DE2948746A1

DE2948746A1 - Drehkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2948746A1
Application number: DE19792948746
Authority: DE
Inventors: Michael Richmond British Columbia Hitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1982-03-04

Description

Drehkolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit einem im Maschinengehäuse gelagerten Rotor.
Seit langem ist es ein Bestreben in der Technik, Kolbenmaschinen, die den Nachteil der hin- und herbewegten Massen aufweisen, durch Rotationskolbenmaschinen zu ersetzen, von denen der Kreiskolbenmotor nach dem System Wankel am bekanntten geworden ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehkolbenmaschine zu schaffen, die Kolbenmaschinen zu ersetzen vermag, sich verhältnismäßig einfach abdichten läßt und sich durch gute Laufeigenschaften auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Drehkolbenmaschine mit einem im Maschinengehäuse gelagerten Rotor dadurch gelöst, daß der Rotor eine zu seiner Drehachse exzentrische zylinxrische Umfangsfläche einschließt oder aufweist, auf der ein kreisscheibenförmiger Drehkolben mit seiner zylindrischen Umfangsfläche gelagert ist, daß der Drehkolben mit einem Langloch versehen ist, mit dem er eine kreisförmige Scheibe einfaßt, deren Dicke der Dicke des Drehkolbens und deren Durchmesser der Breite des Langlochs entspricht und die auf einer gehäusefesten Platte befestigtist, daß die gehäusefeste Scheibe mit einem exzentrischen Zapfen versehen ist, der in einer an dem Drehkolben befestigten und das Lancloch schließenden Platte quer zur Längsachse des Langlochs verschieblich geführt ist, und daß die andere Seite des Langlochs gegen die gehäusefeste Platte abgedichtet ist. Bei der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine unterteilt die gehäusefeste Scheibe, die mit gegenüberliegenden Mantellinien an den zueinander parallelen Längsseiten des Langloches dichtend anliegt, den durch die Umfangswandung des Langloches und den dieses seitlich begrenzenden Platten gebildeten Raum in zwei Kammern, deren Volumen dadurch gegensinnig veränderbar ist, daß die Scheibe bei Drehung des Rotors und Drehkolbens in dem Langloch hin- und herläuft.
Dadurch, daß der Drehkolben eine von einer Drehbewegung überlagerte hin- und hergehende Bewegung relativ zu der gehäusefesten Scheibe ausführt, verändern sich die Volumina der durch die Scheibe unterteilten und von dem Langloch sowie dieses einfassenden Platten gebildeten Kammern zyklisch, so daß die dadurch entstehenden verdrängenden und ansaugenden Wirkungen für Pumpen und Kraftmaschinen verwendet werden können. Die gehäuse feste Platte ist sodann zu diesem Zwecke mit Ein- und Auslaßöffnungen bzw. Steueröffnungen zu versehen.
Zweckmäßigerweise ist der Zapfen der Scheibe in einem Langloch der das Langloch in dem Drehkolben schließenden Platte geführt, dessen Breite dem Durchmesser des Zapfens entspricht und dessen Längsachse die Längsachse des Lang lochs des Drehkolbens rechtwinkelig kreuzt.
Der Hub der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine läßt sich durch die Exzentrizität der zylindrischen Umfangsfläche des Rotors und auch die Exzentrizität der gehäuse festen Scheibe zur Achse des Rotors einstellen. Die Exzentrizität der gehäusefesten Scheibe zu dem Rotor hängt von der Exzentrizität des auf der Scheibe befestigten Zapfens ab.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor eine innere exzentrische Umfangsfläche auf, mit der er den auf dieser gelagerten Drehkolben einfaßt. Bei dieser Ausgestaltung kann der Rotor die Funktion eines Schwungrades übernehmen, wobei ein Massenausgleich für die exzentrisch rotierenden Massen vorgesehen werden kann.
Der Drehkolben kann in anderer Ausgestaltung der Erfindung auch mit einem exzentrischen Zapfen versehen sein, der in einer exzentrischen Bohrung des Rotors gelagert ist. Der Rotor selbst kann bei dieser Ausführungsform in einer Ausnehmung der gehäusefesten Scheibe gelagert sein.
Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Scheibe mit einem diese teilweise durchsetzenden Schlitz versehen ist,i K r ein gegen die Kraft einer Feder verschieblicher Schieber geführt ist, der dichtend mit seinen Seitenkanten an den das Langloch des Drehkolbens abdichtenden Platten und mit seiner Stirnkante dichtend an der Umfangsfläche des Langloches anliegt, und daß in der gehäusefesten Platte Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen vorgesehen sind, die von dem Schieber überstrichen werden. Eine mit einem derartigen Schieber versehene Drehkolbenmaschine kann nach dem Diesel-oder Otto-Prinzip arbeitender Explosionsmotor betrieben werden.
Zu diesem Zwecke sind lediglich Zündeinrichtungen oder Drücke erforderlich, die zu einer Selbstzündung des Gemisches führen.
Der Schieber dient dazu, den Abgasbereich von dem Frischgasbereich zu trennen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben worden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Drehkolbenmaschine in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt durch die Drehkolbenmaschine längs der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Drehkolbenmaschine in schematischer Darstellung, Fig. 4 einen Schnitt durch die Drehkolbenmaschine längs der Linie IV - IV in Fig. 3, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Rotors der Drehkolbenmaschine mit in diesem exzentrisch gelagerten Drehkolben, Fig. 6 eine weitere perspektivische Darstellung der Drehkolbenmaschine nach Fig. 5 mit neben dieser angeordneter demontierter gehäusefester Scheibe, Fig. 7 eine Draufsicht auf die gehäusefeste Scheibe mit in dieser in einem Schlitz geführtem Schieber, Fig. 8 eine Draufsicht auf die geöffnete Drehkolbenmaschine, Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der gehäusefesten Platte, Fig. 10 unterschiedliche Drehstellungen der mit einer Schieberplatte versehenen Drehkolbenmaschine in schematischer Darstellung, Fig. 11 eine abweichende Ausführungsform der Lagerung des Drehkolbens, Fig. 12 eine schematische Darstellung des Drehkolbens in unterschiedlichen Winkellagen, Fig. 13 eine Gegenüberstellung der Drehkolbenmaschine mit einer Hubkolbenmaschine, Fig. 14 eine Gegenüberstellung der Drehkolbenmaschine mit einer Hubkolbenmaschine in einem Diagramm, Fig. 15 die Anordnung des Schiebers in der zentralen Scheibe, Fig. 16 weitere Einzelheiten der Drehkolbenmaschine, Fig. 17 eine als Verbrennungskraftmaschine ausgestaltete Drehkolbenmaschine im Schnitt, Fig. 18 eine als Warmluftmotor ausgebildete Drehkolbenmaschine in schematischer Darstellung und Fig. 19 einen Schnitt durch eine als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete DEhkolbenmaschine.
Der grundsätzliche Aufbau der Drehkolbenmaschine ergibt sich aus den Fig. 1 und 2. In der gehäusefesten Platte 1 ist die zentrale Welle 2 des Rotors 3 gelagert. Der Rotor 3 ist mit einem Wellenstummel 4 versehen. Der Rotor 3 ist mit einer exzentrischen inneren Umfangsfläche 5 verstehen, auf der der Drehkolben 6 gelagert ist. Der Drehkolben 6 ist rtlit einem Langloch 7 versehen, dessen Enden abgerundet sind. Der Rotor 6 ist durch eine Platte 8 geschlossen, die auch einstückig mit dem Roror ausgebildet sein kann. In der Platte 8 ist ein weiteres Langloch 9 ausgebildet. Die Längsachsen 10 und 11 der Langlöcher 7 und 9 stehen rechtwinkelig auteinander.
An der gehäusefesten Platte 1 ist eine Scheibel2 befestigt, die einen exzentrischen scheibenförmigen Zapfen 13 trägt.
Dieser Zapfen 13 greift in das Langloch 9 ein und wird in diesem geführt.
Die Welle 2 des Rotors 3 ist durch Lager 14, 15 in einer Bohrung der Scheibe 12 und auf der gehäusefesten Platte 1 gelagert.
Das Langloch 7 weist parallel zueinander verlaufende Wandungen 15, 16 auf, an denen die zylindrische Scheibe 12 mit gegenüberliegenden Mantellinien dichtend anliegt.
