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@rchkolben-V@rpro@@@@@sk@@@@@@@chine
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Gegenstand der Erfindung ist eine Ver@rennungskraftmaschine mit einer
in einem @ylin@uris@@@ @ @ch@use @@ntrisch rotierenden Trommel,die eine oder mehrere
Ausfor@@@@en (Ausstülpungen) besitzt,welche bei der @otatio@@der @ro@@@l @olbenfunktionen
ausüben.Von bekannten anderen Drchkolben@aschinen unterscheidet sich diese neue
Erfindung vor aller dadurch,daß im Motorgehäuse untergebrachte Verorennungsriume
durch Schie@er a@geteilt werden,welche die Arbeitsweise der Maschine im Zusammenwirken
niit den Drehkolben bestimmen.Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht in der
Zufunr von verdichteter Luft zu den expandierenden Gasen,um eine möglichst vollstandige
Verbrennung zu erzielen,dadurch die Motorleistung zu erhöhen und den Anteil schadlicher
Abgase erheblich zu vermindern.
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Außerhalb des Gehäuses sind Steuerscheiben zur Betätigung der Schieber
auf der Motorachse befestigt.Die Querschnittsform dieser Steuerscheiben entspricht
genan der Querschnittsform der Drehtrommel (einschl. Drchkolben).Die Stenerscheiben
nehmen stets die gleiche lage (Stellung) wie die Drehtrommel ein, dadurch Dewirken
sie aie für die Arbeitstakte erforderlichen Bewegungen der Schieber.Durch eine No@@ensteuerung
werden Schieber so arretiert,daß jeder Verbrennungsraum auch als Verdichtungsraum
für Gas-Luftgemisc@e und zum Austreiben der verbrannten Gase genutz t wird.
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Die wirkungsweise der Maschine ist durch 3 Arbeitstakte gekennzei
clme t:
1. Takt:Ansaugen von Gas-Luftgemisch und Austreiben der
verbrannten Gase, 2. Takt:Verdichten von Gas-Luftgemisch und Ansangen von Luft,
3. Takt:Zündung des Gas-Luftgemisches und Zufuhr von verdichteter Luft zur möglichst
vollstandigen Verbrennung der expandierenden Gase.
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Die Energie der gezündeten und expandierenden Gase wird direkt über
die zentrisch rotierende Trommel auf die Motorwelle übertragen.
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dieser l;otor kann mit einem Verbrennungsraum und mit mehreren Verorennungsräumen
betrieben werden.Es wird die Arbeitsweise mit 2 Verbrennungsräumen beschrieben.Für
eine andere Zahl von Verbrennungsräumen trifft diese Beschreibung in entsprechender
Weise zu.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.Es zeigen: Fig.1 eine Ansicht des Motors; Fig.2 einen Querschnitt
nach der Linie A-B der Fig.1; ig.3 eine Alternativlösung zu einem Teil der Fig.2;
Fig.4-6 Nockenformen der Nockensteuerung.
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Die Maschine oestent im wesentlichen aus folgenden Teilen: Motorgehäuse
1,Drehtrommel 2mit Drehkol@en 3a und 3b, Verbrennungsräume 4a und 4b,Nockensteuerung
5a lInd 5b,Ste@erscheiben ba und 6b,Schieber 7a,7b,7c und 7d mit Rück@olfedern,Einlaßkanäle
8a und 8b,8c und 8d,Auslaßkanäle 9a und 9b,Notorwelle 10, Arbeitsräume A und B,Zündkerzen
11a und 11b.
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Die Drehtrommel 2 mit den Drehkolben 3a und 3D und die Schieber 7a,7b,7c
und 7d oewirken gasdichte Abschlüsse.
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Die Drehtrommel 2 kann als Schwungrad genutzt werden.
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Die Arbeitsweise des @otors ist durch 3 Abschnitte (Takte) geprägt,die
in den Ar@eitsraumen A und B gleichzeitig bei 1 1/2 Umdrehungen der motorwelle ablaufen.
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1.Takt: Ansaugen von Gas-Luftgemisch,Austreiben verbrannter Gase,1/2
Umdrehung der Motorwelle.
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Drehkolben 3b entiernt sich in Drehricr-tung vom Schieber 7b, Drehkolben
3a entfernt sic vom Schieber 7c.Beide Schieber liegen auf der Trommel 2 auf.Die
Drchkol@en 3b und 3a durch laufen die Arbeitsraume 1k und B.Schieber 7a und 7d sind
angehoDen durch die NocKensteuerung 5a und 5b,sie behindern die Drehkolben 3a und
3b nicht.Die Einlaßkanale 8a und 8c werden geöffnet,Gas-Luftgemisch wirci von den
Drehkolben 3b und 3a angesaugt,gleichzeitig werden die vor den Drehkolben 3b und
3a befindlichen Verbrennungsgase durch die Verbrennungsräume 4b und 4a und die bereits
geöftneten Auslaßkanale 9b und 9a ausgetrieben.
