DE2022615A1 - Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart - Google Patents

Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart

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DE2022615A1
DE2022615A1 DE19702022615 DE2022615A DE2022615A1 DE 2022615 A1 DE2022615 A1 DE 2022615A1 DE 19702022615 DE19702022615 DE 19702022615 DE 2022615 A DE2022615 A DE 2022615A DE 2022615 A1 DE2022615 A1 DE 2022615A1
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rotary piston
rotary
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Josef Merz
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B2730/00Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing
    • F02B2730/01Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with one or more pistons in the form of a disk or rotor rotating with relation to the housing; with annular working chamber
    • F02B2730/018Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with one or more pistons in the form of a disk or rotor rotating with relation to the housing; with annular working chamber with piston rotating around an axis passing through the gravity centre, this piston or the housing rotating at the same time around an axis parallel to the first axis
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Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Palm Stuttgart-UntertÜrkheim k. Mai Ϊ97Ο Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit mindestens einem Kolben mit n+1 Ecken,
der sich auf einem Exzenter einer Exzenterwelle dreht und mit t seinen Ecken an einer Trochoide mit η Bogen entlanggleitet, die die innere Begrenzung eines Gehäusemantels darstellt, in dem mindestens ein Einlaßkanal und ein Auslaßkanal vorgesehen sind.
Bs ist bekannt, derartige Kreiskolbenmaschinen als Brennkraftmaschinen zu verwenden· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kreiskolbenaaschinen der genannten Art so einzurichten, daß sie als Dampfmaschinen benutzbar sind.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kreiskolbenmaschine als Dampfmaschine mit n-facher Beaufschlagung ausgebildet ist, wobei in der Nähe jedes Überganges zwischen den Bogen je ein Einlaßkanal und ein Auslaßkanal vorgesehen sind. "
Durch die Verwendung einer Kreiskolbenmaschine als Dampfmaschine werden neben den bekannten Vorteilen der Kreiskolbenmaschine, insbesondere dem Fehlen hin und her gehender Massen, und der Dampfmaschine, insbesondere der geringen Menge an schädlichen Abgasen, weitere Vorteile erreicht. So erreicht die Kreiskolbenmaschine wegen ihrer η-fachen Beaufschlagung eine sehr hohe spezifische leistung. Beispielsweise werden bei einem dreieckigen Kolben (n«2)
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ORIGINAL INSPECTED
- 2 - Palm BkkO/k
pro Umdrehung des Kolbene sech« Expansionstakte durchgeführt. Weiterhin wir4 die Kreiskolbenmaschine im Gegensatz zur Verwändung' als Brennkraftmaschine gleichmäßig thermisch belastet, da die Räume zwischen allen Bogen und dem Kolben als Expansionsräume dienen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind im uehäusemantel an sich bekannte Drehschieber angeordnet, die die Einlaßkanäle gegenüber Dampfzuleitungen und die Auslaßkanäle gegenüber Dampfableitungen öffnen und schließen. Damit kann auf einfache Weise die Dampfzufuhr und -abfuhr geregelt werden, wobei es möglich ist, durch entsprechende Auslegung, der Drehschieber die Dauer der Einströmung und den Beginn der Expansion festzulegen. -
Weiterhin können der Einlaßkanal und der Auslaßkanal, die in der Nähe eines Überganges zwischen zwei Bogen angeordnet sind, durch einen Drehschieber gemeinsam gesteuert werden. Dadurch wird die Anzahl der Drehschieber verringert, so daß die Kreiskolbenmaschine einfacher und billiger herstellbar ist.
Der Drehschieber kann als eine in einem Zylinder mit gleicher Drehzahl wie der Kolben sich drehende Walze ausgebildet sein, in der n+1 segmentartige Ausnehmungen angeordnet sind. Damit ist eine besonders einfache Ausführungsform des Drehschiebers erreicht, wobei durch die Breite de» Ausnehmungen sowie die Lage der Einmündungen von Einlaßkanal, Auslaßkanal, Dampfzuleitung und Dampfableitung in den Zylinder Beginn und Dauer von Einströmung und Expansion festgelegt werden können.
Zur Erreichung einer mehrstufigen Expansion des Dampfes können bei einer Kreiskolbenmaschine in Mehrscheibenausführung die Scheiben im Dampffluß zumindestens teilweise hintereinander geschaltet sein, wobei die nachgeschalteten Scheiben entsprechend der Zunahme des spezifischen Dampfvolumens in der Breit· und/oder der Anzahl zunehmen«
109848/0872 ■„ 3 .
·" · - 3 - Palm 8kkO/h
In der Abbildung ist als Ausfuhrungsbeispiel eine erfinduhgsgemäß ausgebildete Kreiskolbenmaschine mit einem dreieckigen Kolben (n=2) im Querschnitt dargestellt. Die Figuren 1 - 3 zeigen die Kreiskolbenmaschine während drei versclrbdener Phasen des Arbeitsprozesses.
Ein Kolben 1 mit drei Ecken 2,3,k dreht sich in Pfeilrichtung 5 auf einem Exzenter 6 einer Exzenterwelle und gleitet dabei mit seinen Ecken 2,3,^ an einer Trochoide 7 mit zwei Bogen 8,9. Die Trochoide 7 ist innerhalb eines Gehäusemantels 10 angeordnet. Ih der Nähe beider Übergänge der Rogen 7 und 8, im Ausftihrungsbei spiel also in der Nähe der kleinen Achse 11, gehen von der Trochoide 7 aus je ein Einlaßkanal 12, 13 und ein Auslaßkanal i4,T5 zu den % Zylindern 16, 17 zweier Drehschieber 18, 10t die im Gehäusemantel 10 angeordnet sind. Zu den Zylindern 16, 17 führen weiterhin Dampfzuleitungen 20, 21 und Dampfableitungen 22, 23, wobei die Strö- mungsrichtung des Dampfes durch die Pfeile 2k, 25 gekennzeichnet ist. In den Zylindern 16, 17 dreht sich je eine Walze 26, 27 mit gleicher Drehzahl und gleicher Drehrichtung (Pfeile 28, 29) wie der Kolben 1. In jeder Walze 26, 27 sind je drei segmentartige Ausnehmungen 30 bis 35 vorgesehen, Dadurch werden die Einlaßkanäle 12, 13 mit den Dampfzuleitungen 20, 21 und die Auslaßkanäle 1 *+, mit den Dampfableitungen 22, 23 während jeder Umdrehung der Walzen 26, 27 dreimal miteinander verbunden. Ein Überströmen von Dampf von den Dampfzuleitungen 20, 21 oder den Einlaßkanälen 12, 13 zu ^ den Dampfableitüngen 22, 23 oder den Auslaßkanälen Ih1 15 ist nicht möglich.
In Fig. 1 beginnt die Walze 26 die Dampfzuleitung 20 zu schließen „, die Dampfeinströmung in einen Arbeitsraum 36 zwischen dem Bogen der Trochoide 7 und dem Kolben 1 ist beendet und die Expansion in· diesem beginnt. Gleichzeitig öffnet die Walze 26 die Dampfableitung 22,- so daß in einem zweiten Arbeitsraum 37 entspannter
. - h 109848/087?
- k - Daim 8M0A
Dampf über den Auslaßkanal 15 und die Ausnehmung 31 ausströmen kann. Die Walze 27 hat die Dampfableitung 23 geschlossen, während sie den Einlaßkanal 13 öffnet, so daß in einen Arbeitsraum 3^t der sein kleinstes Volumen aufweist, Dampf einzuströmen beginnt.
In Fig. 2 hat der Arbeitsraum j6 nach einer Drehung des Kolbens um 30 sein größtes Volumen erreicht, die Dampfzuleitung 20 ist geschlossen, die Dampfableitung 23 beginnt sich zu öffnen und der Dampf aus dem Arbeitsraum 36 auszuströmen. Im Arbeitsraum 37 beginnt mit der Schließung der Dampfzuleitung 21 die Expansion. Aus dem Arbeitsraum 37 wird nach Öffnung der Dampfableitung
22 der Dampf ausgeschoben.
In Fig. 3 hat sich der Kolben 1 um weitere 30 gedreht. Im Arbeitsraum 36 wird nach vollständiger Öffnung der Dampfableitung
23 das Ausschieben des Dampfes fortgesetzt. Im Arbeitsraum 38 findet nach Schließung der Dampfzuleitung 21 die Expansion statt. Das Ausschieben des Dampfes aus dem Arbeitsraum 37 ist mit der Unterbrechung der Verbindung zwischen diesem und der Dampfableitung 22 durch die Walze 26 beendet, gleichzeitig beginnt die Füllung des Arbeitsraumes 37 mit der Öffnung des Einlaßkanals
Es ist möglich, die beschriebene Kreiskolbenmaschine ohne jede Änderung mit Sattdampf, überhitzten Dampf oder gespannten Gasen zu betreiben.
1 09848/081?