In einer umlaufenden Nut des Drehkolbens 6 ist eine umlaufende, von einer Feder 17 belastete Dichtung 18 angeordnet, die den Drehkolben 6 gegen die gehäuse feste Scheibe 1 abdichtet.
In einer Nut der Scheibe 12 ist eine Dichtung 19 angeordnet, de dichtend gegen die durch die Deckplatte 8 gebildete Stirnfläche des Langlochs 7 anliegt.
Die Längsachsen 10, 11 der Langlöcher 7, 9 decken sich mit Durchmesserlinien des Drehkolbens 6.
Der Drehkolben 6hsteht aus einer zylindrischen Scheibe mit einem Langloch 7 und ist durch eine Deckplatte b geschlossen.
Der Rotor 3 ist-mit einem Wellenstummel versehen und in dem Gehäuse bzw. gehäusefesten Teilen durch das Lager 14 gelagert.
Der Rotor 3 schließt den Kolben 6 ein, der in diesem über das Lager 20 drehbar gelagert ist. Die Lagerrng besteht aus einer exzentrischen zylindrischen Bohrung. Die Achse dieser Bohrung ist von der Drehachse um ein Viertel des totalen Hubs versetzt.
Die vordere Abschlußplatte 1 ist gehäusefest.
Die zentrale Scheibe 12, auf der der Drehkolben 6 gehalten ist, ist mit der vorderen Abschlußplatte 1 verschraubt. Der Außendurchmesser der zylindrischen Scheibe 12 entspricht dem Durch messer des Langloches 7 und ist genau in dieses eingepaßt.
Die zentrale Scheibe 12 ist mit einem scheibenförmigen Fortsatz oder Zapfen 13 versehen, der in dem Langloch 9 geführt ist.
Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt 21 der Scheibe 12 und der Achse 23 des Zapfens 13 entspricht dem halben Hub.
Der Dichtungsring 18 wird durch Federn 17 an die Wandung der Abschlußplatte 1 angedrückt und dichtet den Kolben nach außen ab. Der Dichtungsring gestattet weiterhin eine Dehnung des Kolbens infolge von Wärme.
Der Dichtungsring 19 dichtet die beiden Kammern 24, 25 gegeneinander ab.
In einer Drehkolbenmaschine mit nur einem Kolben, wie sie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, werden das Langloch 9 in der Deckplatte 8 und der Zapfen 13, der exzentrisch auf der Scheibe 12 befestigt ist, auch Steuerteile genannt.
Bei der in den fig. 3 und 4 darsgestellten Ausführungsform liegt der Rotor 26 innen und ist in einer Ausnehmung der Scheibe 12 gelagert.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 liegt der Rotor 3 außen und bildet gleichzeitig ein Schwungrad.
Bei der Ausführungsform nach den Fig.3 und 4 ist der Rotor 26 durch einen innenliegenden Exzenter gebildet. Der Rotor 26 bildet die Kraft abgebende Welle.
Der Drehkolben 6' ist mit einer zentralen Achse 27 versehen, die in einer exzentrischen Bohrung des Rotors 26 gelagert ist.
Die Kinematik der Drehkolbenmaschine läßt sich durch drei Punkte und zwei Achsen beschreiben.
Der Punkt 23 ist der symmetrische Mittelpunkt des Langlochs 7 im Kolben 6.
Der Punkt 22 ist der Drehpunkt des Rotors in Form des Schwungrades oder des Exzenters.
Der Punkt 21 ist der Mittelpunkt der zentralen Scheibe 12.
Die Achsen 10 und 11 stehen senkrecht aufeinander.
Die Verhältnisse bei einer Drehnung des Kolbens 6 werden nun anhand der Fig. 12 in unterschiedlichen Winkelstellungen ererläutert. Bei 00, auch unterer Totpunkt genannt, wird ein Raum 30 gebildet, der durch den linken Teil des Langloches 7, die innere Fläche der Platte 8 und die innere Fläche der Abschlußplatte 1 begrenzt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der zentralen Scheibe 12 wird der Raum 31 gebildet. Wenn das Schwungrad oder der diesem entsprechende Exzenter 26 gedreht werden, dreht sich der Kolben 6 mit, wobei aber die Drehzahl des Kolbens nur halb so groß ist wie die des Schwungrades bzw.
des Exzenters, also des Rotors, Mit kontinuierlicher Weiterdrehung des Rotors führt der Punkt 23 eine kreisförmige Bewegung um den Mittelpunkt 22 aus. Der Raum 30 bewegt sich dabei in gleicher Richtung und verringert sein Volumen, bis er bei 3600 das gleiche Volumen einnimmt wie der Raum 31 bei 00.