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bei Annäherung des Drehkolbens 30 an den Schieber 7c und des Drehkolbens
3a an den cieber 7b werden die Schieber 7c und 7b durch die Steuerschei@en ba und
bD so angehoben,daß die Schieber 7c und 7b den Durchgang für die Drehkolben 3b und
3a freigeben.
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Im Raum k und B befindet sich min Gas-Luftgemisch.
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Die Einlaßkanale da und dc werden geschlossen.
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2.Takt: Verdichten vor Gas-Luftgemisch,Ansaugen von luft, 1/2 Umdrehung
der Motorwelle.
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Die Schieber 7a und 7d bleioen durch die @ockensteuerung 5a und 5b
angehoben.Die Steuerscheiben 6a und bb bewirken,daß sich die Schieber 7D und 7c
so auf die Trommel senken,daß gasdichte Abschlüsse bewirkt werden.Drehkolben 3a
entfernt sich in Drehrichtung
vom Schie@er 7b,Drehkolben 3s vom
Schieber 7c.j)er Drehkolben 3a drückt das vor ifirr. befindliche Gas-Luftgemisch
in den Verbrennungsraum 4b,der Drehkolben 3D in den Verbrennungsraum 4a,da kurz
nach Beginn der Verdichtung des vor den Drehkolben 3a und 3b liegenden Gas-Luftgemisches
die AuslaB-kanäle 9b und 9a geschlossen werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß
evtl. noch in den Verbrennungsräumen 4a und 4b sich befindende verbrannte Gase ausgetrieben
werden.
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Während die Drehkolben 3a und 3o oeginnen,aas vor ihnen befindliche
Gas-Luftgemisch zu verdichten,werden die Luft-Einlaßkanäle 8b und 8d geöffnet,so
daß die Drenkolben 3a und 3b gleichzeigit Luft ansaugen.Fassiert der Dr@hkolben
3a den Schieber 7d und der Drehkolben jo den Schieber 7a,wird durch die Nockensteuerung
5a und 5b die Arretierung der Schieber 7a und 7d aufgehoben, so daß nun diese Schieber
7a und 7d durch Federkraft, ausgeübt von den Rückholfedern,auf der Trommel 2 (einschl.
Drehkolben 3a und 3b) aufliegen.Die Luft-Einlaßkanäle 8b und 8d werden geschlossen.
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Bei Annäherung der Kolben 3a und 3b an die Ver@rennungsräume 4b und
4a werden die Schieber 7c nnd 7s durch die Steuerscheiben 6a und 6b angehoben,um
schlieblich den Weg für die Kolben 3a und 3b freizugeben.Wenn der Kolben 3D den
Schieber 7D passiert und der Kolben 3a den Schieber 7c,werden die Schieber 7b und
7c durch die Nockensteuerung 5a und 5b in ihrer Lage arretiert.
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Beim Passieren der Verbrennungsräume 4a und 4b durch die Kolben 3b
und 3a eriolgt die Zündung des verdichteten Gas-Luftgemisches durch die Zündkerzen
11a und lib.
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3. Takt: Expandieren des gezündeten Gas-Luftgemisches,Verdichten von
Luft und @bertritt der verdichteten Luft in die Arbeitsräume A und B,um eine möglichst
vollstandige Verbrennung des gezündeten Gas-Luftgemisches zu erreichen,1/2 Umdrehung
der Motorwelle.
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Die aus den Verprennungsräumen 4a und 4b expandierenden Gase treiben
die Kolben 3u und 3a in Drehrichtung,gleichzeitig verdichten die kolben 3b und 3a
die vor ihnen befindlicheLuft.
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In den schiebern 7a und 7d ist ein Durchlaßkanal 12a und 12b angebracht.Diese
Durchlaßkanale 12a und 12s sind mit einem einstellbaren Ventil einschl. Rückschlagventil
versehen.Erreicht die von den Drehkolben 3a und 30 verdicntete Luft den an den Ventilen
ein.estellten i)rucx,so geben diese Ventile den Weg für die verdichtete Luft in
die Verbrennungsräume 4a und 4D frei,um eine möglichst restlosc Verprennung der
expandierenden Gase zu bewirken.Die Rücksch@@@ventile verhindern, daß expandierende
@ase durch die Schieberkanäle 12a und 12b in die Arbeitsräume A und B gelangen.
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Durch das Einströmen verdicntoter Luft in aie Verbrennungsräume 4a
und 4b und damit in aie Arbeitsraume A und B kann eine bessere Energieausnutzung
des gezündeten Gas-Luftgemisches und eine erhebliche Verminderung schadlicher Abgase
erreicht werden.
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Wenn Kolben 3b sich; dem Schieber 7d nahert und Kolben 3a dem Schieber
7a,werden die schieber id und 7a durch die Steuerscheiben 6a und 6D ange@oben,um
beim Passieren der Kolben 3b und 3a durch die Nockensteuerung 5a und 5b arretiert
zu werden.
