maschine als einfachwirkende Brennkraftmaschine gleichermaßen für das Ansaugen von Frischgas oder von reiner Luft geeignet ist, so daß außer dem dargestellten Beispiel die Rotationskolbenbrennkraftmaschine auch für Eigenzündung infolge hoher Verdichtung abwandelbar ist; denn — wie oben schon erwähnt — wird die gesamte Füllung für den zweiten Arbeitsraum in die kleine als Verdichtungsraum wirksame Aussparung 8 weggequetscht, so daß dort die erforderliche hohe Verdichtung erreicht wird.

309537/358

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Parallel- und innenachsige Zweitakt-Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem epitrochoidenförmigen, exzentrisch umlaufenden Kolben und einem an seinen Ecken Radialdichtungen aufweisenden, axial beidseitig von Seitenteilen begrenzten, feststehenden Mantel, wobei Ein- und Auslaßschlitze in den Seitenteilen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) die Form einer sattelfreien l:l-Epitrochoide hat, und daß von den beiden gebildeten Arbeitsräumen der zweite Arbeitsraum (V2) zur Kompression, Verbrennung sowie Expansion, und der erste Arbeitsraum ( Fl) zum Ansaugen und Fördern des Arbeitsmediums in den zweiten Arbeitsraum ( V2) zwecks Spülung gebildet ist.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßschlitz (12) in einem Seitenteil (6) im Bereich des ersten Arbeitsraumes (Fl) und der Auslaßschlitz (16) in einem Seitenteil (6) im Bereich des zweiten Arbeitsraumes (V2) angeordnet sind und daß der Gaswechsel vom ersten Arbeitsraum (Fl) zum zwciUi;: Ai'owliii'aür.: ( V2) über einen Überleitkanal (19) und durch vom Kolben (1) gesteuerte Spülschlitze (IS) erfolgt.

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überleitkanal (19) zwischen zwei Kolbenfenstern (20, 21) im Kolben (1) vorgesehen ist und bei einer bestimmten Kolbenstellung mit einer Ausnehmung (7) im Seitenteil (S) in Verbindung steht.

4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung des Kolbens (1) die Verbindung zwischen Überleitkanal (19) und Spülschlitz (15) im Bereich des zweiten Arbeitsraumes (F2) nach der Verbindung zwischen Überleitkanal (19) und Ausnehmung (7) hergestellt wird.

5. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzsteuerung zwischen Auslaßschlitz (16) einerseits und Spülschlitz (15) andererseits in der Größenordnung von etwa 15° Exzenterwellendrehwinkel entspricht.

6. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberleitkanal (19) vom ersten Arbeitsraum ( Fl) zu den in den zweiten Arbeitsraum (F2) mündenden Spülschlitzen (15) durch ein Seitenteil (5) verläuft.

7. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich gegenüberliegend die Spülschlitze in einem Seitenteil (5 oder 6) und die Auslaßschlitze im anderen Seitenteil (6 oder 5) befinden.

8. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rotationsmittelpunkt abgewandten Begrenzungslinien der Spül- und der Auslaßschlitze (15 und 16) im Bereich des zweiten Arbeitsraumes (F2) jeweils im wesentlichen aus zwei Eptrochoidenbögen zusammengesetzt sind, die der Lage der vom Rand des Kolbens (1) gebildeten Epitrochoide beim Beginn und beim Ende des Spül- bzw. Auslaßvorgangs entsprechen.

9. Rotationskolbenmaschine nach einem der

Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßschlitz (12) im Bereich des ersten Arbeitsraumes ( Fl) schmal und langgezogen und aus zwei Epitrochoidenbögen entsprechend der Lage der vom Rand des Kolbens (1) gebildeten Epitrochoide beim Beginn und beim Einde des Einlaßvorganges zusammengesetzt ist.