Bei 1800 überdecken sich die Punkte 23 und 21. Diese Situation würde an sich eine weitere Drehng des Kolbens verhindern. Die Steuerelemente, die durch das Langloch 9 und den Zapfen 13 gebildet sind, führen jedoch dazu, daß dieser Totpunkt über wunden wird.
In einem Zweikolbensystem wird das Langloch 9 zu dem Lang loch 7 des zweiten Kolbens und der Zapfen 13 zu der Scheibe 12 der zweiten zentralen Scheibe. Diese Anordnung wird jedoch nicht näher beschrieben.
Um eine Strömungsmaschine zu konstruieren, werden Ansaug- und Auslaßöffnungen vorgesehen. Die Steuerung der Öffnungszeiten ist äußerst einfach und erfolgt durch die Form und Bewegung der Einzelteile. Die typische Anordnung dieser Öffnungen wird unten näher beschrieben.
Das aus dem Zapfen 13 und dem Langloch 9 bestehende Steuersystem kann auch durch ein Zahnradgetriebe ersetzt werden.
Dieses verhältnismäßig komplizierte Getriebe wird hier jedoch nicht zäher erläutert.
Anhand der Fig. 10 wird nun eine Drehkolbenmaschine mit Steuerschieber 40 erläutert. Obwohl das Diesel-Prinzip anwendbar ist, wird im Text ein Benzinmotor beschrieben.
Zu der grundlegenden Konstruktion gehören die Auslaßöffnung AA und die Einlaßöffnung AB, die in der stationären Dec';platte angeordnet sind. Der Schieber 40 ist in einem Schlitz 41 der gehäusefesten Scheibe 12 geführt. Der Schieber 40 ist in nicht dargestellter Weise federbelastet und stützt sich auf der Wsndung'des Langloches im Kolben 6 ab.
Der Schieber 40 teilt den Raum L, so daß zwei Kammern L1 und L2 entstehen. Bei 00 ist die Kammer L1 mit einem frischen Benzin-Luft-Gemisch bei etwa atmosphärischem Druck gefüllt. Ebenfalls bei 00 ist die Kammer L2 mit dem Verbrennungsgas des vorhergehenden Krafthubes gefüllt. Einlaß- und AuslaßöEfnungen sind geöffnet. Die Zündung findet im Raum M statt.
Bei 900 ist die Einlaßöffnung geschlossen. Die Verdichtung setzt ein in der Kammer L1. Die Kammer L2 ist sehr verkleinert.
Ein großer Teil der Abgase wurde bereits durch die Auslaßöffnung ausgestoßen. Im Raum M schreitet die Verbrennung fort.
Das Verbrennungsgas expandiert und drückt den Kolben in Richtung W. V deutet den Hebelarm an, der durch die Exzentriazide geschaffen wird und der den Rotor (Schwungrad) zur Drehung zwingt. U gibt die relativ kleine Kraftkomponente an, mit der eine Fläche des Langloches gegen die Zentrierscheibe 12 drückt.
Bei 1800 existiert die Kammer L2 nicht mehr. Alle Abgabe wurden ausgestoßen. In Kammer L1 wird das Luft-Brennstoff-Gemisch weiter verdichtet. In der gegenüberliegenden Kammer M expendiert das Verbrennungsgas weiter. Der Hebelarm V hat seine größte Länge erreicht. Die Seitenkraft U ist verschwunden.
Bei 2700 schreitet die Verdichtung in dem Raum L1 fort. Die Auslaßöffnung ist geöffnet. Der Raum M teilt sich in Qen Raum M1, der zunimmt, und den Raum M2, der sich verringert.
Bei 360° erreicht die Kammer L1 ihren Totpunkt und wird zur Kammer M. Die Kammern M1 und M2 werden zu den Kammern L1 und L2.
Der be3chriebene Zyklus beginnt sodann von neuem.
