DE1601803A1

DE1601803A1 - Umlaufende Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1601803A1
Application number: DE19681601803
Authority: DE
Inventors: Mican Canic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-01-30
Filing date: 1968-01-30
Publication date: 1970-12-17

Description

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Mican O A N I ö
MÖHLHOPIN BEI ÜBERLINGEN .

Umlaufende Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine umlaufende Brennkraftmaschine mit feststellendem Brennraum und darin umlaufendem Zylinderkörper, der durch radial wirkende Schieber zyklisch verschieden grosse Abteile des freien Gehäusevolumens abteilt.

Bei einer bekannten derartigen Maschine stellen die Schieber durch Verbrennungsgase in üblicher Weise angetriebene Kolben dar, deren äußere freie Enden ihre Kraftwirkung mittels Rollen auf die Innenwandung eines unrunden Gehäuses Übertragen. Diese Maschine ist sowohl im Aufbau, als auch hinsichtlich der Brennstoffzufuhr, Kühlung und Kraftübertragung besonders kompliziert und störanfällig»

Die Erfindung hat sich die Aufgäbe gestellt, eine umlaufende Brennkraftmaschine mit einfach aufgebautem und gelagerten Rotor zu bauen, die ohne angetriebene Kolben arbeitet.

ITach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Zylinderkörper, der gegenüber den Seitenwandungen des Gehäuses mittels spiralförmig verlaufender Dichtungsringe abgedichtet ist, zur Durchführung eines thermischen Kreisprozesses exzentrisch in einem kreisförmigen Gehäuse gelagert ist und durch seine kraftschlüssig gegen die Zylinderwandung des Gehäuses bewegten

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Schieber das zwischen je zwei aufeinander folgenden Schiebern angesaugte Brennstoff-Luftgemisch über den Kompressionsabschnitt, den Zündpunkt, den Expansionsabschnitt bis zum Auslass befördert. Zweckmässig weist der Zylinderkörper eine exzentrisch angeordnete innere Laufbahn auf, mittels deren er auf einer ortsfest und zentral montierten Tragscheibe rotierbar ist.

Die Schieber können in diese eingesetzte U-förmige Dichtungen aufweisen, die zusätzlich mit federnden Dichtungsleisten versehen sind, zweckmässig so, daß die Dichtungsleiste einen T-förmigen Innenteil und einen schienenförmigen Außenteil besitzt, von denen wenigstens die Außenfläche des Stegee des T-Profiles konvex gewölbt ist und beide Teile mittels einer Riefelung oder Verzahnung und zusätzlicher Mittelverschweißung elastisch miteinander verbunden sind. Ferner können die Schieber zur Verbesserung der Abdichtung als Doppelschieber ausgebildet sein, deren einer am inneren Ende einen Kurvenhebel angelenkt hat, der mit seiner Kurve das innere Ende des parallelen Schiebers so umfasst, daß beide Schieber beim Umlaufen des Rotors über eine Rolle des Kurvenhebels gegen die Gehäusewandung gedrückt werden.

Da Mittelpunkt von Rotor und Gehäuse nicht zusammen fallen, erhält die Tragscheibe zur Erzielung einer gleichbleibenden Dichtwirkung der Schieber gegenüber der Gehäusewandung zweckmässig im oberen und unteren Bereich Abplattungen.

Bei einer weiteren Lösung ist der gegenüber der Gehäusewandung abgedichtete Zylinderkörper (Rotor) zentral in einem im weaent- ..: lichen vier Kreisbogen aufweisenden angenähert ovalen Gehäuse gelagert, dessen Innenwandung in Richtung des kürzeren Durohmessers mit geringem Abstand parallel zum Zylinderdurchmeseer und in Richtung des längeren Durchmessers mit grösserem Abstand, aber gleichem Radius_r verläuft, während die Schieber radial kraftschlüseig gegmn die innere Gehäusewandung gedrückt werden. Statt gerade können die Schieber auch bogenförmig

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ausgebildet sein oder als Doppelschieber aus jeweils zwei
parallelen Kurvenstücken bestehen, die in der Mitte kreuzweise
Überlappt sind.

Die vorgeschlagene Maschine kann in gleicher Ausführung auch als
Verdichter, gegebenenfalls entsprechend der Anzahl der Abteile
mit mehreren Ansaugöffnungen, verwendet werden. Ein derartiger
Verdichter kann zur Verbesserung der Aufladung der Brennkraftmaschine nach der Erfindung mit dieser auf einfache Weise zu
einer konstruktiven Einheit vereinigt werden.

