DE268518C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 268518 KLASSE 46 c. GRUPPE

PERCY GEORGE TACCHI in LONDON.

Kühlvorrichtung für Explosionsmotoren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juli 1912 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Zweitaktexplosionsmotoren, bei denen sich drehende Zylinder mit der Hauptwelle fest verbunden sind, wobei die Kolben mittels Rollen auf einem Ring exzentrisch zu jener Welle geführt werden, um so eine Hin- und Herbewegung der Kolben in ihren Zylindern zu bewirken.

Bei den bekannten Maschinen dieser Art sind die Zylinder radial und tangential zur

ίο Hauptwelle angeordnet und erhalten ihre Drehung innerhalb eines Exzenterringes und einer Ellipse, deren Mittelpunkt konzentrisch zur Hauptwelle liegt. Der Brennstoff wurde mittels Ventile zugeführt, die im inneren Ende des Zylinders sich befinden und mit Kanälen der hohlen Hauptwelle kommunizieren, während die Kühlung der Maschine dadurch erfolgte, daß die sich drehenden Zylinder der Luft ausgesetzt wurden, die in ein offenes, die Zylinder aufnehmendes Gehäuse eingelassen wurde.

Keine der so gebauten Maschinen kann mit hoher Geschwindigkeit laufen, da hierzu nicht nur eine geeignete Kühlung der Zylinder, sondem auch eine wirksame Schmierung der Teile, im besonderen der Kolben, erforderlich ist. Drehen sich die Zylinder innerhalb eines mit Lufteinlässen versehenen Gehäuses, so reicht die eingelassene Luft zur wirksamen Kühlung der Zylinder aus, während andererseits für eine geeignete Schmierung der Kolben mittels einer hinreichenden Menge Schmiermaterial nicht gesorgt ist.

Außerdem arbeiten die Maschinen dieser Art gewöhnlich im Ottoschen Zyklus, wobei während der Drehung des Zylinders eine Periode 40

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vorhanden ist, in der kein Druck im Zylinder herrscht, der Kolben aber nach außen bewegt werden muß. Um dies zu ermöglichen, sind die Kolben an dem sie umgebenden Ringe befestigt. Hieraus ergeben sich aber fortlaufende Beanspruchungen infolge der Winkelveränderungen, die jeder Kolben mit Bezug auf die Oberfläche des Ringes während seiner Drehung ausführt, und daher Schädigungen für die Maschine.

Gemäß vorliegender Erfindung sollen diese Nachteile vermieden und eine umlaufende Explosionskraftn\aschine von hoher Geschwindigkeit geschaffen werden, die durch Wasser wirksam gekühlt und reichlich mit Ol versorgt wird.

Zu diesem Zwecke sind die Zylinder in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht und miteinander durch Wände verbunden, die Wasserräume für die Zylinderköpfe bilden. Diese Räume stehen mit Ein- und Auslaßkanälen der Hauptwelle in Verbindung, durch die Wasser strömt, während das äußere Gehäuse als Ölbehälter dient. Jeder Zylinder hat schräge, gegen das äußere Ende des Zylinders gerichtete Ein- und Auslaßkanäle. Während der Drehung des Zylinders passieren diese Kanäle Öffnungen im Gehäuse für den Einlaß des Brennstoffes und den Auslaß der verbrauchten Gase, wobei die Zylinderkanäle durch den Kolben geöffnet und geschlossen werden. Um eine gasdichte Verbindung zwischen den Zylindern und den Wänden des Gehäuses herzustellen, sind'Packungsringe mit Öffnungen vorgesehen, die den Öffnungen im Gehäuse entsprechen, in dem die Ringe ver-

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stellbar angebracht sind. Da die Zylinderkanäle durch den Kolben geschlossen werden, so sind jene Ringe nicht dem Drucke oder der Hitze der Gase innerhalb der Zylinder unterworfen.

Um eine Drehung der Kolben in ihren Zylindern zu verhindern und zu verhüten, daß die Kolben sich winklig mit Bezug auf den äußeren Ring einstellen, sind die Kolben über

ίο die Rollen hinaus verlängert und zwecks Aufnahme des Ringes ausgeschnitten.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt worden.

Fig. ι zeigt den Motor in Endansicht mit teilweise entfernter Deckplatte.

Fig. 2 ist ein Schnitt in Richtung der Längsachse des Motors.

Fig. 3 veranschaulicht eine ringförmige Ventilplatte mit einem Kanal.