Eine Verbrennungskraftmaschine kann auch ohne den ein Kontrollelement bildenden Schieber konstruiert werden. Es findet grundsätzlich das gleiche Prinzip wie vorstehend beschrieben Anwendung. Dabei besteht lediglich die Ausnahme, daß eine Ladepumpe benutzt wird, um das frische Luft-Brennstoff-Gemisch durch die Einlaßöffnung einzublasen. Gleichzeitig verdrängt das frische Gemisch die Abgase, die etwa zwischen einem Drehwinkel von -1300 bis +1300 die Maschine durch die Auslaßöffnung verlassen.
Form und Ausgestaltung der öffnungen sind entsprechend zu wählen.
Die Drehkolbenmaschine kann mit zwei, drei, vier und mehr Kolben ausgeführt werden, die alle um die gleiche Hauptwelle rotieren.
Eine Maschine, deren grundsätzlicher Aufbau den Fig. 3und 4 entspricht, ist besser für luftgekühlte Motoren geeignet, weil deren Kolben freiliegt und einfach mit Kühlrippen versehen werden kann.
Eine Maschine, deren grundsätzlicher Aufbau den Fig. 1 und 2 entspricht, ist hingegen besser für flüssigkeitsgekühlte Mototen geeignet. Die Kühlflüssigkeit kann in dem kreisförmigen Spalt zwischen dem Kolben und dem Schwungrad gehalten werden.
Die erfindungsgemäße Drehkolbenmaschine weist zahlreiche Vorteile auf. Einmal läßt sie sich sehr klein bauen, so daß sich Platz sparen läßt.
Weiterhin werden bei der erfi!ldungsgemäßen Drehkolbenmaschine weder Pleuelstangen noch eine Kurbelwelle benötigt. Damit werden die bekannten Nachteile der herkömmlichen Kurbeltriebe vermiden.
In den Bildern A1 und A2 der Fig. 13 ist eine herkömmliche Hubkolbenmaschine mit einem Verhältnis von Pleuelstangenlänge zu Hub von 2:1 illustriert. Die Bilder B1 und B2 zeigen die entsprechenden Verhältnisse bei der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine.
Die beiden in Fig. 13 dargestellten Rotore haben denselben 3 Hubraum, nämlich 100 cm@, und ein Verdichtungsverhältnis von 8:1. Bild A1 zeigt, daß nach 90° Kurbelwellenumdrehung der Kolben schon einiges mehr als die Hälfte seiner Gesamtstrecke nach unten zurückgelegt hat. Bild A2 zeigt die Lage des Kolbens in seiner günstigsten Position im Sinne der Kraftabgabe, in der der Hebelarm durch den Rurbelradius gebildet wird. In dieser Lage ergibt sich folgende Berechnung: "V" x Kolbenfläche x (##)1.4 = PFaktor Kolbenfläche = 3,1416 IN2 V = 1 V1 = 6,97 IN3 V2 = 3,49 IN3 3.1416 X (####)1.4 = 8,27 = PFaktor Zum Vergleich: Bild B1 zeigt den erfindungsgemäßen Motor nach 900 Umdrehung, nach der gleichen Formel: @@ @ @ "V" x Kolbenfläche x ( V2 )@@@ x s = PFaktor "V" = .176 Kolbenfläche = 6 IN2 V1 = 6,97 IN3 V2 = 1,808 IN3 s = Umdrehungsfaktor = 2 .176 x 6 x ( ##### )1.4 x 2 = 13.96 = PFaktor Bild B2 zeigt die erfindungsgemäße Maschine bei 1800 Kurbelwinkel: "V" x Kolbenfläche x ( ## )1.4 x s = PFaktor "V" = .25 Kolbenfläche = 6 IN2 V1 = 6.97 IN3 V2 = = 3.0 IN3 s = Umdrehungsfaktor = 2 .25 x 6 x ( ####)1.4 x 2 = 9.76 = PFaktor Diese höheren PFaktor -Werte sind aus dem Diagramm gemäß Fig. 14 ersichtlich. Sie bedeuten eine spürbare Erhöhung des Mitteldrucks und der Kraftausbeute.