Auf der Zeichnung sind Ausftthrungsbeispiele der Erfindung dar- \ gestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine Brennkraftmaschine
nach der Erfindung

Pig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Pig. I j

Pig. 3 einen lotrechten Schnitt durch zwei zusammengebaute | Aggregate, deren linkes als Motor, deren rechtes als _; Ladeverdichter arbeitet \

Pig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 bzw» 4' - 4^f der Pig. 3 ?

Pig. 5,6 Darstellungen entsprechend Pig* 1 und 2 mit doppelt

wirkenden Schiebern \

Fig. 7,8 Darstellungen entsprechend Pig. 1 und 2 einer Aus- \ führung mit ovalem Gehäuse

^r Pig. 9, 10 eine Ausführung entsprechend Pig. 7,8 mit bogenförmigen Schiebern

Pig. 11, 12 eine Ausführung entsprechend Pig. 9, 10 mit bogenförmigen Doppelsehiebern

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Pig. 13 eine Draufsicht auf einen Doppelschieber der Ausführung der Fig. 11, 12

Pig. 14»15»Γ6 eine Seiten- und Vorderansicht einer Tragscha.be mit oberer und unterer Abplattung nebst geometrischer Erläuterung

Fig.17 bis 21 Darstellungen der Schieberstellungen während des Ablaufes eines Kreisprozesses·

Fig.22,23,24 U-förmige Dichtleiste für Schieber in Seitenansicht und Schnitten nach Linien 23 - 23 und

24 - 24. . *

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Beim Beispiel der iig;. 1 ist in einem zylinderförmigen Gehäuse 1
als Rotor ein umlaufender Zylinderkörper 2 kleineren Durphmessers
exzentrisch gelagert. Dies erfolgt so, dass der Zylinderkörper 2
eine innere exzentrische laufbahn 3besitzt, mittels deren er
auf einer zentral" im Gehäuse 1 angeordneten Tragscheibe 4 rotieren ; kann, die ortsfest mittels einer Achse 5 in der einen Seitenwand [ 6 des Gehäuses 1 gelagert ist. Um den Rotor 2 auf seine Tragacheibe 4 aufsetzen zu können, ist er wenigstens zweiteilig ausgeführt. Eine mögliche Trennfuge ist bei 7 in Fig# 1 angedeutet. ;

Die Schmierung von Exzenterlaufbahn 3 und Tragacheibe 4 erfolgt j über den ölzufuhrungskanal 8,; die Ableitung über die Kanäle 9, 10 ! in die seitlichen Hohlräume 11,, 12 des Gehäuses 1. -In Höhe des
Auslaufes dieser Kanäle sind besondere Ölabweisringe 15 vorgesehen, ! die verhindern sollen, dass das Öl radial über die im Rotor nahe , der Peripherie eingesetzten Dichtungsleisten. 14, 15 in den Arbeits- } raum 16 rings um den Rotor 2 eindringen kann» Um eine besonders
wirkungsvolle Abdichtung der Seitenwände 17 des Rotors 2 gegenüber den Seitenwänden des Gehäuses 1 zu erreichen, werden die
Dichtungsleisten 14» 15 (]?ig» 1) zweckmassig nicht ringförmig,
sondern entsprechend fig. 2 aus Bogenstüoken 18 spiralförmig zusammengesetzt»

Zur Durchführung des Kreisprozesses (Ansaugen, Komprimieren, j Zünden/Expandieren, Auslassen) sind im Rotor 2 gleichmässig ver- j teilt (im Beispiel β) radiale Schieber 19 vorgesehen, die mit 1 ihren inneren Enden 20 auf. der Tragscheibe 4 aufliegen und durch
diese so gesteuert werden, dass sie beim Umlaufen des Rotors 2
kraftschlüssig gegen die Zylinderwandung des Gehäuses 1 bewegt | werden. Die Zylinderwandung des Gehäuses besitzt bei 21 den Ein- | lass, bei 22 die Zündung, bei 23 den Auslass»

Die Arbeitaweise ist nun so, dass das· über den Einlass 21 in den
freien Raum 24 zwischen den beidsn oberen Schiebern ig*, 1.9" an- ^:
gesaugte Gemisch b©i Eotation des ZjlinderkSrpera -2 im Sinne des .
Pfeiles 24 der fig» 2 ent3preohencl der Abnahme das freien

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zwischen* Zylinderkörper 2 und Gehäuse 1 zunehmend komprimiert wird, und zwar etwa während einer halben Umdrehung, bis bei 22 gezündet und die Expansions- bzw. Arbeitsphase eingeleitet und schliesslich die Rückstände bei 23 ausgestossen werden.

