DE260704C - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C3/00—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
- F01C3/02—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
260704 KLASSE 14 b. GRUPPE
ARTHUR AUGUSTUS BROOKS in ASHTON on Mersey, Chester, Groszbrit.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. März 1911 ab.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftmaschine
mit in ringförmigen, sich rechtwinklig schneidenden Kammern umlaufenden Kolben, von denen jeder als Widerlager für den andern
wirkt, und welche mittels Zahnradgetriebe auf eine einzige Welle wirken.
Von andern Maschinen dieser Gattung unterscheidet sich diejenige nach vorliegender Erfindung
dadurch, daß die senkrecht auf den
ίο Mittelebenen der Kammern stehenden Kammer-'
achsen sich in diesen Ebenen rechtwinklig schneiden und die Achse der Maschinen welle
durch den Schnittpunkt dieser Kammerachsen geht.
Ferner ist jeder Kolben zu beiden Seiten seiner in der Bewegungsrichtung liegenden
Mittelebene je mit einer Verzahnung versehen, und von den auf der Maschinenwelle sitzenden
zwei Zahnrädern kommt das eine auf der einen Seite der Wellenachse mit der einen
Verzahnung und das zweite auf der andern Seite dieser Achse mit der andern Verzahnung
des gleichen Kolbens in Eingriff, und zwar geschehen diese Eingriffe eines und desselben
Kolbens mit beiden Zahnrädern während der gleichen Umdrehung des Kolbens.
Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Die Fig. 1 bis 9 betreffen eine Maschine, die für ein unter konstantem Druck arbeitendes
Treibmittel, wie z. B. Dampf oder Druckluft, bestimmt ist. '
Die Fig. 10 bis 13 beziehen sich auf eine
für innere Verbrennung bestimmte Maschine, und zwar speziell auf eine solche, bei welcher
die Verbrennung für jede Ringkammer in einer besonderen Kammer stattfindet, die mit der
ersten durch Ventile verbunden ist.
Fig. ι stellt einen Längsschnitt der ersten Ausführungsform dar und Fig. 2 einen Querschnitt
nach der Linie z-z von Fig. 1. Fig. 3 ist eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten
Kolben; Fig. 4 und 5 sind schema1 tische Darstellungen der Kolbenstellungen in
Verbindung mit der Leitung des Treibmittels. Fig. 5 a zeigt die sich berührenden Enden
zweier Kolben; Fig. 6 und 7 sind Seiten- bzw. Vorderansicht der Kolben. Fig. 8 zeigt das
Getriebe zwischen Kolben und Treibwelle und Fig. 9 einen Grundriß des Einlaßsteuerschiebers.
Fig. 10 zeigt von der zweiten Ausführungsform einen Schnitt durch das Gehäuse, die
Ventile und die Verbrennungskammer. Fig. 11 ist eine Endansicht des Deckels der Verbrennungskammer
und der Ventile, Fig. 12 eine solche der Saug- und Auspuff Öffnungen, und
Fig. 13 zeigt die Kolben in ihren verschiedenen Arbeitsstellungen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 9 ist das Gehäuse aus vier Kugelsegmenten
i, 2, 3 und 4 zusammengesetzt. Die Enden des Gehäuses sind versenkt und mit geflanschten
Deckeln 6 und 7 ausgestattet, welche Büchsen 8 und 9 enthalten, die die Lager der
Triebwelle 10 bilden.
In dem Gehäuse befinden sich zwei ringförmige Kammern 16 und τη, deren Mittelebenen
senkrecht aufeinander stehen. Diese Mittelebenen fallen zusammen mit den Ebenen,
in welche die das Gehäuse bildenden Segmente aneinanderstoßen. Die beiden Kammern haben
den gleichen Durchmesser und einen gemeinsamen Mittelpunkt 18 und schneiden sich an
zwei einander diametral gegenüberliegenden
ίο Stellen.
Jede Kammer enthält einen Kolben 20 bzw. 21 mit einem Umfang von 180 ° (Fig. 6
und 7). An seinen Enden ist jeder Kolben an beiden Stirnflächen um 45 ° abgeschrägt.
Bei jeder halben Umdrehung kommen die Kolben in ihrer Kammer miteinander in Berührung,
wobei die Schrägflächen 22 auf einer Länge von etwa 15 ° aneinandergleiten (Fig. 5 a).