Der vorstehend eingeführte Umdrehungsfaktor muß angewendet werden, weil in einer herkömmlichen Maschine die Kraftabgabe kurz nach dem oberen Totpunkt beginnt und kurz nach der Öffnung des Auslaßventils oder Auslaßschlitzes endet. Die Kraftabgabe erfolgt also etwa über einen Kurbelwinkel von 120° bis 150°. Well in der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine der Rotor (Schwungrad) doppelt so schnell wie der Kolben umläuft, ist der Kurbelwinkel während der Kraftabgabe doppelt so groß, nämlich 2400 bis 3000. Diese Tatsache entspricht dem Verhältnis Kraft x Geschwindigkeiten = Drehmoment.
"N" x "P" x "A" x "S" x "R" Die Formel entspricht Leistung 4500 in PS, kann angewendet werden. In der Formel sind N = Anzahl der Zylinder A = Kolbenfläche in cm2 S = Hub in m N = Geschwindigkeit (UPM) P = effektiver Mitteldruck Es muß aber 2 x N als "N" gesetzt werden, da S = 2.
Bei der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine ergeben sich keine freien Kräfte durch hin- und herbewegte Massen. Kolben und Schwungrad brauchen nicht ausgewuchtet zu werden. Die einzige hin- und hergehende Nasse ist die des Schiebers, die jedoch äußerst gering ist.
Die Masse des Schwungrades kann klein gehalten werden, da das Schwungrad doppelt so schnell umläuft wie der Kolben.
In der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine werden die Dichtungen nur durch die gleitende Reibung beansprucht. Die auftretenden Geschwindigkeiten zwischen den Dichtungen und den gleitenden Teilen entsprechen bekannten Maschinen. Neben den Dichtungen bildet auch der Außendurchmesser der Zentrierscheibe mit den zueinander parallelen Seitenwänden des Langloches des Kolbens eine Dichtung.
Links in Fig. 15 ist ein spezieller Ring BB mit einem Lager BC dargestellt. Die Pesldelbewegung des Ringes BB verhindert eine schnelle Abnutzung der linienförmigen Dichtungsstelle. Die Reibungsgeschwindigkeit an der Dichtungsstelle beträgt 3,3m/sec.
(zwischen Dichtungsring und Langloch).
Recht in Fig. 15 ist eine Dichtungsanordnung in einer Drehkolbenmaschine gezeigt, die nicht mit einem Schieber als Kontrollorgan versehen ist. Hier ist der Ring BB mit einem Außendurchmesser ausgeführt, der größer ist als der Abstand der parallelen Wandungen des Langloches. Dadurch wird ein guter Dichtungsdruck erzeugt.
Die erfindungsgemäße Drehkolbenmaschine weist keine Ventile auf und die Zündung läßt sich einfach steuern. Eine Schmierung ist nicht notwendig, wenn die Dichtungsringe und der Schieber aus Material mit selbstschmierenden Eigenschaften bestehen.
Die Lager können durch Fett oder einfache Umlaufschmierung geschmiert werden. Das Lager zwischen dem Kolben und dem Schyungrad kann durch das hindurchgeführte Kühlmittel geschmiert werden.
Die zentrale Scheibe kann darüberhinaus durch die durch sie hindurchgeleiteten frischen Gase gekühlt werden.
Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, kann der Kolben überhängend gelagert werden. Dadurch wird ein Hebelarm erzeugt, der die auf die Exzenterwelle wirkenden Gasdrücke vermehrt. Die wahrscheinliche Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades hängt von der Anordnung der Lager ab. Das Lager MC muß in einem zweiten Exzenter ME laufen, der wiederum durch das Lager MD im stationären Maschinengehäuse abgestützt ist.
Aus Fig. 16 ist ein pneumatischer Motor ersichtlich, der mit einem gegenläufigen Wuchtantrieb versehen ist. Die grundlegende Anordnung benötigt. eine Hohlwelle CE mit rotierendem Ventil CH.
CD bedeutet die Zentrierscheibe mit den Einlaßöffnungen. Dieser Motor stellt eine Zweikolbenmaschine dar.
Eine Maschine ähnlicher Bauart kann als Motor oder Pumpe verwendet werden. Die Wirkungsgrade von Maschinen dieser Bauart sollten ähnlich denen von Verbrennungsmotoren sein.
In Fig. 17 ist ein Schnitt durch einen Versuchs-Automobilmotor mit einer Leistung von 40 PS bei 3200 UPM gezeigt. Die Kühlrippen sind derart ausgebildet, daß sie sich bei zunehmender Ausdehnung verformen können. Die Ausdehnung kann hier bis zu einem Millimeter betragen. Maschinen der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Art benötigen derartige Maßnahmen nicnt.