Zur Abdichtung der Schieber 19 an ihren Stirn- und Seitenkanten gegenüber den anliegenden Wandungen des Gehäuses 1 dienen in die Schieber eingesetzte tJ-förmige Dichtungen 25, die zusätzlich an ihren Stirn- und Seitenkanten mit federnden Dichtungsleisten 26 versehen sind. Eine gute feder- und'Dichtwirkung kann mit einer zweiteiligen Dichtungsleiste entsprechend fig. 22-24 erzielt werden, indem auf einen I-förmigen inneren Teil 60 der Dichtungsleiste 26 ein die eigentliche Abdichtung übernehmender sciiienenf örmiger Aussenteil 61 aufgebracht wird. Die Aussenf lache 62 dea Steges des !-Profiles 60 ist zweckmässig etwas nach innen konvex gewölbt und ebenso wie die Innenfläche des Aussenteiles 61j die entgegengesetzt gewölbt sein kann, mit einer Riefelung oderVerzahnung 63 versehen* Beide Seile 60 und 61 werden in der Mitte ihrer Berührungsflächen zusätzlich verschweisst. Mit 65 ist eine zwischen Schieber 19 und. Steg der XJ-förmigen Dichtungsleiste 26 eingesetzte Blattfeder bezeichnet, Die TT-förmigea. Abdichtungen können zur besseren federung in den inneren Übergängen von Steg und Schenkeln mit Einschnitten: 27 versehen oder auch mehrteilig ausgebildet sein (lig. 22).

Zur Erhöhung des angesaugten. (Jasvolumens kann dem beschriebenen Motor ein nach dem gleichen Prinzip gearbeiteter und arbeitender Verdichter 30 (fig*· 3-und 4) vorgeschaltet werden. Der Verdichter 30 besitzt im Beispiel drei Einlasse 31» 32, 33-un4 einen Auslass 34-a -der- mit· dem Einlass 21 das Motorgehäuses 1 verbunden iat* Motor und Verdichter können entsprechend flg.3 auf.einfache und kompakt® W@ise. susammengebairt werden«

Zur besseren Abdichtung können statt der einfachen. Schieber-19 ■-. ·.. beim Beispiel dar^: fig* I₁ 2 3#weils Doppölschieber 35, 35 «nt* ; sprechend fig* 5V 6- Voygesohea, werden» gweekmassig geschieht

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bo, dass am* inneren Ende des einen Schiebers 55 ein Kurvenhebel 37 ·-■ angelenkt ist, der mit der Kurve.56 seines freien Endes das mit einer entsprechenden Kurve 39 versehene innere Ende des parallelen Schiebers 36 so umfasst, dass beide Schieberteile 35, $& beim Umlaufen des Rotors 2 stets gleich stark gegen die innere Wandung des Gehäuses 1 gedrückt werden«Dies wird dadurch bewirkt, dass die Tragscheibe 4 nicht mehr unmittelbar die inneren Enden des Doppelsehiahers 35, 36 steuert, sondern auf eine Holle 4-0 im Kopfteil des Kurvenhebels 37-einwirkt, so dass der eine Teilsohieber ■55 direkt über einen Gelenkzftpfen 41* der andere ieilschieber 36 indirekt Über die Kurve 38 Sea KurveBhebels 37 betätigt wird. Bei der Auaftthrung der Fig. 6 eind zwei Einlasse 31, 32 und ein Auslass 34 gezeichnet, sie dient als Verdichter, kann jedoch in entsprechender Al
Motor laufen.

sprechender Abänderung genau wie die frühere Ausführung auch als

lie erläutert, werden die Schieber 10t zwangsläufig durch die iragsoheibe 4 gesteuert* Wegen 4er exsentrischen !lagerung des Eotors 2 fallen die Mittelpunkte #2, 43 "^n Sehäuse 1 und ÜJragscheibe 4 äinerseits und Botor 2 andererseits nicht zusammen· ¥m während des Un&aufes des Hotors einen stets gleichbleibenden Änpressdruck dei? Schieber 19 au erreichen» muss die !Eragscheibe entsprechend

