DE1551081A1

DE1551081A1 - Drehkugelmaschine

Info

Publication number: DE1551081A1
Application number: DE19671551081
Authority: DE
Inventors: Walter Bietzig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-06-06
Filing date: 1967-06-06
Publication date: 1970-04-16

Description

Drehkugelmaschine, P 15 51 081.2, Es sind einige Drehkolbenmaschinen bekannt; auch solche, deren Kolbenform auf der Basis eines Kugelabschnittes bzw. Kugelausschnittes aufgebaut sind und sphärische Laufflzchen haben.
Diese Vaschine hat folgende Vorteile: Weil die Rotoren vollkommen rund laufen, sind hohe Drehzahlen bei großer Laufruhe zu ereichen.
Die Reibungsverluste sind gering; pro Umdrehung reiben beide Rotoren nur den Hubweg aneinander. Der Hubweg ist nur etwa der doppelte Winkel Weil das Druckgefälle von Kammer zu Kammer geteilt ist, sind die Kompressionsverluste gering.
Ein Verziehen der Teile bei Erwärmung der Maschine ist nicht zu befürchten, weil die Erw=irmung gleichm-ißig erfolgt. Die Maschine kann mit Luft und bei entsprechender Bauweiue mit Flüssigkeit z. B. Ö1 gekühlt werden.
Die Bildung des giftigen Kohlenmonoxydgases wird weitgehend verhindert, weil genügend Luft in den Kammern vorhanden ist.
Die Zeichn. Fig. 1-6 stellen eine Maschine mit 12 Kammern dar. Große Buchstaben A, B, C usw. bedeuten Vaschinenteile; kleine Buchstaben r, s, t usw. sind Kanäle, Schlitze, Punkte; die Ziffern 1 bis 12 kennzeichnen die Kammern 1 bis 12.
Fig. 2 zeigt die Draufsicht von Fig. 1, wobei Teil A in Fig. 1 zur Verdeutlichung nach links gerückt dargestellt ist.
Die Hilfslinien auf den Rotoren in Fig. 1 sollen nur der besseren plastischen Verdeutlichung dienen.
In Fig. 2 sind auch der Stator C und die Kugellager E angedeutet. Fig. 4 stellt die Draufsicht der Rotoren von Fig. 3. dar.
Die vollgezeichneten Vierecke D stellen die jeweils arbeitenden Dichtleisten bzw. Anlagekanten dar; die hohlgezeichneten Vierecke D sind im Moment wirkungslos.
In allen . Zeichnungen au3er Fig. 5 ist die äußere Kugelschale im Schnitt dargestellt, sie gilt aber mit Rotor A als 1 Teil. Die beiden Rotoren greifen mit ihren charakteristischen Ausschnitten kegelradähnlich ineinander und drehen sich mit der gleichen Drehzahl auf je einer Achse des Stators C. Die Yittellinien dieser Achsen sowie alle Flächen der Ausschnitte zeigen zum Kukelmittelpunkt z. Die zwischen den Ausschnitten liegenden Kammern ändern ihr Volumen bei der Drehung der Rotoren. Die beiden Achsen des Stators, die in den Zeichnungen um 17 Grad abgewinkelt sind, führen Kanäle und Schlitze zur Schmierung und Kühlung der Maschine, sowie zur Spülung der Kammern mit Luft und zur Brennstoffeinführung. Fig. 5 zeigt den Querschnitt zurr. Kugelmittelpunkt, wobei der Rotor.B angeschnitten dargestellt ist. Hierbei ist der Zapfen, der die Kammer 12 begrenzt, wegen seiner Neigung von 17 Grad als nicht geschnitten angesehen.
Die Arbeitsweise dieser Maschine mit Vergaserbrennstoff: Wührend die Rotoren drehen, wird die Kammer 12 mit Luft gespült, die aus einem besonderen Gebläse durch. den Kanal r der Achse, dem Schlitz w vom Rotor A zugeführt wird. Gleichzeitig erhilt Kammer 1 eine Füllung mit Brennstoff-Luftgemisch, das durch Kanal u der Achse, dem Schlitz w des Rotors A eingeblasen wird. Bei der Drehung der Rotoren wird dieses Gemisch verdichtet. Kammern 2 bis 5 zeigen diesen Vorgang. In Kammer 7 hat eine Zündkerze das Gemisch entzändet. Durch die Expansion des hei3en Gemisches in den Kammern 7 bis 10 entsteht der Antrieb. Die Kammer 11 hat den Schlitz x erreicht. Bei weiterer Drehung der Rotoren drückt die Luft die verbrannten Gase durch den Schlitz x in den Kanal v des Gas-Luftsystems F. Der Kanal q des Gas-Luftsystems mündet in das Ansaugrohr eines Vergasers. Bei evtl. Durchströmung von Brennstoffgemisch wird dieses erneut dem Vergaser zugeführt. Weil in den Kammern ausreichend Luft zur Verfügung steht, wird die Bildung des- giftigen Kohlen-Monoxydgases weitgehend. verhindert.
Beim Bau dieser Maschine für Dieselkraftstoff kommt eine Einspritzanlage zur Anwendung, bei der die Einspritzageregate wie Düsen und Pumpen in die Rotoren eingebaut sind, damit der Brennstoff ohne gro3en Druck befördert werden kann.