Fig. 4 ist ein wagerechter Schnitt durch einen Zylinder nach der Linie 4-4 der Fig. 2 und zeigt die Ein- und Auslaßkanäle im Zylinder in Deckung mit den entsprechenden Kanälen des Ringes und Gehäuses.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Maschine sechs radial um die Achse B angeordnete Zylinder A. Die Achse B ist hohl und besitzt einen Flansch C¹, an dem die Zylinder A durch Bolzen D befestigt sind. In jedem Zylinder bewegt sich ein Kolben F hin und her, dessen Zapfen F¹ eine Rolle F² trägt, die auf Kugeln gelagert sein kann. Die Rolle F^z ruht gegen die innere Peripherie eines ortsfesten Ringes G₁ wobei die Peripherie exzentrisch zur Drehachse B der Zylinder A verläuft. Am äußeren Ende eines jeden Kolbens A sitzen ein Paar Sicherheits- oder Anschlagrollen H, die normal den Ring G nicht berühren, aber in Wirkung treten,. falls der Kolbenteil einer nach außen gerichteten Bewegung im Zylinder Widerstand bieten soll, wie dies z. B. beim Anlassen des Motors der Fall ist.

Der Ring G ist zweckmäßig zwischen den Stoßflanschen eines ortsfesten Gehäuses / befestigt, das zwei Kugellager K enthält, auf denen sich die Zylinder^ drehen. Die äußeren Enden der Zylinder A und die Kolben F sind geschlitzt, um den Ring G durchtreten zu lassen und die Kolben an einer achsialen Verdrehung in den Zylindern zu verhindern.

Es können auch Vorspränge oder andere Vorrichtungen, die die Kolben an einer Verdrehung um ihre Achsen innerhalb des Zylinders verhindern, anstatt des Ringes G oder in Verbindung mit diesem verwendet werden. Jeder Zylinder hat einen schräg gerichteten Einlaßkanal L und einen schrägen Auslaßkanal M, um den Eintritt der Gase zu erleichtern und die Rückwirkung derselben zu erzielen. Die Kanäle erstrecken sich durch j die Zylinderwandungen und die zusammenhängenden Flanschen oder Ringe L¹, M¹, die an dem Zylinder befestigt sein können. Das Gehäuse / ist auch mit Ein- und Auslaßkanälen versehen, welche geneigte Rippen auf-• weisen und in gewissen Stellungen der Zy- ! linder mit den ebenfalls geneigten Kanälen j L, M in Deckung gelangen. Zwischen den Ringen L¹, M¹ und dem Gehäuse / befinden ! sich bewegliche Ringe L^s, L³⁰, die als Ventilplatten dienen und deren Kanäle mit den- ! jenigen des Gehäuses / und der Zylinder A sich decken. Diese Platten sind mittels Zahnstangen L⁶, Z,⁶⁰ einstellbar, die mit Zahnrädern U und L⁷⁰ der Spindeln L⁴ und L⁴⁰ der Handräder L⁵, L⁵⁰ kämmen.

Durch diese Einrichtung werden veränderliche öffnungen für die Ein- und Auslaßkanäle geschaffen. Für die Ventilplatten oder -ringe können innerhalb des Gehäuses / geeignete gasdichte Führungen vorgesehen sein. Die Ringe L³ und L^z0 werden mit den Ringen M¹ und L¹ durch Federn in gasdichtem Kontakt gehalten. Der Einlaßventilring braucht nicht notwendig einstellbar zu sein.

Mittels dieser einstellbaren Ventilplatte läßt sich die rechtzeitige Wirkung der Ein- und Auslaßöffnungen ändern, um so einen sparsamen Betrieb und eine erhöhte Leistungsfähigkeit zu erzielen.

Der Kanal L im Gehäuse / empfängt das Luftbrennstoffgemisch von einer geeigneten, durch die Welle B angetriebenen Pumpe o. dgl. mittels mit dem Gehäuse / verbundener Leitungen.

Zweckmäßig wird aber Wasser durch die hohle Welle B und dann durch die Kanäle R in Räume geführt, die von den Wänden der Zylinder A und den Scheiben 5 begrenzt werden, die an den Ringen M¹ und L¹ und an der Achse mittels Muttern S¹ befestigt sind. Das Wasser tritt durch die stationäre Leitung S³ in den die Zylinder umgebenden Raum, umströmt die Verbindungsrippen S² und tritt bei S⁴ aus. Das Rohr Q für das Kühlwasser ist mit der hohlen Welle B mittels einer Stopfbüchse Q¹ verbunden.

Abwechselnd kann man das Wasser in die hohle Achse B am einen Ende ein- und am anderen Ende austreten lassen.

Die Zünder T ragen in die Zylinder zweckmäßig neben den Einlaßkanälen und sind in erstere eingeschraubt. Die Zünder entnehmen im geeigneten Augenblick den Strom von einem Hartfiberring F¹, der in dem äußeren Gehäuse / angebracht ist und ein isoliertes Kontaktsegment T¹⁰ aufweist, mittels einer Feder T², die den Strom durch die Klemme T^z des isolierten Deckels Tⁱ aufnimmt, der durch einen federnden Arm T⁵ abnehmbar befestigt ist.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Bei Drehung des Motors folgen die Kolben einer Bahn, die exzentrisch zur Welle liegt und durch den Ring G und die Rollen H und F² bestimmt wird. Durch diese· Vorrichtung erhalten die Kolben nicht nur eine hin und her gehende, sondern auch die bei diesen Maschinen erforderliche Drehbewegung. Sobald der Kolben am äußeren Ende seines

