DE1601829C3 - Drehkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehkolben-Brennkraftmaschine mit einem einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden, von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantel, in welchem radial bewegliche Absperrschieber angeordnet sind, und einem innerhalb des Gehäusemantels sich drehenden Kolben mit achsfernen Zonen, die sich in gleitender Anlage an der Gehäusemantel-Innenwandung befinden.

Eine Drehkolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Gattung ist aus dsr FR-PS 953027 bekanntgeworden. Bei dieser Brennkraftmaschine werden die Absperrschieber unmittelbar von der Umfangsfläche des Drehkolbens gegen Federwirkung nach außen verschoben. Es arbeitet also die Kolbenumfangsfläche unmittelbar gegen di; Dichtleiste der Absperrschieber. Die von der Kolbenumfangsfläche ausgehende Stoßkraft setzt die Dichtleisten der bekannten Ausführung einem starken Verschleiß aus.

Hiervon ausgehend ist es daher die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, die gattungsgemäße Drehkolben-Brennkraftmaschine derart weiterzubilden, daß die Reibungs- und Druckverhältnisse im Bereich zwischen dem Kolben und dem Absperrschieber verbessert werden, um die Wärmebelastung bzw. die Reibungsverhältnisse so günstig wie möglich zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben an beiden Stirnwänden jeweils einen ringförmig ausgebildeten exzentrischen Ansatz aufweist, der in einer Nut des benachbarten Seitenteils geführt ist und einen Stößel abstützt, der an den axialen Enden der ebenfalls in den Seitenteilen geführten Absperrschieber als Radialfortsatz ausgebildet ist.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß die Reibungsverhältnisse am Absperrschieber infolge der besonderen Ausgestaltung des Kolbens mit den seitlichen Ansätzen sowie durch die am Absperrschieber selbst vorgesehenen radialen Fortsätze als Stößel entscheidend verbessert werden. Der Anpreßdruck zwischen dem Absperrschieber und dem Drehkolben wird nicht mehr von der Stirnseite und damit der Dichtleiste des Absperrschiebers aufgenommen, sondern durch die seitlichen Ansätze bzw. die Stößel. Zusätzlich kann die dort durch Reibung entstehende Wärme leicht abgeführt werden, da es keine Schwierigkeiten bereitet, außen am Gehäuse eine Kühlkammer vorzusehen.

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. i einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Drehkolben-Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die gleiche Brennkraftmaschine und

Fig. 3 im vergrößerten Maßstab den Absperrschieber mit dem radialen Fortsatz als Stößel in der zugehörigen Tasche.

Der Motor besteht im wesentlichen aus drei zusammenwirkenden Teilen:

is a) einem Gehäuse 1 in Form eines Zylinders mit kreisrundem Querschnitt;

b) einem Kolben 2 mit exzentrischem Profil;

c) einer Gruppe von fünf radialen Absperrschiebern 3, die im gleichen Abstand voneinander im

Gehäuse verschiebbar gelagert sind.

Von dem exzentrischen Profil A-B-C-D-E-F des Kolbens 2 stellen die Abschnitte A-F und C-D zwei Kreisbogenschnitte dar, die verschiedene Radien vom Mittelpunkt O haben, der auch den Mittelpunkt des Gehäuses bildet. Die Abschnitte A-B-C und D-E-F weisen voneinander unterschiedliche Krümmungen auf.

Die gesamt«*. Umfangslinie dieses Profils stellt eine Reihe von Kurvenabschnitten mit veränderlichen Radien dar (außer den beiden kreisbogenförmigen Abschnitten), und zwar so, daß die größte Entfernung der Kurve D-E-F vom Gehäuse größer als die größte Entfernung der Kurve A-B-C vom Gehäuse ist und die Länge der erstgenannten Kurve größer ist als die der letztgenannten. Die Kurve A -F liegt an der Innenfläche des Gehäuses an, während die innere Kurve C-D einen gewissen Abstand von dieser Fläche aufweist.

Der Kolben 2 ist zwischen den beiden Seitenteilen

frei drehbar gelagert und mit der Motorwelle 11 fest verbunden. Innerhalb des Kolbens 2 befindet sich die Einlaßkammer 5 und die Auslaßkammer 6, die auf der zylindrischen Außenfläche des Kolbens 2 die öffnung 7 bzw. 8 aufweisen und von denen die erstere seitlich des Kolbens mit der an einer der Stirnwandung des Kolbens offenen Ansaugöffnung 12 und die andere mit der Auslaßöffnung 13 an der entgegengesetzten Wandung des Rotors in Verbindung steht. Der Kolben 2 ist ferner mit den getrennten Kühlkammern 14 versehen, die mit den axialen Kanälen 15 in der Motorwelle 11 in Verbindung stehen. Die Kühlung in den Kühlkammern 14 kann unterschiedlich geregelt werden.

Von jeder Stirnwand des Kolbens 2 steht ein ring-

förmiger exzentrischer Ansatz 16 vor, dessen in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie m angedeutete Außenfläche exzentrisch zum Profil des Kolbens verläuft, während seine in Fig. 1 durch den gestrichelten Kreis η angedeutete Innenfläche zylindrisch, jedoch mit kreisrundem Querschnitt verläuft.

Das Gehäuse 1 weist Seitenteile auf, die seine Länge begrenzen, und besitzt in dem zylindrischen Teil fünf rechteckige Schlitze 4, die im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind und parallel zur

b5 Motorwelle verlaufen. Die Länge der Schlitze 4 ist größer als der Abstand zwischen den Seitenteilen, weil sie hier Aussparungen 9 bilden, die sich in Richtung zur Meterweile 11 fortsetzen.