Claims (1)

  1. Ansprüche
    Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit mindestens einem Kolben mit ntl Ecken, der sich auf einen Exzenter einer Exzenterwelle dreht und mit seinen Ecken an einer Trochoide mit η Bogen entlanggleitet, die die innere Begrenzung eines Gehäusemantels darstellt, in dem mindestens ein Einlaßkanal und ein Auslaßkanal vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiskolbenmaschine als Dampfmaschine mit n-facher Beaufschlagung ausgebildet ist, wobei in der Nähe jedes Überganges zwischen den Bogen ($9) je ein Einlaßkanal (12;T3) und ein Auslaßkanal (l>;15) vorgesehen sind. "
    2. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäusemantel (1O) an sich bekannte Drehschieber (1-8,19) angeordnet sind, die die Einlaßkanäle (12, Ij) gegen-* über DämpfZuleitungen (20,21 ) und die Auslaßkanäle (iU,15) gegenüber Dampf ab leitungen .(22,2.3) öffnen und schließen.
    3. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal ( 1 2; 13) und der Auslaßkanal (ik;1f>)» ' die in der Nähe eines Überganges zwischen zwei Bogen (8,9) angeordnet sind, durch einen Drehschieber (18;19) gemeinsam gesteuert werden. J
    k. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (18; 19) als eine in einem Zylinder {16; 17) mit gleicher Drehzahl wie der Kolben (1) sich drehende Walze (26;27) ausgebildet ist, in der n+1 segmentartige Ausnehmungen (30,31,32;33,Jkt 35) angeordnet sind. : .
    109 848/087?
    - 6 -'■-' Daim
    5. Kreiskolbenmaschine in MehrscheibenausfUhrung nach Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben im Dampffluß zumindestens teilwoise hintereinander geschaltet sind, wobei die nachgeschalteten Scheiben entsprechend der Zunahme des spezifischen DampfVolumens in der Breite und/oder der Anzahl zunehmen.
    848/087?
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