Kanäle s und t dienen zur Kühlung bzw. Schmierung.

Fig. 1-5 stellen eine Maschine mit 12 Kammern dar, deren

Winkel 17 Grad betr@igt. Fei dieser Schrärlage des Achsen

ist ein Verdichtungsverhältnia bis 7:1. möglich. Fiir Maschinen

mit höherem Verdichtungsverh=iltnis wählt man einen kleineren

V,inkel. Vorteilhaft ist dann auch eine größere Anzahl Kammern.

Das Druckgefälle wird durch die größere Xammerzahl reduziert,

daüurch zerden. die Kompressions=verluste gemindert.

Von großem Vorteil sind die relativ kleinen Reibungsv:-e£_e,

:sie betragen nur einen Bruchteil der bisher bekannten Maschinen

mit Drehkolben. Diese ReibunCswe,=e dienen nur der Pichthal tung.

Die eigentlichen Druckbewegungen werden von Rollen- oder i'_uF-el-

?agern aufgenommen.

Bei Luftkühlung der Maschine wird durch- die Fliehkraft

der einströmenden Luft mit steigender. Drehzahl die u@ihlu:@g

beschleunigt. Bei Kühlung der Maschine mit einer Flüssigkeit

(z. 3. 1;51) ist eine Pumpe nicht erforderlich., weil durch die

Gewichtsunterschiede der kalten und heißen Flüssigkeit mit

steigender Drehzahl der Umlauf beschleunigt wird.

T;.:: Gas-I.uf'tsystem F in Fig. r ist zur Fntgiftung der

Abgase vorgesehen. Beim Bau dieeer Maschine für Vergaser-

Brennstoff werden die evtl. durchströmenden Brennstoffteilchen

dur-,i: den Kanial q erneut dem Verl- ,aser zugeführt. Fs relangen

--omit keine unverbranntcn Brennstoffreste in die Abgasanlage.

Im Leerlau:' der ':aschine werden nur kleine Brennstoff;.olken

in die Kammern gelangen, die dann durch an geeigneten Stellen

anüebrachten Zündkerzen zur Verbrennung gebracht werden.

somit ist die Bildune von giftigem Kohlenmonoxydgas gering.

(Im Gegensatz zum herkömmlichen Vergasermotor.)

Bei einer Drehung der Rotoren um 360 Grad kann man bei

entsprechender Schr-iglage und Formgebung der Schlitze h x v

zu folgenden WertE:n kommen

Nutzhub 143 Grad;

Gaswechsel 110 Grad;

Verdichter. 120 Grzd.

Claims

Patentansprüche: 1. Drehkugelmaschine mit 2 schrdg zueinanderstehenden Achsen des Stators (C), deren Vittellinien sich im Kugelmittelpunkt (z) treffen und ? Rotoren (A u. H), die mit ihren charakteristischen Ausschnitten kegelradihnlich ineinandergreifen und somit Kammern bilden, die bei der Drehung der Rotoren ihr Volumen andern, dadurch gekennzeichnet, da2 sich die äu3ere Kugelschale und der Kugelkern mit der gleichen Drehzahl drehen, wie die beiden Rotoren (A u. B).
2. Drehkugelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 bei Verwendung von Vergaserbrennstoff die Spülung der Kammern mit Luft (1. System) und die Brennstoff-Luftgemischzufuhr (2. System) getrennt durch je ein Kanalsystem erfolgt. (1. System: r - r; - Kammer - x bzw. y - v, 2. System: u - x - Kammer - x bzw. y - q.)