In den Seitenteilen befinden sich ferner Nuten 17, die zur Aufnahme der exzentrischen ringförmigen Ansätze 16 dienen, die seitlich von den Stirnwänden vorstehen und die axiale Länge des Kolbens 2 begrenzen.

Außen am Gehäuse 1 sind an den Schlitzen 4 rechteckige sich in radialer Richtung erstreckende Taschen 18 zur Aufnahme der Absperrschieber 3 angebracht.

Ein Seitenteil des Gehäuses 1 steht gegenüber der Ansaugöffnung 12 mit dem ringförmigen Ansaugsammelkanal 19 in Verbindung, der sich an die Ansaugleitung 20 anschließt, die vom Vergaser kommt. Das andere Seitenteil, das der Auslaßöffnung 13 gegenüberliegt, steht mit der Auslaßsammelleitung 21 in Verbindung, die sich an die Auslaßleitung 22 anschließt.

Die Absperrschieber 3 sind in den Schlitzen 4, den entsprechenden Taschen 18 und den Aussparungen 9 untergebracht und bewegen sich darin in radialer Richtung zur Mitte hin und umgekehrt. Ihr von dem Schuh 23 gebildeter Innenrand schleift dauernd auf der Oberfläche des sich drehenden Kolbens. Durch die Absperrschieber 3 wird der zwischen Kolben und Gehäuse befindliche Arbeitsraum in fünf Arbeitskammern unterteilt. Die Verschiebung der Absperrschieber 3 während der Bewegung des Kolbens wird durch die exzentrischen Ansätze 16 gesteuert (Fig. 2), die auf die Stößel 25 einwirken, die durch zwei seitliche Verlängerungen der Absperrschieber gebildet werden und in den entsprechenden radialen Aussparungen 9 verschiebbar geführt sind. Die Absperrschieber 3 ihrerseits sind durch Federn 24 beaufschlagt (Fig. 3).

Im zylindrischen Teil des Gehäuses 1 sind in der Nähe der Absperrschieber 3 fünf Zündkerzen 10 angeordnet.

Die Arbeitsweise der Maschine ist wie folgt:

Angenommen, daß sich der Kolben 2 in Uhrzeigerrichtung dreht, dünn wird das vom Vergaser kommende Brennstoff-Luft-Gemisch das durch die Ansaugleitung 20 in den ringförmigen Ansaugsammelkanal 19 fließt, durch die Ansaugöffnung 12 des Kolbens in die Einlaßkammer 5 gefördert. Von dort gelangt das Gemisch über die öffnung 7 in die Ansaugkammer, womit die Ansaugphase beginnt, die beendet ist, wenn sich der Punkt B in Drehrichtung an dem nächsten Absperrschieber befindet, weil dann die Verbindung mit der Einlaßkammtr 5 unterbrochen wird.

In dieser Stellung beginnt in der Arbeitskammer zwischen dem Punkt B und dem nachfolgenden Absperrschieber die Verdichtungsphase, die durch die allmähliche Verringerung des Volumens der Arbeitskammer im Bereich B-C herbeigeführt wird und endet, wenn die Arbeitskammer, also die Verdichtungskammer, den kreisförmigen Kranz C-D einnimmt. Jedesmal, wenn der Punkt D an einem Absperrschieber 3 vorbeikommt, wird durch die danebenliegende Zündkerze 10 die Zündung des Gemisches in dem kreisförmigen Bereich C-D bewirkt. Die Arbeitskammer, die sich in diesem Augenblick in dem Bereich C-D befindet, bildet die Brennkammer.

In der Arbeitskammer im Bereich D-E erfolgt die Expansionsphase, die unter einer allmählichen Vergrößerung des Volumens vor sich geht. Während dieser Phase wirkt der Druck der verbrannten Gase auf den Kolben mit einer resultierenden Kraft ein, die nicht durch die Achse geht, wodurch ein starkes Drehmoment erzeugt wird.

Die Auspuffphase erfolgt in der als Ausstoßkammer wirksamen Arbeitskammer, die nachfolgend dem Bereich E-F gegenüberliegen, in dem sich die öffnung 8 befindet, durch die die verbrannten Gase abgeführt werden, die durch die Auslaßkammer 6, Auslaßöffnung 13, ringförmige Auslaßsammelleitung 21 und Auslaßleitung 22 austreten.

Somit erfolgt in jeder Arbeitskammer gleichzeitig

die Phasenfolge, so daß bei jeder Umdrehung des Kolbens fünf vollständige Arbeitszyklen ausgeführt werden.

Zu beachten ist, daß das Volumen der Arbeitskammer in der Expansionsphase größer als in der Ansaugphase ist, woraus sich eine bessere Ausnutzung der Expansionskraft der verbrannten Gase ergibt, die vollständig abgeführt werden, da kein nachteiliger Raum vorhanden ist, so daß der volle Wert der Ansaugung erhalten bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drehkolben-Brennkraftmaschine mit einem einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden, von Seitenteilen begrenzten Gehausemantel, in welchem radial bewegliche Absperrschieber angeordnet sind, und einem innerhalb des Gehäusemantels sich drehenden Kolben mit achsfernen Zonen, die sich in gleitender Anlage an der Gehäusemantel-Innenwandung befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) an beiden Stirnwänden jeweils einen ringförmig ausgebildeten exzentrischen Ansatz (16) aufweist, der in einer Nut (17) des benachbarten Seitenteils geführt ist und einen Stößel (25) abstützt, der an den axialen Enden der ebenfalls in den Seitenteilen geführten Absperrschieber (3) als Radialfortsatz ausgebildet ist.