DE1810346A1 - Segmentkammer-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• B e s c h r e i b u n g Segmentkammer - Brennkraftmaschine Gegenstand der Erfindung ist eine Brennkraftmaschine nach dem an sich bekannten Drehkolbenprinzip, bei welchem in einem Umschließungskörper (Gehäuse) ein mit@lerer großer und zwei kleinere ihn Uberschneidende Kreiszylinder (Widerlager) angeordnet sind. Hierbei sind auf der Aussenfläche des sich im mittleren Kreiszylinder drehenden Läufers zwei oder drei zahnartige Vor sprünge angeordnet; deren Größe entsprechend sind in den zwei auf dem Aussenmantel in entgegengesetzter Richtung und in abdichtender Berührung laufenden Widerlagern ein- oder zwei Aussparungen, welche die zahnartigen Vorsprünge umschleusen.
• Es sind bereits Drehkolbenbrennkraftmaschinen dieser Bauart bekannt, die sich hauptsächlich durch verschiedene Lösungen der Brennstoffzuführang und Anordnung der Verbrennungskammern von einander unterscheiden. r die Kühlung der Maschine waren fast ausschließlich Wasser- bzw. Flüssigkeits-Kühlsysteme im Umschließungskörper vorgesehen. Hierbei wurde in ungenügender weise an die infolge der weitgrößeren Erwärmung im rotierenden @äufer auftretende Ausdehnung u. der damit verbundenen Abdicht-@@@bleme gedacht. Umgehungskanäle sowie erweiterte Hilfsbrenn-@ammern und evtl. zwischen diesen angeordnete Einlaßventile @önnen @urch nachglühende Verbrennungsrückstände eine vorzeitige Zündung des zugeführten Gas-Luft-Gemisches auslösen und somit die ganze Maschine ausser Betrieb setzen. Andererseits bleiben in solchen Kanälen und Hilfsbrennkammern verbrannte Gase zurück, welche mit den nachfolgenden Frischgasen wieder vermischt werden müssen, wodurch das Konzentrat des Brennstoffes abgesch schwächt wird. Darüberhinaus geht auch bei verschiedenen der bekannten Systeme ein kleiner Teil des komprimierten Gemisches zwischen Zahnvorsprung und Aussparung ungenutzt verloren. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, all die genannten @achteile durch hierzu geeignete Maßnahmen zu beseitigen. Demzufolge wird die gesamte Konzeption der Maschine dahingehend geändert, daß die Bezeichnung "Segmentkammer@Brennkraftmaschine" bzw.
• -Motor treffender ist, als die Bezeichnung "Drehkolben-@aschine", zumal man heute immer an die dreieckigen trochoidenförmigen und exzentrisch umlaufenden Kolben denkt, wenn von Drehkolben gesprochen wird.
• Demnach ergibt sich im einzelnen folgende Aufgabenstellung: 10) geringste Reibungsverluste bei maximaler allseitiger Abdichtung im Kompressions- und Explosionsraum 2.) stets gleichmäßiger Abdiehtdruek des Widerlagers gegen den Segmentkammer-Läufer 3O) gleichmäßige Kühlung der gesamten Maschine auf einfachste Art.
• 4.) vollständige verlustlose Zuführung des Brennstoff- Gemisches zur Explosionskammer mit ausreichender Durchwirbelg.
• 5.) Hohe Lebensdauer der gesamten Maschine durch leichten Austausch einfacher Verschleiß- und Dichtelemente.
• Binde der Erfindung gemäße beispielsweise Ausführungsform ist in den Zeichnungen dargestellt. Hierdrin zeigen: Fig. 1 s Grundriß Schnitt A - B Fig. 2 : Seitenriß Schnitt C - D Fig. 3 : Abdichtungselemente Zur Lösung der Aufgabe 1 ist der Läufer spulenförmig ausgebildet,. daß heißt, auf die Seitenflächen der inneren Trommel(1).
• ist beidseitig eine flache Scheibe (2) angeordnet. Die hierdurch gebildete, nach aussen offene ringförmige Hohlkammer wird durch zwei zahnartige Vorsprünge (3a + 3b), im folgenden "Kammmertrennwand" genannt, die um 1800 gegeneinander versetzt sind, in zwei halbkreisförmige Segmentkammern unterteilt.
• Die beiden einander gegenüberliegenden Widerlager ( 4 + 5) laufen mit ihrer Aussenfläche dicht anschmiegend und synchron auf der Trommel (1) des Segmentkammerlaufers.
• Der Gleichlauf wird durch drei Zahnrader (6) auf den Wellen ausserhalb des Gehäuses gewahrleistet.
• Im Innenmantel des Gehauses sind zwischen den zwei Widerlagern (4+5) zwei auswechselbare Segmente (7) eingelegt, die in ihren Seiten- und Stirnflachen Nuten haben zur Aufnahme der leichtgefederten AlEichtleisten (9+10). Diese stehen somit in leichter Beriihrung mit den Innenflachen der Scheiben (2) und den Laufflachen der Widerlager (4+5) wahrend die in den außeren Spitzen der Kammertrennwände (3) angeordneten Dichtleisten (12) durch Fliehkraft mit der Innenflache der auswechselbaren Segmente (7) in dichtender Berührung stehen.