Sollten in Zukunft neue Materialien und Methoden gefunden werden, die einen Heißluftmotor möglich erscheinen lassen, bietet sich die erfindungsgemäße Drehkolbenmaschine als die ideale Kraftmaschine an. Die Möglichkeit, die Maschine völlig abzudichten, gestattet die Verwendung einer Vielzahl von Arbeitsmedien.
In Fig. 18 ist eine derartige Heißluftmaschine schematisch dargestellt.
In Fig. 19 ist ein Schnitt durch einen Bootsmotor dargestellt, der eine Dauerleistung von 58 KW bei 4500 UPM hat. Der Hubraum beträgt 700 cm , das Gewicht 128 kg. Als Kühlmittel wird umlaufendes synthetisches Öl verwendet.

Claims

Drehkolbenmaschine Patentansprüche: Drehkolbenmaschine mit einem im Maschinengehäuse gelagerten Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3, 26) eine zu seiner Drehachse (P) exzentrische zylindrische Umfangsfläche einschließt oder aufweist, auf der ein krisscheibenförmiger Drehkolben (6, 6') mit seiner zylindrischen Umfangsfläche gelagert ist, daß der Drehkolben (6, 6') mit einem Langloch (7) versehen ist, mit dem er eine kreisförmige Scheibe (12) einfaßt, deren Dicke der des Drehkolbens (6, 6') und deren Durchmesser der Breite des Langlochs entspricht und die auf einer gehäusefesten Platte (1) befestigt ist, daß die gehäusefeste Scheibe (12) mit einem ex7.entrischen Zapfen (13) versehen ist, der in einer an dem Drehkolben (6) befestigten und das Langloch (7) schließenden Platte (8) quer zur Längsachse (10) des Langlochs (7) verschieblich geführt ist, und daß die andere Seite des Langlochs (7) gegen die gehäusefeste Platte (1) abgedichtet ist.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (13) der Scheibe (12) in einem langloch (9) der das Langloch (7) in dem Drehkolben (6) schließenden Platte (8) geführt ist, dessen Breite dem Durchmesser des Zapfens (13) entspricht und dessen Längsachse (11) die Längsachse (10) des Drehkolbens (6) rechtwinkelig kreuzt.
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12) exzentrisch zur Achse des Rotors (3, 2;) angeordnet ist.
4. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Langloch (7) in dem Drehkolben (6, 6') abgerundet sind.
5. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da3 in den Endstellungen der Scheibe (12) in dem Langloch (7) des Drehkolbens (6, 6') zwischen dieser undden Stirnwänden des Langlochs (7) ein Spalt verbleibt.
6. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (6, 6') mit einer rtngfdrmigen Nut versehen ist, in der sich eine auf der gehäusefesten Platte (1) gleitende Dichtung (18e) befindet.
7. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12) mit einer in einer Nut angeordneten ringförmigen Dichtung (19) versehen ist, mit der sie gegen die das Langloch in dem Drehkolben (6, 6') schließenden Scheibe (8) abgedichtet ist.
8. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) eine innere exzentrische Umfangsfläche aufweist, mit der er den auf dieser gelagerten Drehkolben (6) einfaßt (Fig. 1 und 2).
9. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (6') mit einem exzentrischen Zapfen versehen ist, der in einer exzentrischen Bohrung des Rotors (26) gelagert ist (Fig. 3 und 4).
1o. Drehkolbenamaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12) mit einem diese teilweise durchsetzenden Schlitz (41) versehen ist, in dem ein gegen die Kraft einer Feder verschieblicher Schieber (40) geführt ist, der dichtend mit seinen Seitenkanten an den das Lang loch des Drehkolbens abdichtenden Platten (1, 8) und mit seiner Stirnkante dichtend an der Umfangsläche des Langlochs (7) anliegt, und daß an der gehäusefesten Platte (1) Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen vorgesehen sind, die von dem Schieber (40) überstrichen werden.
11. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (41) im Abstand von der Achse der Scheibe (12) verläuft.
12. Drehkoibenmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der den Steueröffnungen gegenüberliegenden Seite der gehäusefesten Platte (1) eine Zündeinrichtung angeordnet ist.