DarstellitTigeii der Eig« 14, 15-, 16 im oberen und unteren Bereich ' i4_f 4§^verhalten*

Bei de» Abänl^rusig nach Fig* T* 8 ist der umltitifende Zylinderkörper 2 zentral ±n einem aagenghert oTalen Gehäuse 45 angeordnet, das vier Kreisbogen 46» 47 wiiä 48* 49 aufweist und dessen InneBwandung in Eichtung des kürzeren Burchaiessers mit geriagea Abstand parallel zum gylinder^^o und in Riöhtung des lSageren Durchmessers mit grösseröm Abstand aber gleichem Eadius verläuft· In diesem Beispiel Bind sur Abtrennung der Arbeitsräume wahrend des Kreis« processes \^yier radiale Schieber 50 im Abstand Tön 90° im Eotor 2 vorgesehen % die wiederum a«rangsl§uf ig gesteuert, d.h· mit dem erforderlichen Abdichtdruek ötlnöig gegen d^e Inneiiwandumg des Sehäusea 1 gedrückt werden· Dies geschieht durch zwei auf den

Zapfen 51ι 52 im Rotor 2"symmetrisch gelagerte doppelarmige Kipphebel 54, indem "beim Umlaufen des Rotors in Richtung des Pfeiles 55 der Fig. 7 der obere linke Schieber 50* den zugehörigen Kipphebel 54-^f im Uhrzeigersinn verschwenkt und dadurch den linken unteren Schieber 50" in dem Masse nach aussen drückt, als er selbst durch die obere Gehäusewandung nach innen gepresst wird. Der Einlass liegt wiederum bei 2I₁ der Auslass bei 23» die Zündung erfolgt bei 22. Im übrigen läuft der Kreisprozess wie beim vorhergehenden Beispiel ab.

Die einseinen Arbeitsphasen des Kreisprozesses sind in den Fig. 17-bis. 21 dargestellt» Der Einlass ist wiederum mit 21 bezeichnet, der Zündpunkt mit 22, der Auslass mit 23« Aus der vergrosserten Darstellung der Fig. 21 ist zu ersehen, dass während der Bewegung des Schiebers 50 längs des Kreisbogens 'Ε der Crenäusewandung der Abstand B zwischen, dieser und dem Rotor konstant bleibt, das gleiche gilt für den Abstand b während der entsprechenden Bewegung des entgegengesetzten Schieberendea auf dem Kreisbogen 1 mit gleichem Radius. Während der Bewegung des Schiebers 50 auf den Kreisbogen L und 1 "bleiben beide Schieberenden daher in radialer Richtung in Buhe« Wesentlich ist jedoch, dass Über den ganzen Bereich des Kreisbogens L eine praktisch gleichbleibende Expansion erhalten wird.

Die Schieber 50 könaen statt gerade auch entsprechend Mg» bogenförmig ausgebildet sein, ferner zur weiteren Verbesserung der Abdichtung entsprechend iig* 11 bis 13 aus jeweils zwei paralle* len Kurvensttlcken 71 * 72, die in der Mitte bei %3 kreuzweise überlappt sind, wodurch eine besondere elastische und sichere Abdichtung erhalten wild.

Zur Abdichtung gegenüber den Grehäusewandungen sind in die Schieber 50, wie beim fHUieren Beispiel, Ü-förmige Dichtungen. 25 eingenetzt, die wiederum zusätzlich an den Stirn- und Seitenkanten mit federnden Dichtungals?⁵'»ten 26 versehen sind«

0 0 9 8 5,1../ 0,6 2 1 patlhtakfbpruche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1) Umlaufende Brennkraftmaschine mit feststehendem Brennraum und darin umlaufendem Zylinderkörper, der durch radial wirkende Schieber zyklisch verschieden grosse Abteile des freien Gehäusevolumens abteilt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (2), der gegenüber den Seitenwandungen des ^;j Gehäuses (1) mittels spiralförmig verlaufender Dichtungsringe j abgedichtet ist, zur Durchführung eines thermischen Kreisprp- J | zesses exzentrisch, in einem kreisförmigen Gehäuse (1) gelagert ! ist und durch seine kraftschlüssig gegen die Zylinderwandung des Gehäuses bewegten Schieber (19) das awischenje zwei aufeinander folgenden Schiebern bei (21) angesaugte Brennstoff-iuftgemisch über den Kompressionsabschnitt, den Zündpunkt (22), den Expansionsabschnitt bis zum Auslaß (23) befördert.

2) Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (2) eine exzentrisch angeordnete innere Laufbahn (3) aufweist, mittels deren er auf einer ortsfest und zentral montierten Tragscheibe (4) rotierbar ist.

3) Umlaufende Brennkraftmaschine mit feststehendem Brennraum und darin umlaufendem Zylinderkörper, der durch radial wirkende Schieber zyklisch verschieden grosse Abteile dea freien Gehäusevolümens abteilt, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenüber der Gehäusewandung abgedichtete Zylinderkörper' (2) zentral in einem im wesentlichen vier Kreisbogen (46*~ 49) aufweisenden angenähert ovalen Gehäuse (45) gelagert iat, dessen Innenwandung in Richtung des kürzeren Durchmessers mit geringem Abstand parallel zu» ZylinderdüreUmesser und in Richtung des/ ^ längeren Dttifohmessers mit grösserem Abstand, aber gleichem Radius, verläuft, während die Schieber (50) kraftschlüssig gegen die -inne·* 3?e Gehäusewandung gedrückt werden»

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4) Brennkraftmaschin· naoh einem der Anspruch· 1, 2 oder 3» dadurch gekennzelohnet» dass die Sohieber (19) eingesetzt· V-förmige Dichtungen (25) aufweisen, die zusätzlich «η ihren Stirn- und Seitenkanten mit federnden Diohtungsleieten (26) versehen

5) Brennkraftmaschine naoh Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsleiste (26) einen T-förnigen Inneren feil (€0) und einen eohienenförmigen Husseren.Teil (61) besitzt, Ton denen wenigstem die Auasenfläohe (62) de« Steg·· de» 3-Profils (60) konvex gewölbt iet und beide felle (6O₉ 61) Mittels einer Riefelung oder Verzahnung (63) und zusätzlicher Mittelverichweissung (64) elaetieoh miteinander verbunden sind«

6) Brennkraftmaschine naoh Anspruch 3» dadurch gekennaeiohnet, dass die !feuerung der Sohieber durch eynmetrieoh zwischen je awei benaohbarten Schiebern (50*, 50") auf den Zapfen(51 bsw« 52) gelagerte doppelaraige, eioh entgegengesetzt beeinflussende Kipphebel (54, 54^f) bewirkt wird.

7) Brennkraftaas chin· nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet» dass die Sohieber (50) bogenförmig ausgebildet sind·

8) Brsnnkraftäaeohine naoh Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (50) als Doppelschieber aus jeweils zwei parallelen lurreitttücken (71, 72) bestehen, die in der Mitte (73) kreuzweise überlappt sind« ,

9) Bfjimakraftaaaohine naon Anspruch I^ dadurch gekennaelehnet, dass die flohieber (19) als Doppelaohieber (35, 36) ausgebildtt eind, deren mlWfa W) am inneren Snde eine« Sixrrenhelael (37) angelenkt hut, der Äii seiner Kurve (39) das innere Uade des Par al IeI-aohieber» (^i) eo umfassfc, daea beide Sehieler (35, 3*) fceia umlaufen des Äotors: (2) Über eine Helle (40) des Kiirvextk^lels; (T!)^'\ gegen die ijeltlus·wandung gedrückt werden. .■ -

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10) Brennkraftmaschine aaen Anspruch 1, äacturoh gekennzie ietine t, dass äie Tragscheibe (4) lia obei^eia uad üntireti Bereich Abplat1»uii-

11) BrennkraftmaBöliiBe nach iiiBpruöh 1 oder 3_f clacluroh gelcenaaelehnet, dass te 1 Verwendiuag der Vorrichtung als Verdiohter mehrere Anaaugöffmingen (21) vorgesehen sindi"

12} Brennkräftimaeohiiie nach Änspruöh 1 woM &L, dadurch gekenn- «eiohnet, dass eine als liaaeyerdich-ber arbeitende entsprechende
Vorrichtung mit dem ale TEbrennkraftmaiiöhiner aridifiienden Aggregat
zu einer konstruktiyen^ llfiHeit zusammengei>au1r is-t (fig* 3)«