• Die stirnseitig eingelegten Dichtleisten (9) bestehen jeweils aus zwei Teilen Fig. 3, die in ihrem mittleren Bereich einander überlappt sind und mit ihren ausseren Kanten genau wie die seitlichen Dichtleisten in einem Winkel von 450 mit diesen in dichtender Berührung stehen. Eine zwischen den Dichtleisten eingelegte Druckfeder (11) sorgt für allseitig gleichmäßigen Druck auch nach einer gewissen Abnutzung der Dichtleisten. Dies trifft sowohl fur den Kompressions- als auch für den Explosionsraum zu.
• Zur Lösung der Aufgabe 2 ist vorgesehen, die Widerlager (4+5) gefedert anzuordnen, wobei das Widerlager (4) so stramm mit einem Federpaket (13) gedrückt wird, daß diese dem maximalen Explosionsdruck incl. dem zusätzlich geforderten Sieherheitsdruck entgegenwirken. Wohingegen für das Widerlager (5) nur eine schwache Federung zur Uberwindung des Auspuffdruckes erforderlich ist.
• (Es können auch je nach Größe und Verwendungszweck ohne Änderung des Erfindungsgedankens andere Federungsmöglichkeiten gewählt werden.) Lösung der Aufgabe 3 Der trommelartige Segmentkammerlaufer erwöglicht die denkbar einfachste und zuverlassigste Kühlung 5 namlich die Luftkühlung.
• Da der spulenförmige Segmentkammerläufer dreiseitig zur Atmosphare offen sein kann, werden die zu seiner Stabilisierung notwendigen Verbindungsstege (14) zur Nabe (15) durch geeignete Schrägstellung gleichzeitig zu Ventilatorflügeln. Meh@re Durchbrüche (16) im Umschließungskörper und Segmentkammerlaufer dienen als Luftansaug- und Ableitungsöffnungen. Eine geeignete der Maschinenform entsprechende Luftleithaube (17) gewährleistet, daß die Maschine allseitig gleichmäßig von Kühlluft umströmt wird, Durch eine thermostatisch gesteuerte Bypassklappe (18) wird die Kühlluftansaugöffnung solange geschlossen, bis die Masch - ihre Betriebstemperatur erreicht hat, Alsdann erfolgt zwisch@n einem gewicsen Minimal- und Maximalwert eine proportionale Warmluftbeimischung, sodaß eine immer gleichbleibende Betriebstemperatur gewahrleistet ist.
• Lösung der Aufgabe 4: Um eine vollständige verlustlose Zuführung des Brennstoffgemisches zur Explosionskammer zu ermöglichen, ist das Widerlager (4) als Hohlkörper ausgebildet. Dieser Hohlraum dient zur Aufnahme des komprimierten Brennstoffgemisches.
• Die Aussparungen der Widerlager (4+5) sowie die zahnartigen Segmentkammer-Trennwande (3) sind in ihrer Form so aufeinander abgestimmt, daß in jeder Phase des Durchgangs ein möglichst kleiner Zwischenraum und zum Explosionsraum hin eine dichtende Berührung stattfindet.
• Das durch die gegentiberliegende Trennwand (3b) in den Kompressionsraum gesaugte Brennstoffgemisch wird nun durch die Trennwand (3a) komprimiert bis die Aussparung des Widerlagers in den Bewegungsraum der Trennwände tritt. Das komprimierte Gemisch wird nun durch mehrere Bohrungen (19) in der Aussparung (siehe Zeichnung Fig. 1) in den Hohlraum des Widerlagers (d) gedrückt, bis die obere Dichtleiste der Trennwand (3b) die Bohrungen passiert hat.
• dleser Stelle ist zwischen Aussparung und Trennwand kaum noch ein Wohlraum, wobei das Brennstoffgemisch fast restlos in das Widerlager gepresst wird. Nun strömt durch dieselben Bohrungen das Brennstoff-Gemisch in den sich @ildenden @erbrennungsraum. Nachdem die Au@@parung wieder aus dem Bewegungs @@u@ der Trennwan@e ausgetret@ ist, und zwi@chen beiden @aumen @in Druckausgleich s@a gefunden hat, @rfolgt bei einem Kompressionsverhältnis von ca. 1:7 die Zündung und damit der Arbeitstakt der Maschine.
• Jede Trennwand übt beim Passieren sowohl des Kompressionsraumes als auch des Explosions- oder Arbeitsraumes zwei Funktionen gleichzeitig aus. Während das im Kompressionsraum befindliche Verbrennunhsgemisch "vor" der Trennwand verdichtet und in das Widerlager gepreßt wird, bewirkt der hinter der Trennwand entstehende Unterdruck, daß neues Verbrennungsgemisch angesaugt wird Andererseits werden auch die verbrannten Gase von der Trennwand wahrend des Arbeitstaktes aus dem Explosionsraum ausgestoßen.

