KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 271552 -. KLASSE 46«. GRUPPE

in PARIS.

und umlaufenden Kolben.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1912 ab.

Gegenstand der Erfindung ist eine eigenartige Anordnung der Getriebeteile an Viertakt-Explosionskraftmaschinen mit umlaufenden und schwingenden Kolben. Bei den bekannten Maschinen dieser Art sind die schwingenden Scheiben, an denen die Kolben sitzen, gewöhnlich durch Pleuelstangen mit Kurbelwellen von Planetenrädern verbunden, die um ein feststehendes Haupträd umlaufen. Bei

ίο der Maschine nach der Erfindung hingegen sind diese Pleuelstangen samt den Kurbelwellen in ein Gehäuse eingeschlossen, in dem die beweglichen Teile so symmetrisch verteilt sind, daß das ganze Gehäuse als Schwungrad dienen kann. Die Anordnung der Teile in einem geschlossenen Gehäuse wird dadurch ermöglicht, daß die Pleuelstangen nicht, wie bei den bekannten Maschinen, unmittelbar an den die Kolben tragenden Scheiben angreifen, sondern an Armen, die an der einen Seite des Zylinders in dem umlaufenden Gehäuse liegen und durch Hohlwellen mit den Kolbenträgern verbunden sind. Bei der Maschine nach der Erfindung ist ferner noch eine Vereinfachung der Bauart in der Weise getroffen, daß, unter Wahrung symmetrischer Anordnung, nur zwei Planetenräder zur Steuerung der Kolben vorhanden sind. Jedes von diesen wirkt mittels einer doppelt gekröpften Kurbel auf die Arme beider Kolbenscheiben ein. Das geschlossene, als Schwungrad dienende Gehäuse, "das die wesentlichsten Getriebeteile umschließt, ermöglicht eine selbsttätige Schmierung dieser Teile und schützt sie gleichzeitig vor der aus dem Zylinder ausstrahlenden Wärme.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer solchen Maschine, wie sie namentlich für Motorwagen und Flugzeuge verwendet wird.

In den Zeichnungen stellen die Fig. 1 und 2 senkrechte, rechtwinklig zueinander gelegene Schnitte durch die Maschine dar; die Fig. 3 und 4 zeigen einen Schnitt nach E-F der Fig. 2 in verschiedenen Stellungen des Getriebes.

In den Zeichnungen ist mit A ein Gehäuse bezeichnet, das einen ringförmigen Zylinder von beliebig gestaltetem Querschnitt umschließt, In diesem Zylinder bewegt sich eine Anzahl von Kolben — in dem Ausführungsbeispiel sind es vier, und zwar zwei gegenüberliegende Paare von Kolben a¹, a² und b¹, b² —, die entsprechend an zwei Scheiben α und b befestigt sind. Die Wand des Zylinders ist mit Öffnungen c und c¹ versehen, die entsprechend einerseits mit der Saugkammer C zum Ansaugen karburierter Luft und anderseits mit der Auspuff kammer C¹ in Verbindung stehen. Mit D ist ein Wassermantel und mit d die Zündkerze oder sonstige Zündvorrichtung bezeichnet. Der Kreislauf der Viertakt bewegung kommt dadurch zustande, daß die Scheiben a und b, an denen die Kolben α¹, α² bzw. δ¹, δ² befestigt sind, beide in gleicher Richtung, jedoch mit veränderlicher Geschwindigkeit um-

laufen, so daß sich die Kolben abwechselnd einander nähern und voneinander entfernen.

Wenn man von der in Fig. ι gezeichneten

Stellung ausgeht, bei der die Kolben in dem Zylinder zwei kleine Räume A¹, A^% und zwei große Räume A³, Aⁱ abteilen, so ist in dem Raum A² gegenüber der Zündkerze d das Brennstoffluftgemisch, das soeben komprimiert und mit der Zündkerze in Berührung gebracht

ίο worden ist, explodiert und hat dadurch den Kolben einen Antrieb erteilt. Der Kolben a² läuft alsdann mit größerer Geschwindigkeit als der Kolben δ², so daß das Volumen des Raumes A ², während dieser sich in der Richtung des Pfeiles fortbewegt, zunimmt. Sobald die Kolben a² und δ² den ersten Takt vollendet haben, wird das Volumen zwischen ihnen gleich dem Raum A*. Der Kolben b² nimmt alsdann die Stelle des Kolbens a² ein, während der Kolben α² die Stellung des Kolbens b¹ einnimmt. Da alsdann der Kanal c¹ zur Auspuffkammer C¹ freigelegt ist, beginnt der Auspuff. Die Kolben setzen ihre Umlaufbewegung fort, jedoch bewegt sich jetzt der erste Kolben a² langsamer als der Kolben b², so daß der Raum Aⁱ immer kleiner wird. Während dieser Zeit findet der Auspuff durch die Öffnung c¹ statt, bis der Raum zwischen den zwei Kolben auf das Volumen des Raumes A¹ zurückgegangen ist. Alsdann nimmt der Kolben a² die Stelle von a¹ ein und der Kolben δ² steht in der Stellung b^l ; die Kolben haben also gerade eine halbe Umdrehung zurückgelegt.