Den äußeren Rändern der Kolben entlang ist an jeder Stirnfläche eine Verzahnung 23 eingeschnitten,
die mit einem Kegelrad in Eingriff kommen kann. Auf der Hauptwelle 10
sitzen zwei solche Zahnräder 24 und 25. Sie befinden sich in den versenkten Enden des
Gehäuses und sind durch die Deckel 6 und 7 nach außen verdeckt. Die Kränze der -Räder
24 und 25 reichen bei 26 (Fig. 2) in die Arbeitskammern hinein, um mit den Verzahnungen
der Kolben in Eingriff zu kommen. Jeder Kolben, während er in seiner Kammer eine
ganze Umdrehung macht, kämmt abwechselnd mit dem oberen Teil des einen und dem unteren
Teil des anderen Zahnrades, so daß er die Hauptwelle während der einen halben Umdrehung vermittels des einen und während
der anderen halben Umdrehung vermittels des anderen Rades antreibt. Fig. 8 zeigt die Kolben
im Eingriff mit dem Kegelrad 25.
Die Organe zum Zu- und Ableiten des Triebmittels sind folgende: Zunächst ein Absperrund
Umsteuerhahn, dessen Küken 30 zwei Aushöhlungen 31 und 32 besitzt. An erstere
ist das Auslaßrohr 33 angeschlossen. A ist das Einlaßrohr für das Treibmittel. Seitlich
der Aushöhlung 31 befindet sich ein Auslaßkanal 35 und auf der entgegengesetzten Seite
der Aushöhlung 32 ein Einlaßkanal 36. Die Aushöhlung 32 ist nach innen offen und mündet
hier in eine Höhlung 37 im Mittelstück des Gehäuses, in welche andererseits das Einlaßrohr
A mündet. Das Treibmittel fließt daher aus letzterem zunächst in die Höhlung 37,
dann in die Höhlung 32 des Hahnes und von hier aus durch einen Kanal B zu der Schieberfläche
38 des Zahnrades 25 (Fig. 1 und 9), in welcher eine kreisringsektorförmige Rinne 39
angeordnet ist, die die Verbindung des Kanales B mit den Ringkammern ermöglicht.
In jeder dieser Kammern befinden sich vier Kanalmündungen, von denen zwei einander
diametral gegenüberliegende für den Auspuff und die anderen zwei für den Einlaß bestimmt
sind. Die Einlaßmündungen der Kammer 16 sind_mit S, Y, die Auspuffmündungen mit Q, X
bezeichnet (Fig. 2). Die Kammer 17 besitzt die Einlaßöffnungen T, W und die Auslaßöffnungen
R, V (Fig. 3). Die Einlaßmündungen beider Kammern sind miteinander verbunden,
d. h. W mit Y und T mit 5 und in gleicher Weise je eine Auslaßmündung der einen mit
einer solchen der anderen Kammer, nämlich
V mit X und R mit Q. In Fig. 4 ist angenommen,
die Kolben 20 und 21 stehen aus der hinteren Hälfte des Gehäuses heraus,
während die strichpunktiert dargestellten Kanäle in der vorderen Hälfte liegen. In Fig. 5
sind die Kolben im Schnitt und die Kanäle in der hinteren Hälfte dargestellt.
Angenommen, durch das Rohr A werde Triebmittel in die Maschine gelassen. Es fließt
dann durch die Höhlung 37 in die Aushöhlung 32 des Hahnes 30 (Fig. 1 und 4) und
von hier durch die öffnung 36 und den Kanal B in die Rinne 39 der Schieberfläche 38,
und von hier aus durch den Kanal C zur Einlaßöffnung Y der Ringkammer 16 und ferner
durch den Kanal D ■ (Fig. 5) zur Einlaßöffnung T der Ringkammer 17. Der Kolben
20 verdeckt die Auspufföffnung V und der Kolben 21 die Auspufföffnung Q. Das durch
Y und T in die Kammern eintretende Triebmittel
treibt die Kolben in der Richtung der Pfeile in Fig. 3 und 4. Dabei bildet der Kolben 20 ein Widerlager für den Kolben 21
und dieser ein solches für den Kolben 20, indem das Triebmittel ■ zwischen der einen Stirnseite
des einen und dem hinteren abgeschrägten Ende des anderen Kolbens wirkt. Wenn dieses
hintere Ende des Kolbens 20 die Auslaßöffnung V abgedeckt' hat, strömt das Treibmittel
durch letztere den Kanälen V, X und X, J entlang in den Kanal K und durch diesen
zur öffnung 35 des Hahnes 30.
Hat der Kolben 21 die Öffnung Q freigegeben, so strömt das durch Y eingetretene
Treibmittel durch Q nach R, von hier nach / und dann durch den Kanal K zur Höhlung 31
des Hahnes 30. Der Kanal K ist doppelt vorhanden und das zweite Mal mit k bezeichnet,
in ähnlicher Weise der Kanal B im Doppel mit b. Ebenso weist das Zahnrad 24 eine
Schieberfläche 38^ auf, entsprechend der Schieberfläche
38 des Zahnrades 25. Die Länge der in diesen Schieberflächen 38, 38^ befindlichen
Rinnen ist so gewählt, daß das Treibmittel vor Hubende des Kolbens abgesperrt wird und
somit durch Expansion wirken kann, sowie daß es verhindert wird, in die Kammern zu
gelangen während der Zeit, in welcher das Ende jedes Kolbens durch die sich schneidenden
Teile der Kammern hindurchgeht und die Kolben aneinander vorbeigleiten (Fig. 5 a), wo-
durch das Entweichen des Treibmittels in den Auspuffkanal verhindert wird.