Claims (1)

1. Patentansprüche.

   Anspruch 1 Segmentkammer-Brennkraftmaschine ähnlich dem an sich bekannten Prinzip der Drehkolben-Brennkraftmaschine. Bei dieser ist in einem Gehäuse ein mittlerer, großer Ereis-Zylinder angeordnet, auf dessen äußerer Lauffläche zwei sich einander gegenüberliegende federnd gelagerte Widerlager in dichtender Beruhrung und entgegengesetzter Drehrichtung bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung geringster Reibungsverluste der mittlere Kreiszylinder spulenförmig ausgebildet ist, wobei der dadurch gebildete nach ausaen offene Hohlraum durch zwei (oder drei) Kammertrennwände in Segmentkammern unterteilt wird.

   Zur allseitigen Abdichtung der Ansaug- und Verbrennungskammern werden auf die InnenflEchen des Gehäuses je ein Segagent angeordnet, das gleichzeitig zur Aufnahme der Abdichtleisten (9+10) dient. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Abdichtdruckes, sind die in den Stirnseiten der Segmente eingelegten Dichtleisten in sich federnd ausgebildet. (Fig 3) Da die Enden aller Dichtleisten auf einen Winkel von 450 abgeschragt und diese miteinander in Berührung stehen, überträgt sich der Federdruck gleichmäßig auf alle Seiten.

   anspruch 2 Segmentkammer-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der spulenförmige Segmentkammerlaufer(1) dreiseitig zur Atmosphäre offen ist, und seine Verbindungsstege (14) zur Nabe (15) durch geeignete Schrägstellung gleichzeitig zu Ventilatorflügeln und Kühlrippen werden.

   Durch geeignete Offnungen im Umschließungskörper (Gehäuse) wird eine freie Luftumspülung ermöglicht.

   Anspruch 3 Segmentkammer-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2 das durch gekennzeichnet, daß das Widerlager (4) neben seiner kammertrennenden Aufgabe gleichzeitig zur Aufnahme und Umspülung des komprimierten Verbrennungegemisches als Hohlkammer ausgebildet ist. Durch mehrere an geeigneter Stelle in der Aussparung angeordnete Bohrungen (19) wird das Verbrennungsgemisch (in der Hohlkammer) aufgenommen und nach Durchgang der Trennwand wieder abgegebene Um einen in allen Phasen gleichmaßigen elastischen Abdichtdruck des Widerlagers gegen den Segmentkammerlaufer und dem Gehause zu erreichen, ist das Widerlager federnd gelagert In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 4313979 49539290 624728 Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 144 534