Von diesem Punkte an ist der Auspuff beendet und das Ansaugen beginnt. Beide Kolben entfernen sich wiederum voneinander, während sie die Umlaufbewegung zusammen fortsetzen; der Raum A¹ nimmt daher wieder an Volumen ζμ, bis er der Saugkammer C gegenübersteht und frisches Gemisch in diesen Raum eingesaugt wird. Ist der Raum zwischen den Kolben gleich dem Raum A³ geworden, so beginnt die Kompression; der zweite Kolben δ² bewegt sich alsdann schneller vorwärts als der ihm vorangehende Kolben β², die Ladung wird dadurch komprimiert, bis ihr Volumen dem Raum A'² entspricht, worauf sie sich unter dem Einfluß der Zündkerze d entzündet. Es erfolgt wieder ein neuer Antrieb und der beschriebene Kreislauf beginnt von neuem. In den Zeichnungen sind die Öffnungen c und c¹ der Kammern C bzw. C¹ in einer solchen Lage angenommen, daß sie einen frühen Auspuff und verzögerten Einlaß bewirken.

Diese Bewegungsvorgänge werden bei bekannten Maschinen dadurch erreicht, daß die Scheiben α und δ durch Lenker mit Kurbeln verbunden sind, die auf den Wellen von Planetenrädern eines Planetengetriebes mit feststehendem Hauptrad sitzen. Bei der Maschine nach der Erfindung ist ebenfalls ein amGehäuse A feststehendes Hauptrad g nebst zwei umlau- \ fenden Planetenrädern f vorhanden. Die 65 ,' Wellen der letzteren werden von einem ge- ' schlossenen, auf der Maschinenwelle M be- | festigten Gehäuse N getragen, in dessen Innerem sie zu doppelt gekröpften Kurbeln m ausgebildet sind.

An diesen Kurbeln greifen Pleuelstangen h und h^l an, die an Armen / bzw. j¹ angelenkt sind. Der Arm j ist mit der Kolbenscheibe a durch eine mit der Maschinenwelle M konachsiale Hohlwelle k und der Arm 7¹ mit der Kolbenscheibe δ durch eine ebensolche Hohlwelle I starr verbunden, so daß also die Arme j und j^l an den Schwingbewegungen der Kolben teilnehmen.

Der Durchmesser des Rades g ist doppelt so groß als der der Räder f und. f¹. Bei jeder Umdrehung der Welle M machen daher die Planetenräder f und f¹ zwei Umdrehungen und die Arme / und j¹ führen unter dem Einfluß der Pleuelstangen h und h¹ bei jedem Umlauf zweimal eine schwingende Bewegung gegeneinander und voneinander weg aus, machen also die zur Steuerung der Maschine erforderliche Bewegung. Die Länge der Pleuelstangen h und h¹ und die Lage ihrer Angriffspunkte muß natürlich so bemessen werden, daß die Arme j und j¹ den erforderlichen Winkelabstand bei ihrem kleinsten und größten Abstand voneinander einhalten. In den Fig. 3 und 4 sind diese Getriebeteile in zwei verschiedenen Stellungen dargestellt.

Das Gehäuse N mit den darin enthaltenen Teilen dient als Schwungrad, wozu es durch die in jeder Stellung vollkommen symmetrische Anordnung der Teile besonders geeignet ist. Ferner ermöglicht das allseitig geschlossene Gehäuse N eine selbsttätige Schmierung und bildet einen Schutz für die Getriebeteile gegen die von dem Zylinder ausstrahlende Wärme.

Die Anordnung des gesamten Getriebes auf einer Seite des Zylinders hat. noch den Vorteil, daß die Einlaß- und die Auspufföffnung c und c¹ nebst den Kanälen C und C¹ seitlich vom Zylinder angebracht werden können, statt an dessen äußerem Umfang. Hierdurch wird die Gefahr vermieden, daß die Kolbensegmente unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft in die Öffnungen eindringen und deren Kanten abstoßen. Auch können die Öffnungen an den Seiten des Zylinders doppelt vorhanden sein, wodurch der Querschnitt des Weges der Gase vergrößert wird.

Das Stirnrad g kann so angebracht sein, daß seine Winkelstellung zur Welle M verstellt werden kann. Die Einstellung kann

beispielsweise durch ein mit dem Stirnrad g verbundenes Schneckenrad n¹, das in eine Schnecke η eingreift, bewirkt werden. Wird die Schnecke η durch ein außen an der Ma-, 5 schine angebrachtes, nicht dargestelltes Handrad oder eine Kurbel gedreht, so dreht sich das Schneckenrad n¹ um die Nabe, auf der es lose aufgesteckt ist, und verändert dadurch seine Winkelstellung zur Maschinenwelle M.

ίο Hierdurch kann die normale Entfernung zwischen je zwei nebeneinanderliegenden und zusammenarbeitenden Kolben beliebig verändert und die Maschine dadurch auf Früh- oder Spätzündung und früheren oder späteren Auspuff eingestellt werden.