Wird der Hahn 30 umgestellt, was mittels eines Handhebels 40 geschehen kann, so gelangen
die Öffnungen 35 und 36 an die Kanäle k bzw. b, und die Maschine arbeitet in
umgekehrtem Drehsinn. Bei der Umstellung des Hahnes 30 wird der Kanal K abgesperrt,
k gegen den Auspuff geöffnet, B für das eintretende Treibmittel geschlossen, b geöffnet,
so daß jenes statt durch 38, wie vorhin, nun durch die Schieberfläche 38^ in die Kolbenkammern
gelangen kann. Die Rollen der Kanalmündungen werden vertauscht, so daß jetzt Q und X in Kammer 16, R und V
in Kammer 17 Einlaßöffnungen, S und Y in Kammer 16, T und W in Kammer 17 dagegen
Auspufföffnungen sind. ..
Die in den Fig. 10 bis 13 dargestellte Maschine
besitzt gleich wie die oben beschriebene zwei einander unter einem rechten Winkel
schneidende, gleich große Kolbenkammern, welche den Zylindern der gewöhnlichen Verbrennungskraftmaschinen
entsprechen. Jedoch findet die Verbrennung nicht in diesen Kammern statt, sondern in besonderen Kammern,
welche durch Ventile mit den Ringkammern verbunden sind.
Die Kolben 51 und 52 sind an ihren äußeren Rändern mit Verzahnungen 55 versehen, welche
in auf der Welle 10 sitzende Kegelräder, von denen eines, 54, dargestellt ist, eingreifen.
56 und 57 sind die beiden Ringkammern, von denen letztere in Fig. 10 durch den Kolben 52
verdeckt ist. Jede dieser Kammern besitzt vier Öffnungen: 58 bzw. 58* ist eine Saugöffnung,
welche mit dem Karburator oder der Gaszuleitung verbunden ist. 59 bzw. 59* ist
die Auspufföffnung, 60 bzw. 60* die zur Verbrennungskammer führende Öffnung und 6xx
die Öffnung für den Einlaß der Verbrennungsprodukte. Der Kanal 63 bildet einen Teil
der zur Ringkammer 57 gehörenden Verbrennungskammer und verbindet die Ventile 66r
und 65* miteinander. Die zur Ringkammer 56 gehörende Verbrennungskammer 64 wird normalerweise
durch die Ventile 65 und 66 gegen die Öffnungen 60 und 61 abgesperrt. Das
Ventil 65 ist durch eine Feder 67 und das Ventil 66 durch eine Feder 68 belastet. Die
Spindel 69 des Ventils 65 trägt fest einen Ring 70, und in einem Zylinder 71 ist ein
Kolben 72 eingepaßt, dessen eines Ende an diesem Ring 70 und der Feder 67 anliegt.
Normalerweise besteht zwischen der Ventilstangenführung 74 und dem Kolben 72 ein
kleiner Zwischenraum 73, der durch einen . Kanal 75 mit einer oberhalb eines anderen
belasteten Ventils 77 befindlichen Höhlung 76 verbunden ist. Die unterhalb des Ventils 77
befindliche Höhlung 78 ist mit ·■ der Verbrennungskammer 64 mittels eines Kanales 79 verbunden.
Alle drei Ventile öffnen sich auswärts, d. h. von den Ringkammern weg. In jede Verbrennungskammer ist ein Funkenzünder
80 bekannter Art eingesetzt.
Die Wirkungsweise dieser Maschine ist folgende :
Nachdem der Kolben 51 an der Öffnung 56 vorbeigelangt ist und der Kolben 52 die
Kammer hinter sich geschlossen hat, wird die Ladung in die Kammer 56 gesaugt. Diese
Ladung wird durch den Kolben 52 abgeschnitten, wenn das rückwärtige Ende des Kolbens 51 an der Öffnung 61 vorbeigeht.
Wird der Kolben 51 durch die Wirkung einer Explosion zum Umlauf gebracht, so komprimiert
er die Ladung zwischen sich und dem Kolben 52, bis sich das Ventil 66 öffnet und
die Ladung in die Verbrennungskammer 64 eintreten läßt. Wenn das hintere Ende des
Kolbens 51 an der Kammer 57 vorbeigegangen ist, hat der Kolben 52 die Kammer 56 hinter
den Kolben 51 abgeschlossen. In diesem Augenblick wird die Ladung in der Verbrennungskammer
64 in üblicher Weise elektrisch entzündet. Der Druck der expandierenden Gase öffnet zunächst das Ventil 77, so daß
der Druck unter den Kolben 72 gelangt, wodurch das Ventil 65 von seinem Sitz abgehoben
wird, weil die Druckfläche am Kolben 72 größer ist als die obere Ventilseite. Die
Gase strömen dann durch die Öffnung 61, bis
der in der Pfeilrichtung sich drehende Kolben 51 die Öffnung 59 freigelegt hat, worauf
sie durch das hier angeschlossene Rohr entweichen. Der gleiche Vorgang findet in beiden
Ringkammern statt.