to Arbeitshubes angelangt ist, ist er über den Einlaßkanal und den Auslaß M hinweggegangen, in einem Zeitpunkt, wo die Zylinderkanäle den Kanälen im Gehäuse / gegenüberliegen. Der Kanal L ist zweckmäßig mit einem Ventilator verbunden, der die Ladung vom Karburator in die Zylinder treibt, und verläuft schräg zum Zylinder in der Umlaufrichtung, um einen leichten Zutritt für die Ladung zu schaffen. Ebenso verläuft der Auslaßkanal schräg, um mit den Auspuffgasen eine turbinenartige Reaktionswirkung zu erzielen. Die Richtung und Wirkung der Kanäle ergibt sich aus Fig. 4.

Das öffnen und Schließen eines jeden Kanals ist unabhängig von der Stellung des Kolbens und wird durch die Ventilplatte bewirkt; da die Ventilplatten für den Ein- und Ausläßkanal unabhängig voneinander sind, so kann die Dauer des Auspuffes mit Bezug auf die Dauer des Einlasses nach Belieben bestimmt werden.

Sobald der Kolben sich hinter den dem Ende des äußeren Hubes entsprechenden Punkt bewegt, so wird ersterer in den Zylinder durch den Druck des exzentrischen Ringes G gegen die Rolle E² bewegt, worauf der Kolben sich über die Kanäle bewegt, von denen der Auslaß bereits durch die Ventilplatte geschlossen sein kann. Bei fortgesetzter Bewegung wird der Kolben noch weiter einwärts getrieben, wobei die Ladung komprimiert wird, bis die feste Grenze des Kompressionshubes erreicht ist, zu welcher Zeit die Zündung erfolgt. Bei der Explosion wird der Kolben nach außen getrieben, wobei der Zylinder seine Drehung um die Achse der Welle B fortsetzt.

Dieser Zyklus vollzieht sich in jedem Zylinder,, so daß eine ununterbrochene Drehung des Ganzen erfolgt. Der beständige Kompressions- oder Expansionsdruck in Verbindung mit der Zentrifugalkraft hält den Kolben gegen den inneren Umfang des Ringes G während des Betriebes.

Zwecks Schmierung der Maschine kann das ortsfeste Gehäuse mit einer ölzufuhr versehen sein, so daß die Kolben in das öl tauchen, wenn sie einen bestimmten Punkt passieren, d. h. wenn sie sich am äußeren Ende ihres Hubes befinden.

Am Boden des Gehäuses ist ein Sack J¹ vorgesehen, aus dem das Öl sich durch eine Pumpe o. dgl. entfernen läßt. Das öl kann auch unter Druck den arbeitenden Organen und Lagern zugeführt werden. Um den oberen Teil des Gehäuses kann eine Rinne J² verlaufen, die verhindert, daß Öl an die Kanalflächen und Ringe gelangt, welche Teile mittels besonderer Rinnen geölt werden, die in bekannter Weise in die Flächen dieser Organe geschnitten sind.

Der Motor dreht sich in beliebiger Richtung, in der er jeweils angelassen wird. Es sei bemerkt, daß die sich bewegenden Teile wohl einem wechselnden, aber nicht sich umkehrenden Druck unterworfen sind und in kreisförmigen Rahmen sich bewegen, ferner, daß, da die Drehwirkung weiter von der Mitte auftritt, als dies der Fall sein würde, wenn eine Kurbel zur Erzeugung einer äquivalenten Bewegung des Kolbens im Zylinder benutzt So wird, die Druckbeanspruchung der arbeitenden Organe proportional reduziert wird. Die Zuführung der Ladung mittels einer Pumpe o. dgl. hat eine leichte, anfängliche Kompression zur Folge, die durch die mechanische Kompression mittels des Arbeitskolbens auf ihre volle Höhe gebracht wird.

Selbstverständlich ist die beschriebene Konstruktion innerhalb weiter Grenzen mannigfacher Änderungen fähig, die im Rahmen der Erfindung liegen. Z. B. können die Zylinder, anstatt in radialer Richtung, tangential zu einem beliebig großen Kreise angeordnet sein oder der innere Umfang des Ringes G kann anstatt eines Kreises eine Ellipse o. dgl. darstellen.

Claims (1)

1. Patent-An spruch:

   Kühlvorrichtung für Explosionsmotoren, deren Zylinder mit der Hauptwelle sich drehen, während die Kolben der Zylinder sich gegen einen letztere umgebenden Ring mittels Rollen legen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder in einem geschlossenen, als Ölbehälter dienenden Gehäuse liegen und miteinander durch Mäntel und Scheiben verbunden sind, die die Zylinderköpfe umgebende Wasserräume bilden, welche mit den Ein- und Auslaßkanälen der wasserdurchströmten Hauptwelle kommunizieren.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.