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Die Auslaßkan@le 9b und 9a werden geöffnet,kurz bevor Kolben 30 den
Schieuer 7d passiert und Kolben 3a den Schieber 7a.
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Der Übertritt der verdichteten Luft in die Arbeitsräume A und B kann
auch in der leise geschehen,wie sie in Fig.3 dargestellt wird.
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Die Schieber 7a und id besitzen einen Durchlaßkanal is (ohne Ventil),der
bei Bewegungen der Schieber 7a und 7d die im Gehäuse1 oefindlichen kanäle 19 und
20 verbinden kann.Kanal 20 ist mit einem Rückschlagventil versehen,um zu verhindern,
daß expandierende Gase aus dem Verbrennungsraum über den Kanal 19 in den Arbeitsraum
gelangen.Der Ranal 19 ist so angelegt,daß er erst vom Durchlaß im Schieber erreiclst
wird,wenn eine genügende Verdichtung der Luft hergestellt ist,daß sie oer den Kanal
20 in den Verbrennungsraum (und damit in die Arbeitsräume A und B) einen kann.Bei
Arretierung der Schieber 7a und 7d sind die Kanäle 19 und 20 nicht durch den Schieber-Durchlaß
verbunden.
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Der Getriebeantrieb lba und idO f.r die Nockenwellen bewirkt, daß
bei 1 1/2 Umdrehungen der Motorwelle die Nockenwellen der Nockensteuerung 5a und
5b 1 Umdrehung ausführen.In der Fig.1 eriolgt der Nockenwellenantrieb über eine
Kette.Es können auch andere bekannte Antrieosformen verwendet werden.
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Die Nockensteuerung 5a besteht aus der Nockenwelle und den Nocken
17a,17e,15a,15c,16a,17f und 170.Die Nockensteuerung 5b enthält die Nockenwelle mit
den Nocken 17c,17g,15b,15d,16b, 17h und 17d.Die Nocken 17a und 17b steuern den Schieber
7a, die Nocken 17e und 17f den Schieber 7b.Der Schieber 7c wird von den Nocken 17c
und 17d gesteuert,der Schieber 7d von den 17g und 17h.In Fig.4 wird das Beispiel
einer Nockeniorm für die Schieber 7b und 7c angegeben,in Fig.5 für die Schieber
7a und 7d.Durch diese Nockenformen werden die Schieber 7b und 7c
und
die Schiefer 7a und 7d liir die erforderlichen Bewegungen durch die Steuerscheiben
ba und bb freigegeben oder so arretiert,daß sie die rotation der Drehkolben 3a und
3p nicht behindern.Bei der Arretierung befinden sich die Auflagen der Schieber auf
den Nocken senkrecht über der NocKenwellenmitte.
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Die Form der Nocken ist der Bewegungsrichtung der Schieber angepaßt.
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Die Nocken 16a und 16b steuern die Auslaßventile der Auslaßkanäle
9a und 9o.Die Nocken 15a und 15o steuern den Einlaß von Gas-Luftgemischen,die Nocken
15c und 15d den r:inlaß von Luft.
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Alle Sinlaßventile werden durch Kipphe@el bewegt,die Schieber 7b und
7c sind mit entsprechenden Durchlassen versehen.
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Fig.6 gibt das beispiel einer Nockenform der Nocken 15a,15D, 15c,15d,16a
und lbb an.
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Falls die erforderlichen Bewegungen der Schieber 7a,7b,7c und 7d unmittelbar
durch die Trommel2 und die Drehkolben 3a und 3b in ZusammenarDeit mit den SchieDer-itückholfedern
und der Nockensteuerung 5a und 5b bewirkt werden sollen,können die Steuerscheiben
6a und 6D entfallen.
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Benzin-Vergasung,Zündung der verdichteten Gas-Luftgemische, Kehlung
und Schmierung des Uotors,evtl. Schwungradunterstützung des Motorlaufs eriolgen
in bekannter Weise.
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Bau- und Wirkungsweise dieses Motors erleichtern die Verwendung einer
Abgasturbine zur Leistungssteigerung.
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Drei Motoreinheiten der beschriebenen Ausführung können auf einer
Motorwelle so angebracht werden und so gesteuert werden, daß während jeder 1/2 Umdrehung
der Motorwelle die Drehkolben in einem Gehäuse Energie der gezündeten und expandierenden
Gas-Luftgemische auf die Motorwelle übertragen.
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Die beschriebene Verbrennungskraftmaschine läßt sich auch als Dieselmotor
nutzen.Sine Nutzung als Dieselmotor erfordert für jeaen Aroeitsraum nur ein Einlaßventil.Ebenfalls
wird für jeden Arbeitsraum nur ein Einlaßventil benötigt,wenn dieser Motor als Benzin-Einspritzmotor
verwendet wird.