Die Fig. 13, 1 bis 4, zeigen die Stellungen
des einen und Fig. 13, 5 bis 8, diejenigen des anderen Kolbens im Verhältnis zu seiner Kammer.
In Fig. 13, ι deckt der Kolben 51 gerade
die Einlaßöffnung 61 für das Treibmittel ab, und eine Ladung ist bereit, in der unteren
Kammerhälfte komprimiert zu werden. Die Fig· 1S; 5 zeigt den Kolben 52 im Begriff,
die Saugleitung 58* freizugeben. Der Kolben 51 wirkt als Widerlager für den Kolben 52
und dieser im gleichen Sinne für jenen. In Fig. 13, 2 ist angenommen, der Kolben 51 sei
durch das Treibmittel vorwärts getrieben, die Kammer 56 durch 59 entleert und eine komprimierte
Ladung durch 60 in die Verbrennungskammer 64 getrieben worden, In Fig. 13, 6
ist das Treibmittel aus der Kammer 57 durch den Kolben 52 soeben ausgeblasen worden,
und dieser ist im Begriff, den Kanal 61* aufzudecken, um einen neuen Impuls zu erhalten.
Nach Fig. 13, 3 beginnen gerade Ansaugen und Ausblasen, und nach Fig. 13, 7 ist letz-.
teres beendigt, und es wird dem Kolben 52 gerade ein neuer Impuls erteilt, wobei in der
Claims (2)
- unteren Hälfte der Kammer Kompression der Ladung stattfindet. Fig. 13, 4 zeigt den Kolben 51 im Begriff, die Öffnung 61 für einen neuen Impuls freizugeben, und Fig. 13, 8 stellt den Zeitpunkt dar, wo die Kompression der Ladung beendet ist und sich die obere Hälfte der Kammer im Auspuff befindet.Die Ringkammern können auch einen anderen als den gezeichneten Querschnitt besitzen, wenn auch die hier gewählte Ringsektorform als die passendste angesehen wird. Die in den Fig. 1 bis 9 dargestellte Maschine kann auch als Pumpe oder Luftkompressor wirken, wenn man die Welle 10 von außen antreibt.Paten τ-Ansprüche:i. Kraftmaschine mit in ringförmigen, sich rechtwinklig schneidenden Kammern umlaufenden Kolben, von denen jeder als Widerlager für den andern wirkt, und welche mittels Zahnradgetriebe eine einzige Welle antreiben, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht auf den Mittelebenen der Kammern stehenden Kammerachsen sich in diesen Ebenen rechtwinklig schneiden und die Achse der Maschinenwelle durch den Schnittpunkt dieser Kammerachsen geht.
- 2. Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (20, 21) zu beiden Seiten seiner in der Bewegungsrichtung liegenden Mittelebene eine Verzahnung (23) besitzt, und daß von den auf der Maschinenwelle (10) sitzenden zwei Zahnrädern (24, 25) das eine mit der einen dieser Verzahnungen auf der einen Seite der Welle (10) und das andere während der gleichen Umdrehung des Kolbens mit dessen anderer Verzahnung auf der andern Seite der Welle in Eingriff kommt.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE260704C true DE260704C (de) |
Family
ID=518328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE260704C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0091975A1 (de) * | 1982-04-16 | 1983-10-26 | VON INGELHEIM, Peter, Graf | Rotationskolbenmaschine mit zwei oder mehr parallel-, geschränkt- oder winkelachsigen Drehkolben |
WO2001077498A1 (de) | 2000-03-28 | 2001-10-18 | Diro Konstruktions Gmbh & Co. Kg | Rotationskolbenmotor |
-
0
- DE DENDAT260704D patent/DE260704C/de active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0091975A1 (de) * | 1982-04-16 | 1983-10-26 | VON INGELHEIM, Peter, Graf | Rotationskolbenmaschine mit zwei oder mehr parallel-, geschränkt- oder winkelachsigen Drehkolben |
WO2001077498A1 (de) | 2000-03-28 | 2001-10-18 | Diro Konstruktions Gmbh & Co. Kg | Rotationskolbenmotor |
US6729295B2 (en) | 2000-03-28 | 2004-05-04 | Diro Konstruktions Gmbh & Co. Kg | Rotary piston engine |
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